發(fā)布時間:2023-12-07 11:41:39
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇智慧城市和軌道交通,期待它們能激發(fā)您的靈感。
2013年發(fā)展狀況總結
1. 通信信號方面
通信系統(tǒng)是保障城市軌道交通安全、穩(wěn)定、高效、舒適運營的基本設施,可滿足城市軌道交通語音、數據和圖像等綜合業(yè)務通信的需要。信號系統(tǒng)是保證城市軌道交通行車安全的技術和設備,城市軌道交通信號系統(tǒng)通常由列車自動控制系統(tǒng)(簡稱ATC)組成。
目前城市軌道交通的無線通信系統(tǒng)分為專用無線通信系統(tǒng)和公共無線通信系統(tǒng)。專用無線通信系統(tǒng)包含無線調度通信系統(tǒng)、列控信息車——地無線傳送系統(tǒng)、移動電視系統(tǒng)、公安無線、消防無線應急系統(tǒng)、導乘信息及視頻監(jiān)控車——地無線傳輸等。無線調度通信系統(tǒng)廣泛使用的是TETRA數字集群系統(tǒng)。隨著城市軌道交通的快速發(fā)展,越來越多的應用對無線通信系統(tǒng)提出了更高的要求。目前基于通信的列車控制(CBTC)系統(tǒng)代表著世界城市軌道交通信號控制技術的發(fā)展方向和趨勢,成為我國城市軌道交通信號系統(tǒng)的未來主流制式。中國大陸部分城市軌道交通使用了CBTC系統(tǒng),如武漢地鐵1號線,上海軌道交通的8號線,北京地鐵(除1號線、5號線、13號線、八通線),廣州地鐵(除1、2、8號線)等。其中,國內自主研發(fā)的CBTC系統(tǒng)陸續(xù)通過國際權威認證機構的SIL4認證。這是目前功能安全完整性的最高等級要求,也是進入歐洲及國際市場的通行證。
2. 調度指揮方面
城市軌道交通系統(tǒng)的調度指揮控制中心是對城市軌道交通運營實行集中管理的所在地,凡與列車運行有關的各部門、各工種都必須在調度指揮系統(tǒng)的統(tǒng)一組織指揮下進行日常運輸生產活動。目前我國的調度指揮系統(tǒng)主要有TCC(Traffic Control Center)系統(tǒng)和OCC(Operating Control Center)系統(tǒng)兩種。OCC是一線一中心的管理模式,目前除北京外的國內其他城市主要由OCC擔任城市軌道交通的列車調度指揮工作。即一條軌道交通線路由一個調度指揮中心控制,線路間的調度指揮互不影響,如廣州、成都、南京以及沈陽等城市軌道交通均采用這種基本的軌道交通指揮控制中心。鑒于北京市軌道交通線網密集程度高、乘客出行人數眾多等因素,構建實現應對多條線路、多運營主體的調度指揮系統(tǒng)十分必要,故“多線一中心”的TCC控制模式應運而生。即在一條軌道交通線路由一個調度指揮中心控制的基礎上,設有控制全網的指揮中心,對全網的軌道交通線路進行全局性調度指揮。
為支持路網的運營協(xié)調指揮,在國家科技支撐計劃項目的支持下,北京交通大學和北京城軌路網指揮中心等單位自主聯(lián)合研制了面向城軌路網運輸組織與安全保障一體化決策支持系統(tǒng),實現了客流預測分析、運輸能力計算、網絡列車運行計劃編制、運營安全綜合監(jiān)控預警、路網突發(fā)事件應急處置等功能,并成功支持了北京城軌路網指揮中心信息中心和軌道交通指揮中心工程的順利建設,為成網條件下城市軌道交通運輸組織提供強有力的決策支持。
3. 綜合監(jiān)控方面
綜合監(jiān)控系統(tǒng)是以現代計算機技術,網絡技術、自動化技術和信息技術為基礎的大型計算機集成系統(tǒng)。系統(tǒng)集成和互聯(lián)了多個地鐵自動化專業(yè)子系統(tǒng),在集成平臺支持下對各專業(yè)進行統(tǒng)一監(jiān)控,實現各專業(yè)系統(tǒng)的信息共享及系統(tǒng)之間的聯(lián)動控制功能,為實現城市軌道交通運營安全保障及應急管理提供信息化基礎。
為進一步提高列車運行的安全性和軌道列車的可用性,在國家“863”計劃的支持下,廣州地鐵與北京交通大學等單位成功研制了國內首臺套城軌列車運行狀態(tài)全息化檢測、在途預警與應急系統(tǒng)裝備,突破了軌道交通列車狀態(tài)全息化實時獲取與在途預警的技術障礙,提出了軌道交通列車運行狀態(tài)獲取傳感網優(yōu)化、多模信號檢測與評估、基于數據融合的嵌入式故障診斷、運營安全綜合監(jiān)控CMS-T、列車關鍵設備狀態(tài)評估與在途預警以及應急聯(lián)動處置核心技術。形成了覆蓋列車走行、牽引、制動、輔逆等關鍵設備安全狀態(tài)網絡化檢測的成套車載設備,以及列車運行綜合監(jiān)控預警、維修評估調度與應急聯(lián)動地面系統(tǒng)平臺,實現了城軌列車的智能感知、智能診斷、智能跟蹤以及全壽命周期的管理,提高了城軌列車實時安全預防和主動維修能力,并在廣州地鐵的15列A型運營車輛上進行了規(guī)模部署。
4. 客運服務方面
客運服務方面除了傳統(tǒng)的自動售檢票系統(tǒng),目前愈來愈重視乘客資訊系統(tǒng)PIS的建設和發(fā)展。
自動售檢票系統(tǒng)(AFC)采用全封閉的運行方式,以及計程、計時的收費模式。以非接觸式IC卡等作為車票介質,通過高度安全、可靠、保密性能良好的自動售檢票計算機網絡系統(tǒng),完成地鐵/輕軌運營中的售票、檢票、計費、收費、統(tǒng)計等票務運營的全過程、多任務自動化管理。目前包括軌道交通清分中心層、線路中央計算機系統(tǒng)層、車站計算機系統(tǒng)層、車站終端設備層、車票層五層架構的AFC系統(tǒng)是目前國內各城市的主流設計方案,在北京、廣州、上海等城市軌道交通中廣泛應用。
乘客資訊系統(tǒng)在正常情況下,可提供列車時間信息、政府公告、出行參考、媒體資訊、廣告等實時多媒體信息;在火災及阻塞、恐怖襲擊等突況下,提供動態(tài)緊急疏散指示,充分提高地鐵或輕軌運營總體服務水平和質量。目前,各城市軌道交通所采用的乘客資訊系統(tǒng)在信息傳播及安全保障方面有突破性的改進:可以通過廣播、CCTV、互聯(lián)網、手機、短信等多種手段為乘客提供全程乘車指引及咨詢服務;可在列車上進行實時的信息傳遞及電視直播,列車行駛在隧道中地鐵控制中心也能為乘客實時輸送信息;在延誤或突發(fā)事件中,乘客可以通過液晶顯示屏了解實時信息并據此做出反應。
2014年五大發(fā)展趨勢
1. 數字軌道交通
數字軌道交通是對軌道交通信息化的發(fā)展。數字軌道交通建設目標一方面是實現軌道交通各業(yè)務系統(tǒng)的數字化和信息化,規(guī)范軌道交通基礎信息和動態(tài)業(yè)務信息共享交換方式,另一方面是建立軌道交通地理信息平臺為核心的軌道交通化服務與共享體系,最終實現軌道交通各系統(tǒng)間的系統(tǒng)充分共享,全面提高軌道交通資源綜合利用效率和展示服務水平。
2. 系統(tǒng)整合、資源共享和系統(tǒng)架構的集中化
目前軌道交通信息系統(tǒng)眾多,存在資源重復、信息無法共享,各城市信息系統(tǒng)建設不規(guī)范。下一步修訂完善城市軌道交通信息化總體規(guī)劃,進行頂層設計,核心是要整合信息系統(tǒng),構建面向專業(yè)的大系統(tǒng);規(guī)范基礎信息及編碼,建設信息共享平臺;建立逐步趨于集中的信息系統(tǒng)架構,建設雙活大數據中心,實現災難備份。
3. 主動安全保障
隨著城市軌道交通的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的被動式安全保障已無法支撐軌道交通的安全運營和可持續(xù)發(fā)展,實施主動安全保障的先進技術和系統(tǒng)已成為軌道交通健康發(fā)展的前提和必要條件。長期的安全運營經驗和深痛的事故教訓,使行業(yè)內形成了共識,提出了運營控制系統(tǒng)的自主可控、基礎設施安全隱患識別、移動裝備安全保障提升三大核心問題。三大核心問題急需解決。三大問題的逐步解決,既可滿足我國軌道交通高速度、高密度、高安全快速發(fā)展之急需,又可在工程實踐總體世界領先的基礎上,實現安全保障技術的世界領先。
4. 運力資源全生命周期管理
軌道交通固定設施、移動裝備等運力資源的全生命周期管理是運力資源維護管理、降低運營成本、提供軌道交通競爭力的核心,建立靜動態(tài)履歷臺賬信息,重要故障及狀態(tài)維修信息、壽命預測與維修優(yōu)化決策支持信息系統(tǒng),實現軌道交通所有資源的實時跟蹤,支持維修維護的實時狀態(tài)化、精細化和智能化。
銀江股份是30成分股,自2013年5月31日停牌,9月6日復牌漲停,公司公告收購北京亞太安訊。按照公司公告,公司擬通過發(fā)行股份和支付現金的方式收購北京亞太安訊科技股份有限公司100%的股權,其中,以發(fā)行股票(每股發(fā)行價21.33元/股,發(fā)行23441162股)購買資產方式購買亞太安訊83.3333%的股權、以現金9400萬元購買亞太安訊15.6667%的股權,北京銀江以現金600萬元購買亞太安訊1%的股權。此外公司將向不超過10名特定投資者發(fā)行股份募集配套資金不超過20000萬元(每股發(fā)行價不低于19.20元/股,發(fā)行不超過10416666股)。
從收購標的來看,亞太安訊質地優(yōu)良,是北京的行業(yè)龍頭,毛利率達到 45%,在軌道交通領域極具競爭力,并購有助于銀江正式切入軌道交通安防監(jiān)控這一高景氣領域,進一步完善公司產業(yè)鏈。城市軌道交通作為我國智能交通發(fā)展的重要領域,未來幾年有望迎來高速增長。根據目前各城市軌道交通建設規(guī)劃,到2015年前后,北京、上海、廣州等22個城市將建設79條城市軌道交通線路,總長2259.84公里,總投資8820.03億元。2011-2020年十年間我國軌道交通新增運營里程合計將達6158公里,按照軌道交通每公里平均造價4億元進行測算,2011~2020年總投資有望達2.46萬億元。視頻安防監(jiān)控作為保障軌道交通安全建設的重要環(huán)節(jié),也將迎來新一輪投資高峰。
銀江股份扎根智慧城市產業(yè),做深領域技術,做大區(qū)域市場。其智慧交通業(yè)務已經覆蓋了全國115個城市,智慧醫(yī)療系統(tǒng)已進入379家以三等甲級醫(yī)院為主的大型綜合和專科醫(yī)院。預計到"十二五"末智慧城市投資規(guī)模有望達到2萬億元,公司將分享行業(yè)景氣盛宴。借助亞太安訊渠道優(yōu)勢,銀江智能交通業(yè)務在華北地區(qū)的弱勢格局有望改善。目前,華北區(qū)是銀江全國布局中的短板,而亞太安訊在北京地區(qū)具備極強的渠道優(yōu)勢。此次收購后,通過渠道整合,銀江有望借助亞太安訊在北京的渠道優(yōu)勢拓展公司原有業(yè)務,從而改善公司在華北的弱勢格局。
亞太安訊13-15年業(yè)績承諾為:扣非后歸屬于母公司的凈利潤分別不低于5000萬元、5750萬元和6613萬元,且雙方制定了嚴格的補償協(xié)議。此次收購價對應2013年PE為12倍,收購價合理,并能增厚公司2013年每股收益15%左右。根據項目收購方式和最低業(yè)績承諾預計2013年和2014年每股盈利0.8元和1元,公司所處行業(yè)仍在高速增長期,公司估值處于提升的趨勢中,估值倍數將隨著公司業(yè)績的兌現不斷上調,公司股價有望漲至30元以上。
關鍵詞:智慧城市;城市建設與管理;智能化基礎設施;管理平臺;智能交通產業(yè)
1智慧城市建設與管理理念
信息技術的快速發(fā)展推動智慧城市發(fā)展,給城市建設中的規(guī)劃、建設、運營、服務帶來變革性的變化,并以智能化、數字化、網絡化應用模式呈現。以上海隧道工程股份有限公司(以下簡稱“隧道股份”)在盾構法掘進技術工程施工領域的應用為例,闡述智慧城市建設與管理理念。
1.1盾構法隧道施工專家系統(tǒng)
1992年由隧道股份、上海市隧道工程軌道交通設計研究院、上海申通地鐵集團有限公司、同濟大學及上海工業(yè)大學(現上海大學)5家單位聯(lián)合開發(fā)形成初步模型,以人工智能預測技術解決上海地鐵盾構法掘進過程中地面沉降預測及沿線建筑物保護問題。該系統(tǒng)經過近10a的開發(fā)調試,已成功應用于上海軟土地質下的盾構穿越工程,破解上海地質密碼,突破前蘇聯(lián)專家提出的“上海不適宜建軌道交通”的觀念束縛,并指導完成延安東路隧道南線、外灘觀光隧道等穿越黃浦江的工程項目建設。
1.2盾構隧道遠程信息智能管理系統(tǒng)
2002年為構建多項目盾構法隧道施工數據倉庫,運用經典解析公式及分級神經網絡技術開發(fā)并形成盾構隧道遠程信息智能管理系統(tǒng)(見圖1)。以數據驅動為核心原理,通過經典參數計算法和遺傳算法的研究,對采集數據進行分析處理,得出控制地面沉降的推薦參數,實現對隧道施工的實時監(jiān)控與管理,搭建技術信息數字化及數據資源共享平臺,為盾構參數的優(yōu)化和環(huán)境保護提供可靠的依據[1]。這套系統(tǒng)廣泛應用在軌道交通建設項目中,有效減輕施工管理人員管理強度,通過信息快速傳遞加快決策,實現質量管理的事前控制,達到施工參數的最優(yōu)化,產生相當大的經濟效益,也為隧道智能化施工及大數據管理奠定基礎。
1.3盾構法施工管理平臺
該平臺以管理驅動為核心,基于大數據處理方式,深度挖掘盾構法隧道施工數據指導施工。針對盾構設備健康狀況,開展盾構機設備全生命周期管理研究,實現信息平臺數據高速共享,為工程協(xié)同施工、搶險提供服務。該平臺已將監(jiān)控范圍擴展至上海全部在建城市軌道交通項目,應用效果受到上海申通地鐵集團有限公司高度認可,不僅實現對盾構法隧道施工中質量、進度、安全和設備等海量數據和實時數據的監(jiān)測集成,還實現對盾構法施工全生命周期的動態(tài)監(jiān)控、風險預警及智能決策。
1.4基于智慧城市大數據管理的BIM技術應用
BIM的精髓在于將信息貫穿于市政工程整個生命周期,實現市政工程全過程的生命期管理[2]。2010年~2013年是BIM技術應用發(fā)展的第一階段,以著重解決項目技術難點為應用目的。設計方面可實現在結構圖中檢查鋼筋碰撞與管線等構筑物碰撞的潛在危險;施工方面主要通過3D、4D、5D模型實現施工可視化、進度控制和工程量統(tǒng)計及成本控制等應用。以上海預制裝配式研發(fā)中心項目為例,該項目于2010年建設,在項目中采用Revit和Tekla2個系列軟件進行BIM建模,在提升項目設計和出圖效率的同時,有效減少交叉碰撞矛盾,實現施工過程的可視化和精確化統(tǒng)計管理,優(yōu)化施工工序,提升施工管理水平。2013年~2016年是BIM技術應用發(fā)展的第二階段,該階段強調業(yè)主主導地位,利用標準、平臺和網絡技術,實現多方、多專業(yè)協(xié)同應用,并以項目數字資產和資產移交運營為目標。以廈門市軌道交通L1一期工程BIM項目為例,在項目建設之初,業(yè)主創(chuàng)建一整套BIM技術應用實施標準,應用“同城光網”協(xié)同技術,將11家設計單位(20個專業(yè))、16家施工單位通過BIM平系在一起,建立126.87GB的協(xié)同模型。實現對工程質量、進度、安全和投資等方面的高效集成化管理,有望形成國內第一套完整的軌道交通項目數字資產。
2智慧城市建設與管理的先驅與產業(yè)化
在城市基礎設施建設與管理的視角下,智慧城市管理模式在新技術滲透中逐步帶動傳統(tǒng)產業(yè)技術更新迭代,在城市基礎設施建設的各個領域中催生出信息化、智能化的細分市場,產生特有的產業(yè)競爭態(tài)勢,以智能交通為例,闡述智能交通給智慧城市建設與管理帶來的變革、發(fā)展和產業(yè)化。
2.1智能交通是智慧城市建設與管理先驅領域
智能交通產業(yè)在完善道路設施基礎上,將先進的電子技術、信息技術、傳感器技術和系統(tǒng)工程技術等集成運用于地面運輸中,建立新型現代服務業(yè)。隨著城市化建設加速發(fā)展,智慧交通在城市化進程中占據越來越重要地位,是城市經濟發(fā)展的基本保障。2012年12月由美國科羅拉多大學博伊德•科恩博士提出“城市智慧論”評價體系排出全世界智慧城市發(fā)展前10位中,50%以上的城市均將智慧城市的發(fā)展聚焦到智能交通領域。我國綜合運輸效能低下、公眾出行不便、交通安全態(tài)勢嚴峻、交通能耗高、交通服務水平落后。在當前快速城市化進程中,絕大多數城市交通成為困擾之一,給經濟、環(huán)境、治理等帶來一系列難題。智能交通產業(yè)化發(fā)展是實現我國城市交通體系轉型升級的關鍵要素。國內智能交通應用成果主要包括智能化公共交通、智能道路交通管控、停車誘導及信息化管理、ETC不停車收費及ERP等。在珠海智能交通體系規(guī)劃中,建立健全珠海市智慧交通系統(tǒng)建設、運營維護與管理機制,匯聚城市道路、公共交通、港航、停車、公路網的交通數據,保障系統(tǒng)建設有序、統(tǒng)一的交通數據接入標準;市中心交通信息采集覆蓋率90%以上,實現市中心路口聯(lián)網率90%以上,確保公共交通智能化服務平均運行速度20km/h;通過品質服務,搭建完整的公共交通管理系統(tǒng)架構,建設專用機房和監(jiān)控調度大廳,實現與珠海市交通信息中心的信息交互以及與珠海市交通指揮中心之間信息的互聯(lián)互通(見圖2)。
2.2智能交通產業(yè)化發(fā)展設想
智能交通產業(yè)化發(fā)展以市場為導向,優(yōu)化綜合交通運輸體系管理,提升出行效率,支撐安全和綠色發(fā)展,打造交通數據實時獲取、交通信息交互、交通數據處理、智能化交通安全、智能化組織管控等技術集成創(chuàng)新,作為“城市交通大腦”為智慧城市建設與管理奠定基礎。1)城市交通出行的互聯(lián)網共享經濟。以綠色出行城市共享單車為例,參照法國智能自行車運營及其產業(yè)化發(fā)展的成功經驗,2005年德高公司在里昂開發(fā)運營的VELO'V公共自行車系統(tǒng),德高公司在其12a運營期內獲取該系統(tǒng)全部城市廣告壟斷權,并獲得約6億歐元的可觀收入。目前,其智能化運營的公共自行車系統(tǒng)已覆蓋法國、澳大利亞、比利時、西班牙、俄羅斯及日本等全球多個國家的近30座城市,至今仍保持著智能化自助自行車運營領域的世界排名第一。在國內,城市交通共享發(fā)展過程中也出現如ofo、摩拜、滴滴等,利用互聯(lián)網、大數據技術,緊跟市場需求,重點解決城市出行“最后一公里”問題,探索出新的商業(yè)與產業(yè)發(fā)展模式。其中摩拜單車從2015年10月首輪融資開始,不到一年時間摩拜單車完成三輪融資,且融資規(guī)模不斷擴大,最近一輪融資規(guī)模達到1億美元。隨著技術的更新迭代,該領域還有很大的產業(yè)化發(fā)展前景。2)城市公共交通大數據信息服務。未來隨著綜合交通發(fā)展和便捷出行的要求,信息共享和智能化服務技術將得到充分發(fā)展和應用。在主要大中城市建成覆蓋公共交通、城市路網、高速公路以及綜合樞紐的集成化交通信息采集、處理、決策支持和服務系統(tǒng),實現對公交車、出租車、城市軌道運行車輛以及客運樞紐運營車輛的智能監(jiān)管,實現對城市交通運行的整體協(xié)調管理與服務(見圖3)。3)智能運輸安全保障體系。中國交通安全事故死亡率常年位居世界第一位,智能交通技術在交通運輸安全領域的應用至關重要。智能化交通安全保障體系的建立,是人、車、路協(xié)同的綜合系統(tǒng),不僅需要人和車具有智能化的信息技術,還需要作為城市公共基礎設施的道路及交通設施具有智能化,能提供分析事故成因、預控決策、安全管理服務,從而實現交通運行安全防控一體化。
3結語
智慧城市終將是城市發(fā)展的必然趨勢,并成為社會經濟發(fā)展與人類文明進步的核心承載平臺。信息技術的不斷發(fā)展推動未來智慧城市更富有創(chuàng)造力、吸引力,成為智慧城市發(fā)展的堅實基礎。未來,城市智慧化程度的不斷提升需要更多城市管理者、建設者、運營者等多方資源的互通協(xié)同,基于集成化商業(yè)模式及未來新興產業(yè)發(fā)展是今后值得深入研究的重要內容。
參考文獻:
[1]張洋.基于BIM的建筑工程信息集成與管理研究[D].北京:清華大學,2009.
關鍵詞:城市軌道交通;車地無線通信系統(tǒng);發(fā)展需求
無線通信是現代城市軌道交通的標志,車地無線通信技術在現代城市軌道交通發(fā)展中扮演著重要的角色。現階段,我國的城市軌道交通運營線路網絡逐漸復雜,給無線通信系統(tǒng)的應用提出了更高的要求。車地無線通信系統(tǒng)主要使用TETRA、LET、WLAN等無線網絡技術,對于提高軌道交通運營的效率和質量具有良好的優(yōu)勢。在技術的實際應用中,主要以無線通信需求為依據,以保證較高的可實施性、高速移動性和較大的帶寬傳輸能力為基本要求,以合理選擇應用方案為前提,促進我國城市軌道交通的不斷發(fā)展。
一、城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)的需求分析
(一)乘客信息多媒體信息現階段,我國城市軌道交通具有一定的信息宣傳的作用,宣傳的對象為車廂內部的乘客,宣傳的內容主要有安全知識、各種類型的新聞和一些非票務信息,而類宣傳也被稱作乘客信息多媒體信息,乘客信息多媒體信息的實施主要依靠地鐵乘客信息系統(tǒng)實現,在目前多采用DVBT、RairView、WiMAX等技術實施。
(二)列車控制信息CBTC是當前軌道信號系統(tǒng)中常用的一種系統(tǒng),主要依靠CBTC和ATC這兩個系統(tǒng)的移動閉塞來實現車地之間的列車控制信息傳送。其中,WLAN技術主要用于車地無線通信系統(tǒng),并由通信系統(tǒng)和軌道信號單獨建立無線通道,從而實現列車控制信息的傳送。
(三)無線集群調度信息城市交通軌道的正常運行離不開調度員、駕駛員和值班員之間的無線調度語音通話,無線調度語音通話的使用以維護人員和司機最為重要,是保證列車行駛安全的重要保證。當前我國主要采用800MHz的數字群系統(tǒng)為主的地鐵無線集群調度系統(tǒng),該系統(tǒng)同時具備了數據傳輸功能和調度語音通信功能。
二、城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)的應用要求
(一)較高的可實施性較高的可實施性指的是城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)能夠很好地適應隧道、高架等特殊場所。車地無線通信系統(tǒng)的應用需要分為三個階段。第一階段即應用初期,該階段需要具備司機乘客室畫像信息、火災自動報警系統(tǒng)信息以及乘客信息、多媒體信息等基本通信需求。第二階段即近期階段,該階段主要以車載廣播、無線集群調度、CBTC列車控制等功能的應用為主。第三階段也就是遠期階段,這一時期需要城市軌道交通承載各種無線通信功能。
(二)高速移動性近年來,我國城市軌道列車運行的速度不斷創(chuàng)新高,這也就要求其無線通信系統(tǒng)具有高速移動性,能滿足不斷發(fā)展的城市軌道運行需求。對高速移動性的具體要求為:在滿足不同時速的軌道運行無線通信需求的基礎上,保證傳輸的穩(wěn)定性并具有剩余發(fā)展空間。其次,該技術的應用還要保證一定的先進性,具有更為明顯的系統(tǒng)標準化,確保不會在短期內淘汰,并滿足產業(yè)鏈的發(fā)展需求,符合國家的相關規(guī)范。
(三)較大的帶寬傳輸能力交通車地無線通信的應用需要保證各種類型的視頻和語音業(yè)務滿足無線通信的服務需求。該需求主要依靠較大的帶寬傳輸能力,使軌道交通系統(tǒng)的帶寬需求與各類型業(yè)務相適應。另外,在具體的應用過程中要劃分不同的業(yè)務等級,做到主次分明,使信息傳輸具有一定的選擇性。總之,車地無線通信系統(tǒng)在城市軌道交通中的應用以無線通信需求為依據,在應用中將信息劃分為服務、語音、數據、控制等,現階段該系統(tǒng)的應用除了滿足可實施性、高速移動性和寬帶傳輸能力之外,還要不斷尋求更多的應用需求,為后期的發(fā)展留有一定的空間,滿足不斷發(fā)展的城市軌道交通的運營需要。
(四)較高的安全性城市軌道交通無線通信網絡的安全性是保障乘客個人信息、財產安全的必要條件。車地無線通信系統(tǒng)往往會用到WLAN技術,該技術有著較強的開放性,同時也帶來了一定的安全隱患,即使我國當前對開放的無線網絡安全性采取了一系列的措施,但黑客入侵、偽裝攻擊等非法盜竊信息的事件時有發(fā)生。對無線網絡系統(tǒng)的安全性防護一直是軌道交通運行中的重點需求,相關部門應將車地無線通信系統(tǒng)的安全性充分重視起來,全面打擊危害網絡安全的違法行為,修復當前網絡系統(tǒng)中的漏洞,讓不法分子無可乘之機,切實保證軌道交通乘客的信息安全。
三、車地無線通信系統(tǒng)現狀
(一)網絡性不能滿足實際需求我國城市軌道交通運行的過程中,主要通過TETRA、LTE、WLAN這三種無線網絡技術實現車地無線通信系統(tǒng)的運行,這些無線網絡技術分別承載著無線語音集群系統(tǒng)、TC-MS、Wi-Fi、PIS、CCTV等業(yè)務,發(fā)揮著提高運營、提升服務效率、維護軌道交通運營安全的作用。但在實際應用中存在著一定的網絡性能差的問題,難以滿足正常的服務、語音、數據等信息的無線通信。主要表現在以下幾個方面:首先,WLAN無線技術的抗干擾性差,當前一般采用5.8GHz或2.4GHz的公共頻段,很容易被外界的民用無線通信網絡干擾。同時,列車運行速度的增加會對WLAN無線技術傳輸速度、時延等指標造成影響,尤其是在時速120km/h以上的快線軌道交通中劣勢更為明顯。其次,TETRA無線網絡存在較強的局限性,傳輸的速率只有700Kbps,屬于2G網絡,僅支持對一些文本信息和語音數據的傳輸。最后,LTE-M無線技術不能同時支持多項業(yè)務,受到有限頻率資源的影響,存在一定的局限性。
(二)多網并存多網并存指的是當前我國城市軌道交通車地無線通信系統(tǒng)普遍采用三張及多張WLAN無線網絡,分別承載Wi-Fi、PIS、CBTC等業(yè)務,也有部分路線對CCTV、PIS、TCMS等業(yè)務由LTE-M無線技術所承載,造成了多網并存的現狀。無線車地網絡系統(tǒng)多網并存的現狀對我國軌道交通的運行帶來了一定的不利影響,具有維護成本高、運營管理難以落實等缺點,對新業(yè)務的開展和后期業(yè)務的整合造成了一定的阻礙。
四、運營業(yè)務的需求變革
針對當前車地無線通信系統(tǒng)的現狀來看,車地無線網絡承載著PIS系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無線集群調度系統(tǒng)、車輛信息檢測等業(yè)務。不同的業(yè)務對網絡傳輸有著不同的性能要求。其中,PIS視頻直播以及視頻監(jiān)控對網絡傳輸的干擾性和時延要求較低,但需要大帶寬。無線集群、CBTC等系統(tǒng)要求無線網絡不干擾,極低時延,也對帶寬的需求低。隨著現代科學技術的高速發(fā)展,全自動駕駛、智能化運營、智慧車站、智慧列車等各種新業(yè)務不斷出現,而這些新的業(yè)務也對車地無線通信系統(tǒng)的性能提出了更高的要求。在地鐵智能維護、高速運營的環(huán)境下,性能各異的車地無線網絡將面臨發(fā)展的瓶頸,無線網絡技術的變革是應對未來城市軌道交通新增業(yè)務需求的必要基礎。在智慧運營的環(huán)境下,城市軌道交通將面臨更多的新需求,實現地鐵列車的全自動駕駛必然需要更智能和高清的視頻監(jiān)控系統(tǒng);智能維護和管理對車載設備狀態(tài)信息的實時回傳分析提出了更高的要求;人民生活水平的提升對軌道交通運行的服務質量有了更高的需求,提高地鐵服務質量,增強乘客乘車的舒適度則需要適時、高清的PIS視頻直播。綜上所述,這些新需求的實現必然對車地無線通信系統(tǒng)提出了更嚴格的要求,在考慮接口拓展能力、建設、維護成本等因素的同時,不斷建設能夠承載多項業(yè)務、穩(wěn)定、高速、廣覆蓋、大帶寬的綜合性無線通信網絡。
五、車地無線通信技術應用的系統(tǒng)方案
(一)總體方案以四架結構為設置形式,以TDLTE為系統(tǒng)設備,四架結構分別為車輛級、區(qū)間級、車站級和中心級別,分別擔任TAU設備、RRU設備、BBU設備和核心網設備,采用合路的方式進行區(qū)間覆蓋,使民用通信區(qū)間泄漏電纜與區(qū)間覆蓋相結合,提高隧道區(qū)間內部TDLTE車地無線信號的覆蓋率。
(二)車載與車輛段方案分別將三套TAU設備安裝與車頂所處位置以及兩端司機室內,使TAU設備與車載視頻、車載乘客信息、車輛控制總線等相連接,將視頻畫面和車輛的檢測信息上傳至控制終端。其次,對所有列車設置RRU、BBU和反饋系統(tǒng)。
(三)車站與隧道方案車輛的TAU信息可以通過BBU接受,由專用信息傳輸系統(tǒng)和BBU乘客信息系統(tǒng)將接收到的信息傳送至控制中心。以此為原理,在車站設置一套BBU,將數據交接機與乘客信息系統(tǒng)相連接,對載體利用光纖連接,使區(qū)間RRU與車站乘客信息系統(tǒng)相連接,將合路器置于隧道內,整合各電信運營商和TDLTE車地無線信號,通過民用泄露電纜進行信息反饋,實現無線信號的傳輸,對整個區(qū)間內實現全面覆蓋。
(四)控制中心方案在控制中線中設置TDLTE核心網,將數據交換機與車站的乘客信息相連接,利用專門的通信傳輸系統(tǒng)連接每個車站的BBS,并對控制中心PIS和控制中線AS進行互聯(lián)接口,以TDLTE車地無線通信系統(tǒng)將列車的檢車信息和車輛內部的FAS信息傳輸至中線核心網,對中線核心網上的信息利用PIS轉發(fā)至控制中心FAS和車輛維修中心。
(五)車地無線通信新技術的應用車地無線通信新技術的應用是實現移動新、高速率、大寬帶的無線網絡技術新需求的必要的條件。如使用1785-1805MHz專用頻段的LTE-M技術具有更強的傳輸速率和較強的抗干擾能力,并且支持高速移動;5G技術以及LTE-U技術具有高移動性和超大帶寬,在PIS、Wi-Fi等業(yè)務的應用上有著良好的優(yōu)勢和應用前景。
關鍵詞:高職院校 人才培養(yǎng)模式 軌道交通 通信系統(tǒng)運行管理
一、通信系統(tǒng)運行管理人才需求
城市軌道交通是未來發(fā)展的趨勢,除了便捷的軌道交通外,公路網絡化、公交智能化、城市智能化也是大勢所趨。隨著城市軌道交通、智慧城市、智慧交通等的迅速發(fā)展,未來社會急需面向城市道交通方向的通信系統(tǒng)運行管理專業(yè)的技術人員,尤其是一線的高職技能人才。目前,該專業(yè)人才缺乏,社會需求缺口大,未來就業(yè)市場十分巨大。
二、通信系統(tǒng)運行管理專業(yè)培養(yǎng)目標
通信系統(tǒng)運行管理專業(yè)畢業(yè)生主要面向城市軌道交通通信運營、通信設備施工與維護、通信設備制造、鐵路局、城市軌道通信信號等就業(yè)單位,主要就業(yè)崗位有網絡管理、無線通信核心網管、現場設備綜合維護等。
現代職業(yè)教育體系必須圍繞現代產業(yè)建設,高職畢業(yè)生要更好地服務經濟建設,發(fā)揮更大的作用,弘揚工匠精神。本科教育強調學科的理論性和全面性,而職業(yè)教育更注重學生的實踐能力。因此,高職院校的課程設置不能像本科院校,高職院校要著重培養(yǎng)學生掌握適應社會需要的實用知識和技能,既不能脫離理論知識的學習,也需要操作經驗的累積。學生進入社會之后,能迅速進入工作狀態(tài),能夠在軌道交通管理行業(yè)實現自身的職業(yè)發(fā)展,成為社會需要的技能型人才。
三、適應社會所需,培養(yǎng)服務型人才
1.課程設置
高職院校以服務社會為宗旨,課程設置要充分考慮到就業(yè)市場、就業(yè)崗位的需求,同時應充分調研行業(yè)最新情況。考慮到行業(yè)水平和高職院校教師實際崗位技能有差距,學校可以派教師到企業(yè)實地考察學習,同時也可以邀請企業(yè)專家、校內課程負責人、專業(yè)負責人以及骨干教師共同完成課程設置。
例如在行業(yè)專家和校內教師共同研討的基礎上,筆者學院面向城市軌道交通方向的通信系統(tǒng)運行管理專業(yè)設置了通信電子電路分析與制作、數字通信系統(tǒng)分析與測試、軌道交通信號與通信系統(tǒng)分析與維護、光傳輸網絡組建與維護、數據通信網絡運行維護、傳感器及檢測電路分析與測試、智慧交通系統(tǒng)管理等專業(yè)課程。
2.教學方法
通信系統(tǒng)運行管理專業(yè)教學綜合采用講授、項目教學、互動教學、任務驅動、啟發(fā)式教學、案例教學等多種教學方法。例如,教師講授通信設備維護和通信信號檢測時,可以結合典型案例進行講解,也可以用“頭腦風暴”的形式鼓勵學生討論分析。在講授軌道交通信號與通信系統(tǒng)時,教師可以采用啟發(fā)式教學,調動學生的積極性,提高學生分析問題的能力。
3.“雙師型”的教師隊伍
通信系統(tǒng)運行管理(城市軌道交通方向)專業(yè)教師多來自通信、計算機專業(yè),對城市軌道交通技術不精通,缺乏相關的實踐經驗。專業(yè)發(fā)展要注重教師培訓和學習,可以派相關老師到該專業(yè)教學有特色的兄弟院校學習和交流,也鼓勵教師參加該行業(yè)的職業(yè)技能考試,成為“雙師型”的教師。
4.校企合作
加強校企合作和交流,邀請企業(yè)專家參與教學活動和教學研討,也可以定期邀請一線技術人員開展專業(yè)知識講座,使學生更深入地了解行業(yè)技術發(fā)展。筆者學院通信系統(tǒng)運行管理(城市軌道交通方向)專業(yè)與京港地鐵、北京地鐵通號公司、華三通信有限公司等多家公司進行了校企合作。除校內實訓、課程教學環(huán)節(jié)外,安排學生參加相關企業(yè)現場實習與實踐,聘任企業(yè)有豐富工程實踐經驗的技術人員作為指導教師,開發(fā)與專業(yè)聯(lián)系緊密的企業(yè)作為學生教學實習實訓基地,學生在企業(yè)實習和校內學習實現雙師制。
5.雙證書畢業(yè)