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关键词:城市轨道交通车站;卫星城;吸引范围;RP调查;TOD
1.概述
随着社会经济的发展,大城市和特大城市为了缓解城市的自身的压力,避免城市摊大饼式的蔓延,促进其卫星城的发展,引入TOD(公共交通导向性发展模式)的理念,把大运量的城市轨道交通延伸至卫星城,最终使城市和其周边城镇建立起一种共生、共融的关系。
由于卫星城的形成原因各不相同,距离中心城区的距离也有所差异,因而,在卫星城和中心城区的边缘往往存在一段“结合部”。城市轨道交通要发挥其快速大容量的优势,则要通过增加步行、自行车和公交等各种出行方式的换乘,以达到高效率的交通运行和集约化的土地利用。由于卫星城发展的滞后性,在城市轨道交通运营初期,卫星城周边土地开发程度尚未达到TOD所期望的效果。因此,通过研究卫星城内城市轨道交通的吸引范围对卫星城的发展和土地开发建设时序具有重要意义。
李向楠[1]利用衰减函数和可达性理论对城市轨道交通单线运营情况下的车站吸引范围进行刻画;王佳,胡列格[2]通过聚集效应,分析城市轨道交通站点对常规公交的吸引范围;武倩楠[3]等通过可达一致性理论,通过广义费用函数建立城市轨道交通车站接驳范围的计算模型;叶益芳[4]研究了单线和网络运营的城市轨道交通对不同接驳方式的合理吸引范围。以上均是针对城市轨道交通在城市内部运营情况的研究,城市内部的轨道交通建设通常是基于客流的,而对于TOD发展模式下的吸引范围研究较少。
由于卫星城的消费水平、人均收入和出行习惯相对中心城区有所差异。本文通过前期在卫星城涉及的交通站点进行RP调查,并进行统计分析城市轨道交通在卫星城区域的直接吸引范围和间接吸引范围。
2.城市轨道交通的吸引范围
城市轨道交通站点客流吸引范围包括直接吸引范围和间接吸引范围。
2.1直接吸引范围
是指是出现者采用步行的方式到城市轨道交通车站的客流分布范围。
2.2间接吸引范围
指通过步行以外的方式与城市轨道交通换乘的客流区域范围。
考虑到城市轨道交通在卫星城内为单线运营,为了扩大城市轨道交通的影响范围,城市轨道交通会有接驳的设施。本文引入站点覆盖思想来界定卫星城内城市轨道交通站点吸引范围,同时本文只考虑最多进行一次换乘。
城市轨道交通线路站点直接吸引范围和城市轨道交通线路站点间接吸引范围共同构成城市轨道交通线路站点吸引范围。
3.直接吸引范围
3.1 直接吸引范围模型
由于出行者对轨道交通出行的选择概率分布是不均匀的,以城市轨道交通站点为中心,随着距离的增加,站点对出行者的吸引力出现随距离增加逐渐降低的现象,即其吸引力为其距离的减函数,本文建立倒数函数,描述其衰减过程。
3.2 数据统计
本文通过对成都市龙泉驿区卫星城内的六个车站交通调查进行分析。其中在中心城和卫星城“结合部”的三个站周边设施仍处于建设阶段,大于85%的受访者均采用公交的接驳方式,统计结果不具参考性。错误!未找到引用源。表示卫星城区及其附近的交通车站的步行到站时间累积概率统计。
3.3 结果分析
参考相关文献[2],认为“大多数”可采用80%位的到站距离,即为合理步行范围;“最远处”采用100%位的到站距离,即最大步行范围。由于距离与时间成正比,将计算的时间换算为距离,并考虑城市内部布局,考虑折减系数,得到直接吸引范围。
4.间接吸引范围
由于自行车的接驳方式与步行有诸多相似之处,城市轨道交通车站附近为了满足自行车接驳的需求,普遍设有自行车停车场,因此,自行车的吸引范围不再叙述。本文主要间接吸引范围考虑常规公交接驳的情况。由于常规公交与城市轨道交通同属公共交通,具有一定的竞争性,因此,本文利用可达一致性理论考虑常规公交的吸引范围。
4.1 可达性理论
如下图所示,假设A站点为目的站点,是出行目的点D距离最近的城市轨道交通站点;B站点为出行起点O距离最近的城市轨道交通站点;L1为乘坐城市轨道交通走行的距离,L2为采用常规公交出行的距离;Rwa、Rwb分别为站点A、B站点直接吸引范围半径;Ra、Rb分别为站点A、B站点间接吸引范围半径。考虑到公交站点和城市轨道交通站点布局存在一定距离,两者之间的联系需要通过步行来实现,为简化模型,做如下假设:(1)出行者选择常规公交+步行+城市轨道交通+步行的组合方式;(2)起终点之间常规公交是最为经济的出行方式,且常规公交的票价为一票制,即O点到D点的常规公交出行为换乘城市轨道交通出行竞争的模式。(3)在城市轨道交通站点的步行吸引范围内常规公交站点均匀分布,即旅客换乘城市轨道交通所需的平均步行距离为步行吸引范围的一半;(4)由于通过常规公交出行到达目的站点后同样需要步行到达D点,故抵消掉城市轨道交通站点步行到D点的时间;(5)常规公交可由O点直达D点,无需换乘。
4.2数据统计
在调查中发现,一般在卫星城乘坐城市轨道交通的乘客出行的一端通常位于中心城区范围内,这不仅反映了城市轨道交通在长距离上出行的优势,同时反映了城市轨道交通对卫星城中出行者对公共交通选择方式的影响。调查数据显示,城市轨道交通车站在卫星城的间接吸引范围充分扩大。超过80%的受访者其常规公交的接驳时间在20分钟的范围内。结合每个车站的调查数据和公式(4),利用SPSS软件计算统计结果(如图3),得到城市轨道交通车站在卫星城的吸引范围及其检验结果。
5.结论
本文通过对卫星城内城市轨道交通车站的研究,城市轨道交通车站的吸引范围与轨道周边的土地利用有深刻的互动关系,城市轨道交通对卫星城区的出行有深刻的影响。卫星城内城市轨道交通车站的直接吸引范围,与距离有关,随着距离增加,车站的聚集能力逐渐降低,其衰减程度可以用倒数函数表示。卫星城内城市轨道交通车站的间接吸引范围与常规公交接驳效率以及车站周边的土地利用现状有关,符合可达一致性原则。本文利用SPSS软件对所得结论进行分析,模型对统计结果表达显著。
参考文献:
[1] 李向楠.城市轨道交通站点吸引范围研究[D].西南交通大学,2013.
[2] 王佳,胡列格.城市轨道交通站点对常规公交客流的吸引范围 [J].系统工程,2010,01:1001-4098(2010)01-0014-05.
关键词:城市轨道交通; 新员工培训; 必要性
中图分类号:F572 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2012)05-166-001
随着我国城市轨道交通进入快速发展阶段,员工队伍也不断壮大,一批批新员工的加入为城市轨道交通企业注入了新的力量,带来新的活力。由于城市轨道交通系统具有设备先进、结构复杂、更新快的特点,因而要保证这一系统安全、高效的运转,新员工的入职培训有着举足轻重的作用。及时、规范、全面、科学、有效的新员工入职培训是城市轨道交通企业发展中不可忽视的重要一环。
一、新员工的入职培训是尽快胜任岗位工作的需要
如今,城市轨道交通已由单线规划建设朝着网络化规划建设、运营上发展。那么,专业知识技能不过硬的员工很难适应网络化运营管理的模式和现代化设施的使用。从城市轨道交通企业的人员组成上看,新毕业的铁道高校学生都是遵循大铁路系统的教育模式培养的,其教师队伍、教材、实训设备、学生培养目标等方面很难实现与城市轨道交通企业对人才需求的有效对接。来自于铁路和公交的管理者或技术工人,很多人员在进入城市轨道交通企业前对运营管理、设备维修维护方面的知识、技能了解得很少。他们急需提高知识、技能,规范工作流程。
由此可见,城市轨道交通企业新员工的入职培训极其重要。有效的培训就能帮助新员工明确工作职责,掌握规范的工作流程和操作技能,使新员工尽快胜任工作,担起岗位重任,为老百姓的出行、城市轨道交通的发展作出贡献。
二、新员工的入职培训是增强企业凝聚力的需要
我国城市轨道交通系统的迅猛发展和网络化运营管理模式的形成,必然会提高人才的需求标准。它需要一支思想过硬,有着强烈的责任感、执行力、甘于奉献、凝聚力强的优秀员工队伍。
目前,大部分城市轨道交通企业的新员工平均年龄不到30岁,且80后、90后的新员工占的比例超过70%以上。这是思想活跃、自我表现欲望强烈的一代,他们的思想、价值取向、心理需求都趋向多元化,需要通过企业文化的引导来加强主人翁意识,增强企业的凝聚力。
企业文化是企业的灵魂。新员工对企业文化的认同会影响其心态、思维方式和价值观。以长春市轨道交通集团有限公司为例,在为期三周的新员工入职培训中,开设了《职业道德与企业文化》课程。课程针对性强、内涵丰富、寓意深刻,促进了企业与员工、管理层与基层、员工与员工的相互了解和沟通;同时也提高新员工的满意度,增强对企业的归属感、荣誉感、责任感和主人翁意识。以企业发展为导向,开设《轻轨概述》《企业规章制度》,对新员工进行世界城市轨道交通发展史、我国城市轨道交通发展史和本企业发展史的教育,新员工就会把企业视为家,关心它的每一步发展,从而极大提高企业的凝聚力和向心力。因此,有效的新员工入职培训是城市轨道交通行业拥有一批思想过硬、爱岗敬业、善于钻研、乐于奉献、凝聚力强的优秀员工队伍的关键。
三、新员工的入职培训是员工职业发展的需要
目前,我国城市轨道交通不断提高运行能力,列车发车间隔从最初的五六分钟,提高到三四分钟,甚至更短。要满足城市轨道交通的快速发展,保证城市轨道交通安全高效运行,就要有一支相匹配的高素质员工队伍。抓好新员工入职培训时的职业规划教育,是培养高素质员工的有效方法之一,它对新员工和企业都起着促进发展的作用。
对新员工个人而言,职业规划能让新员工更深入、全面了解自己的性格、兴趣、气质等个性特征,从而正确定位自己未来的奋斗方向。如个人特质是适合从事城市轨道交通的管理工作,还是更倾向于从事专业技术方面的工作。职业规划还能让新员工在了解自我的基础上,准确评估个人目标和现状的差距,重新认识自身的价值,使自身能力与潜能得到充分的发挥。
对城市轨道交通企业来说,作好新员工职业生涯规划,是一种既对企业、又对员工负责的态度。也是城市轨道交通新员工培训所具有的鲜明行业特色。
新员工入职培训融入职业规划的内容,就是将新员工的追求融入到城市轨道交通企业发展的大目标中去。企业根据新员工的个人素质、特长、爱好、技能、工作表现,甚至人生观、价值观来为新员工制定短期、中期和长期职业规划目标。就能为新员工建立起各种适合未来发展的绿色通道,让新员工在任何时期都有追求的目标、前进的动力,提升了新员工对企业的信赖度和忠诚度。
四、新员工的入职培训是城市轨道交通企业留住人才的需要
由于城市轨道交通系统具有技术含量高、专业种类多、行业跨度大、设备新、更新快等特点,决定员工培养周期长、成本高。如何引得来、留得住新员工,很大程度上取决于新员工在最初进入企业的这段时间内的经历和感受。
[关键词] 城市轨道交通 轨道交通自动化
中图分类号:TM63文献标识码:A文章编号:
中国城市轨道交通近年了发展迅速,中国城市规划建设的轨道交通网络总里程已达5000公里,总投资估算将超过8000亿元。随着城市化的快速推进,作为中国城市公共交通网络重要组成部分的城市轨道交通网络建设也在快速发展。中国已有北京、上海、广州、深圳等10个城市拥有已建成的轨道交通线路,全国规划建设轨道交通网络的城市则已达25个。
我国城市轨道交通在“十一五”和今后一个相当长的时期内快速、健康地发展。据有关专家估计在此期间,我国准备建设轨道交通的城市已有10多个,线路总长为400多公里,建设投资约1400亿元人民币。预计到2010年,我国将建设轻轨线路约450km,到2020年建设轻轨线路约900km,规划轨道交通网总里程达到3500多公里,轨道交通发展的前景宏大,建设市场广
1城市轨道交通自动化技术的需求
城市轨道交通(轻轨和地铁)在城市的建设和发展中正起着越来越重要的作用。现代化城市建设要求城市轨道交通的全面现代化。要求在轨道交通中采用先进的自动化技术。现代城市轨道交通对自动化技术的需求是:
(1) 城市轨道交通线一般都要延伸十几公里或几十公里,连接十几个或几十个车站。全线实现自动化,就需要在车站建立局域网监控车站设备,在全线建立城域网监控管理全线的运营。
(2) 轨道交通是公用事业、关系重大,用于城市轨道交通的自动化系统必须是高可靠性和高安全性的系统。它又是快速交通工具、必须可靠、稳定、安全运行。运行的安全性和监控系统的可靠性与市民生命财产和社会秩序紧密相连。因此,实现自动化要以可靠性和安全性为第一。
(3) 城市轨道交通必须高效率、快节奏。任何迟滞、阻塞都会造成极坏影响。城市轨道交通自动化系统必须是一个稳定的、快速响应的、高效运转的系统。
(4) 城市轨道交通要求各专业必须协调运作,全线信息共享,具有较强的抗灾害能力、交通指挥能力和调度能力。因此,轨道交通自动化系统,应实现综合监控、协调管理,满足轨道交通现代化管理的要求,保证旅客安全和设备安全,保证高效运转。
(5) 城市轨道交通的投资很大,业主希望通过对旅客的增值服务,带来更大的经济效益。因此需要在自动化系统实现多媒体技术和其他新技术的应用。实现车站信息化,车上信息化,对乘客的更安全、更优良服务。
2轨道交通自动化系统的特点
轨道交通的需求具有其特殊性,因此,应用于轨道交通的自动化系统也具有一系列特点:
(1) 应在车站级建立可靠的、快速的监控网络,应建立一个通管全线的中央监控中心及中央监控网络。通过骨干网(城城网)将各车站的监控网与中央监控网连接起来。整个监控系统是一个分层分布的计算机网络,是一个大型的地理上分散的SCADA 系统。
(2) 用于轨道交通的监控系统必须满足可靠性设计,必须具备安全保障体系。无论是车站里还是中央监控中心的监控网,必须是高可靠性的工业监控网。作为骨干网的城域网要求可靠性和安全性更高一个级别。也要求全线分层分布网络高可靠性。达到可用率指标为99.99%。
(3) 应用于城市轨道交通自动化系统是一个高响应性的实时控制系统。虽然它是三层结构,但从顶层到底层的遥控响应时间(即遥控命令发出到被控装置执行信息返回的时间)不高于2 秒。
(4) 应用于城市轨道交通自动化系统是一个各专业子系统互连,具有统一的平台,实现资源共享的综合自动化监控系统。随着自动化技术的进步和通信技术的现代化,轨道交通中子系统多岛分立的自动化系统逐渐退出应用。城市轨道交通自动化系统正在发展成为一个计算机集成系统,这个系统具有统一的平台,具有综合监控功能的软件体系,可以实现灾害模式下、阻塞模式下和正常工况下的全系统联动。
(5) 因为有了一个高可靠性和带宽资源极大的计算机集成网络,所以各种新技术特别是计算机多媒体技术广泛应用到了轨道交通的监控管理中。例如,数字视频系统,声讯查询系统、车站动态信息服务系统、地理信息系统等,因此,应用于轨道交通的自动化系统是一个广阔的系统集成平台,其上可集成各种新型技术,具有良好的扩展性和开放性。
3轨道交通自动化的未来
城市轨道交通在插上综合自动化的翅膀之后,已经实现了监控管理上的飞跃。随着自动化技术更新、更快地发展。可以预期轨道交通的未来将更加光明。
(1) 综合自动化监控系统在轨道交通中的广泛应用将推动轨道交通运营专家系统在中国的出现和发展。综合自动化监控系统在地铁运营中,(轻轨)建立了一个强大的数据库,形成了一个信息共享平台。在这个平台上,不断地总结地铁和轻轨的运营经验(系统为这种经验总结提供了强大的计算机自动化计算手段),对外部和内部所有数据进行综合分析,最终会开发出一个适合地铁和轻轨现代化管理的专家系统,这是轨道交通自动化发展的必然趋势。
(2) 自动化领域的新技术将更多地进入轨道交通。轨道交通各专业应用自动化技术的进程将加快。轨道交通信号系统历来是各专业之首,它的自动化进程影响着全局。目前,出现了移动闭塞技术,无线电信号技术。ATO(列车自动驾驶)又向无人驾驶发展。其他各专业也都有各自的新发展。
关键词:轨道交通 综合联调
中图分类号: U45 文献标识码: A
1、引言 我国社会经济的快速发展,城市化进程不断加快,城乡一体化建设稳步推进,由此带来的城市交通问题日益突出。城市轨道交通项目涉及专业和设备很多,运载乘客安全要求高的一个系统工程,因此,在每个开通运营的城市轨道交通线路之前,必须进行设备系统联调工作。设备系统联调这一新的综合工作,将越来越显示出其重要性。从系统的角度,检测设备并实施严格的质量控制体系,近年来国内外一些城市在城市轨道交通建设过程中将设备总联调作为一个独立环节,如深圳地铁1号线和南京地铁l号线都对机电系统联调进行了独立的招标。系统总联调可确保全系统的最佳匹配,为大系统的顺利运转奠定坚实的基础。
2、 城市轨道交通信号系统综合联调的目的和意义
铁路运输综合调整是在一定的时间内,在有限空间的综合利用时间、空间、人力、屋物力资源,加强协调管理,完成联合调试的各专业,铁路运输线之间的铁路运输线系统,满足运行可靠性、可用性的要求,所有列车运行奠定了基础。通过综合联调主要解决各系统各专业是否满足车辆运行和设计要求及各系统间的接口是否一致、联动是否同步、功能是否满足要求。
系统综合调试是指调试设备和系统的综合调试,它是基于所有子系统的调试,启动系统,使其运行在相似的操作条件下的负载,以测试是否各个子系统之间的接口关系是否正确,性能是否满足设计要求,协调能力,及设计满足各种可能的保留和操作要求,和测试的城市轨道运输系统操作的可用性,稳定性,整体安全。
系统调试的关键环节是城市轨道交通工程建设期和运营期,它的成败直接决定了项目的及时完成和总目标的顺利运行,是城市轨道交通工程建设的重要组成部分。
2.1.总联调可以实现系统的安全分析
城市轨道交通作为一种大容量车辆运输旅客,使系统的可靠性和安全性要求很高的。首先通过全面调整歧视可能出现的故障和范围,二是是否指导安全检测系统故障,并修复可以恢复规定功能的能力,也就是说,以确定该系统具有较高的可靠性、可用性、可维护性和安全性。
2.2实现城市轨道的系统性目标
城市轨道交通的每个子系统,由经验多少、专业高低及其他因素的影响,往往局限于各自的子系统目标的实现,甚至在主观预测,它可以满足系统的要求,但未能达成,调整通过大系统分成多个反馈和调整系统,方的完整性和功能结构子系统的合理性。也就是说,只只有经过对各子系统接口关系的动态联调,才能从整体上完成城市轨道设备大系统的有机集成。
2.3为运营提供技术系统
综合联调测试将是系统验证和测试过程的一个重要的组成部分。电动汽车是一系列的调试和测试,包括电动客车,地面通信,监控和数据采集系统和信号调整将在实验基地的现场。这些测试将进行系统调试测试验收过程完成的时间和提供了可靠的保证。
2.4保证国产化地铁顺利开通
地铁设备国产化是一个重大的战略决策,根本出路是中国蓬勃发展的地铁建设。目前的系统或子系统的设备中,有大量的国内和国外的产品组合。为实现较高的国产化率,一些技术成熟的关键设备采用国产化产品.但相对于系统而言它又是首次应用,存在着系统集成是否成功的风险。为此,必须进行系统联调和运营演练,以保证国产化设备的顺利开通。
2.5为城市交通轨道运营提供优质服务
(1) 接近实际工况的试验设备,早期检测设备或事故,测试设备的功能的稳定性。(2) 对各设备系统间的技术参数进行配合调整与修改,使其满足运营的实际需要。(3) 检验调度、司机、车站员工在非正常情况下的组织、协调、应急应变能力,检验非正常情况对运营的影响。(4) 进一步完善车站灭火疏散方案,提高车站员工在火灾初期的灭火疏散自防、自救能力。检验OCC各调度员的组织能力和司机对火灾事故的处理能力。(5) 检验消防设备设施的协调功能和操作人员的应急处理能力。(6) 检验地铁总部各相关职能部门之间的协调配合能力。(7) 检验地铁公司及政府公安及消防部门在紧急情况发生时的协调及协作效率。
城市轨道交通信号系统综合联调的流程
3.1联调需要的基础资料:
信号系统技术规格书;(2)信号系统施工设计资料;(3)单信号系统调试资料;(4)信号系统联调文件编制;(5)信号系统调试进度;(6)信号系统安全保证资料。
3.2联调计划:
根据系统功能要求,对以下但不限于系统制定联调计划:(l)车辆系统联调; (2)供电系统联调;(3)信号系统联调;(4)通信系统联调;(5)自动售检票 (AFC)系统联调;(6)站台屏蔽门系统联调;(7)自动扶梯和电梯系统联调;(8)EMCS+FAS+SCADA系统(综合监控系统)联调;(9)环控系统联调;(10)给排水及气体消防系统联调。
3.3综合联调文件概述:
文件详细描述联调目的、联调内容、联调程序概述、联调具体要求和联调项目的具体安排。联调内容概述联调测试的范围;联调程序概述描述联调测试的整体步骤和阶段;联调具体要求是联调前的先决条件;联调项目列出全部测试项目。
至于联调步骤、联调时间安排、联调中安全及应急处理程序、联调组织与人员要求、联调所需要的测试设备和仪器仪表、联调过程所需要的各种表格会在联调细则详细描述。而联调顺序图就会包含在联调计划。本联调大纲为编制各联调测试细则的基础。有关设备系统测试、调试、联调、,总联调及试运营的关系。
3.4联调内容
调试程序连接的功能验证系统和系统之间,系统的子系统之间的功能测试是系统调试的项目。由于, 乘客资讯、门禁、大屏幕投影显示是同一总承包商,这六个系统之间的调试是由总承包商负责,而这六个系统与其它系统的功能测试则包括在联调项目之中。由于总承包商已开始EMCS和FAS与相关机电设备的就地级测试,所以这两系统的联调测试就从EMCS车站级和FAS分级开始。由于车辆与信号系统之间的联调都是以信号系统为主导,车辆承包商配合,所以车辆与信号系统的联调项目的测试细则,将由信号系统承包商提供。各系统之间的工程界面都不是联调项目的范围。
工程界面包括供电系统对各系统设备的供电和接地、系统与土建的工程接口等,都是属于该系统的安装调试及检收时应有的项目。而本合同包括的系统和合同以外的系统之间的测试,例如公务电话与公用电话网连接,亦不会包括在联调项目之中。
3.5综合联调程序概述:
综合联调测试可分为三级测试和三步骤测试。三级测试就是就地级测试、车站级测试和中央级测试。三步骤测试就是物理接口测试,接口功能测试和设备系统功能测试:
4、结束语
近年来,城市轨道交通是呈现出快速发展的趋势,对铁路运输的合理组织施工,加强系统的综合调试,确保铁路运输建设期安全有序,并及时解决不符合安全要求的问题,使得城市轨道运输成为公众出行安全快速的方法。本论文主要是在研究和分析现有轨道交通机电系统联合调试的基础上,归纳整理城市轨道交通机电系统联合调试的概念和流程,对城轨交通机电系统联合调试的步骤进行了整理,再把它运用到实际的工程中去对在综合联合调试中的,并存在的问题及不足进行了分析和探讨。
参考文献:
[1]陶林芳.国内向外城市快速轨道交通的现状与发展趋势.上海建设科技.2005.5.
[2]马燕.轨道交通系统在我国发展的研究.华东师范大学MPA学位论文.2005.9.
[3]李晓松.对城市轨道交通可持续发展的思考.城市交通.第4卷,第2期.2006.3.
关键词:现代化城市;城市轨道交通;系统动力学
近年来,中国城市化水平每年均以1.4%以上的速度增长,引发了学术界和政府对城市化快速发展的强烈关注。仇保兴在“2003可持续发展城市化战略国际会议”上指出,中国目前已经进入城市化快速发展时期。
我国城市化快速发展的进程,也加速了城市轨道交通建设和发展。2010年3月16日,新华社授权了《中国人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》,在专栏7中列出了7个方面的“交通建设重点”,其中排名第二项的就是“城市轨道交通建设”,仅次于“铁路建设”。
现代化的城市必然朝着“交通便利、环境优雅、商业繁荣、文化丰富、城市和谐”的理念建设和发展。
我国现代化城市的建设和发展推动、加速了城市轨道交通建设,城市轨道交通的建设和发展,也必将对我国现代化城市产生深远影响和重大作用。本文将引入系统动力学的思想,利用SD模型来分析城市轨道交通对我国现代化城市的经济、社会、生活、文化、环境的影响及其作用。
一、系统动力学模型概述
系统动力学是一门交叉综合的、分析研究非线性信息反馈系统的
学科,是系统科学理论与计算机仿真紧密结合、研究系统反馈结构与行为的一门科学,是系统科学与管理科学的一个重要分支。
目前,系统动力学的应用非常广泛。在宏微观经济、社会与人口、生态与环境、科技与教育、医学、生物学及工程技术等领域都有许多系统动力学的研究成果。
在中国,很多学者运用系统动力学理论和方法,对经济发展、社会生活、生态环境、社会可持续发展、企业经营管理等领域的实际问题进行了系统性的研究,为社会各领域的发展和进步做出巨大贡献。
二、城市轨道交通对城市交通影响的SD模型构建与分析
轨道交通包括了地铁、轻轨、有轨电车和磁悬浮列车等,现阶段,我国建设的城市轨道交通主要是地下运行的地铁、高架运行的轻轨。城市轨道交通具有运量更大、快捷准时、安全舒适、保护环境、节约能源等特点和优点。
世界各国普遍认识到:解决城市的交通问题的根本出路在于优先发展以轨道交通为骨干的城市公共交通系统。
1.模型的基本假定
在构建该SD模型前,我们先做如下基本假定:
(1)城市公共交通系统作为公共物品,它的建设、管理等成本由政府支出,经营公共交通系统的收入,以及由公共交通系统(尤其是轨道交通)带来的经济效应所产生的税收均纳入政府收入;
(2)基于轨道交通工具的特点与优点,大部分市民具有选择轨道交通工具出行的偏好,且不考虑少数私家车对城市交通的影响。
2.SD模型构建与分析
“城市轨道交通对城市交通影响的SD模型”如下图(1):
图(1)中,有一个负反馈环三个正反馈环,通过分析这些反馈环,我们得出以下结论:
(1)负反馈环B1——随着使用轨道交通工具出行的市民增加,城市交通压力得以缓解,城市拥堵现象得到改善;
(2)正反馈环R1——城市拥堵现象的改善,让政府愿意在轨道交通建设、管理方面投入更多的资金,从而让建设更科学、完善的轨道交通系统有了资金保障;
(3)正反馈环R2——市民趋于选择轨道交通工具出行,可以减少地面机动交通工具资金投入,有更多的资金投入在轨道交通工具的建设、管理和完善;
(4)正反馈环R3——市民对使用轨道交通工具费用支付增加,成为后期继续投入轨道交通建设和管理资金的一部分来源。
综合上述⑴~⑷及整个因果回路图,我们可以得出,城市轨道交通改善了城市拥堵现状,让城市交通更便利了。
三、城市轨道交通对城市环境影响的SD模型构建与分析
城市轨道交通改善了城市拥堵现状,让城市交通更便利。城市轨道交通建设和完善是否对城市环境产生影响,为了研究和分析这个问题,同样构建SD模型中的因果关系图,如下图(2):
图(2)中,有一个负反馈环和五个正反馈环,通过分析这些反馈环,我们得出以下结论:
⑴正反馈环R4——城市空气污染有一部分来源地面机动交通工具的尾气排放,而轨道交通的建成,减少了地面机动交通工具的使用数量,有利于城市空气的净化,而城市空气越清新,让市民更愿意外出购物、休闲等;
⑵正反馈环R5——政府发现轨道交通工具的使用,让城市空气更清新了,同时也减少了政府治理空气污染的花费,这样以来,政府愿意花更多的资金发展城市轨道交通;
⑶正反馈环R6——城市空气清新了,会增加市民对城市和政府好评,从而增加了政府对轨道交通建设的信心和动力;
⑷正反馈环R7——一个城市环境的好坏,其中一个重要指标就是空气是否清新。一个城市空气好,更适合人们居住,那么就会有更多的人愿意迁入这个城市生活居住;
⑸正反馈环R8——一个城市是否吸引人,其中一个重要因素就是这个城市的交通是否便利。城市轨道交通的建成,让这个城市交通更便利、更有魅力,交通便利也会吸引更多的人迁入这个城市生活居住。
⑹负反馈环B2——随着迁入该城市生活居住的人的增加,会城市交通造成一定的压力,政府应调控迁入人数,不断改善城市公共交通系统。
综合上述⑴~⑹及整个因果回路图,我们可以得出,城市轨道交通让城市环境得到了改善,同时增加了市民对城市和政府的好评,从而让更多市民喜好外出购物、休闲,让更多外地人迁入这个城市生活居住。
四、城市轨道交通对城市商业文化影响的SD模型构建与分析
通过以上的第3、4节的探讨分析,我们发现,城市轨道交通让城市交通更便利了,环境更优雅了,愿意外出购买物、休闲、娱乐的市民更多了,愿意迁入该城市工作、生活、居住的人更多了,市民对城市和政府的评价更高了。
基于上面探讨分析的结论,我们构架城市轨道交通对城市商业文化影响的SD模型中的因果关系图,如下图(3),并其加以分析:
图(3)中,有两个负反馈环和五个正反馈环,通过综合分析这些反馈环,我们得出以下结论:
⑴由于城市的交通便利、空气清新、环境优雅、市民对城市和政府的评价高、城市人口的增加、愿意外出购物休闲娱乐的市民增加,会吸引更对的商业文化来该城市投资,促进了城市的商业文化繁荣。然而,商业文化项目投资和建设的剧增,也会给城市空气、环境、交通产生一定的负面影响;
⑵城市商业文化的繁荣促进了政府税收的增加,一方面政府税收的增加,可以建设和完善城市配套的硬件软件设施和相关服务体系,来吸引更多商业文化投资项目进入这个城市;另一方面,政府税收的增加,政府可以为市民提供更完善的公共服务设施和场所,比如城市公共交通系统、公园、城市绿化、体育娱乐场所、图书馆等,让这个城市更多交通便利、商业繁荣、文化丰富、环境优雅、舒适宜居、城市和谐。
五、结论与政策建议
本文运用系统动力学思想,利用SD模型的方法,构建了“城市轨道交通对城市交通、城市环境、城市商业文化的影响”三个因果关系图,来探讨分析城市轨道交通对我国现代化城市建设和发展的影响。
通过上文的探讨分析,我们可以得出相关结论,并给予相应的建设性建议城市轨道交通的建设和发展,并根据当地情形,创新地建立科学合理的轨道交通模型,并可以借助政府和民间投资相结合、政府管理和市场营运相结合,科学开发轨道交通经济圈等,让轨道交通建设促进现代化城市发展、让现代化城市建设推动轨道交通发展。
(作者单位:江西省南昌市江西财经大学麦庐园校区)
参考文献
[1]仇保兴.我国城镇化高速发展期面临的若干挑战[J].城市发展研究,2003,(6):3-17.
[2]新华社. 中国人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要[R]. 2010.
关键词:综合开发;中国;城市轨道交通;枢纽地区
Abstract:urban rail transit construction are into dilemma Currently,this paper references overseas experience and combines china reality, takes a preliminary discussion about methods of indirect benefits of rail transit transforms investments――carry out comprehensive development of URT and land use in URT station districts, which provides a new ideas about urban rail transit construction and urban development in china .
Keywords:comprehensive development;china;urban rail transit;hub areas
中图分类号:TU984.2
文献标识码:A
文章编号:1008-0422(2009)12-0068-02
随着中国经济建设步伐的加快,中国城市也进入一个快速发展阶段。实践证明,交通建设是城市发展的先决条件。区别于国外发达的私人交通,中国城市土地资源稀缺、人口密度高、交通需求高于交通供给等基本国情决定了我国只能以高质量的公共交通为基础,而城市轨道交通建设被认为是解决城市交通问题的有效途径之一,目前一个轨道交通建设热潮正在全国各大城市兴起。
1中国城市轨道交通建设现状
我国目前庞大的城市轨道交通建设资金主要是以政府财政投资为主,兼以来自国内开发银行的政策性贷款和国内商业银行的投资贷款,以及引入的一部分外资[1]。但这种投资主体单一、金融风险较高和资金量缺口较大的投融资开发体制却越来越难以适应城市轨道交通的快速发展。因此需要运用市场机制,通过国内外合作、政府与个人合作等方式创新多元投融资开发体制,才能逐步改善目前国内城市轨道交通建设资金短缺的状况。
长期以来,我国一直就城市轨道交通运输业本身进行单一的投资建设和经营管理,没有很好的发掘和利用轨道交通建设产生的间接和潜在的社会效益,使得在轨道交通运输资源的低价格体系下的经营收入难以补偿巨大的建设投资和运营成本。有研究表明,一般城市轨道交通项目的效益回报周期大约在15年左右[2],期间只有靠政府补贴才能维持其运营。
2综合开发概述
2.1综合开发的含义
本文所提出的综合开发指的是依赖于公共交通运输设施所提供的市场活动及区域利益,与大众运输服务和公共交通设施紧密相联的一项房地产开发形式,涉及公共交通运输、城市规划、房地产开发、金融投资、运营管理等各方面,是一项关联到政府部门、市民与开发商的系统工程[3]。它不仅指公共和私人合作的实际建设行为,还包括了双方的密切合作,并且需要通过书面契约的方式规范彼此的行为,即规定私人团体、各主管运输机构及国有团体之间的权责利。
2.2综合开发的作用
综合开发是公共与私人资源有效结合的一种方式。归纳起来说,实施综合开发大致有以下现实作用:
2. 2. 1解决部分公共交通建设资金不足
在综合开发中,可以利用房地产增值效益、收取发展费用等策略来补偿部分公共交通运输的建设和运营成本;同时,站点附近的商业开发又有助于提高乘车率,增加车票收入,也能提高公共交通设施的收益回报。
2. 2. 2 促进城市交通沿线地区发展
综合开发使交通建设、土地利用和经济活动结成有机的合作关系,不但按城市经济活动需要布局相对应的公共交通运输系统,而且保证了公共交通运输能力与土地利用强度的有效平衡,对于优化城市结构、提高城市土地利用效率、提高开发者的投资回报率、促进城市新的经济增长点的形成等具有重要作用。
2. 2. 3 提升城市整体运行
在我国大城市,主要道路的交通容量都已超负荷,交通服务成本要比合理容量情况下的高。城市轨道交通和房地产进行综合开发,可重新分布原来的出行量和出行方式,从而降低现有道路干线过高的交通容量。减少交通拥挤不仅可以带来时间节约,而且还可降低交通服务成本。结合交通线建设的房地产开发,可按照城市资源的分布情况来配置居住、商业和工业用地,还可以有效利用城市水、电、暖、煤气、通信等资源,避免盲目分散引起重复建设所造成的浪费,从而可有效降低市政基础设施建设成本[4]。综合开发还可以起到降低城市中心人口密度的作用,继而降低城市市政设施、安全和一般服务成本。
3中国特大城市轨道交通枢纽地区开发
区别于国外私人交通发达、公共交通无人问津的情况,中国是一个以公共交通为主的国家,尤其在特大城市更具有充足的人口、土地和经济等资源进行轨道交通和土地利用的综合开发。
对于城市轨道交通枢纽地区,它是城市各分区联系的纽带,是客流集中与疏散的节点。由于巨大客流和城市可达性分布的改变,同时具有更多可开发的资源,枢纽地区获得了比城市其他地区更多的发展机会,因此枢纽地区的土地开发利用尤其受到重视。例如:香港近半的人口、就业用地和岗位等均集中在距离地铁站仅500 m 的范围内,商业及娱乐等服务设施更是高度集中在各类公共交通工具的大型枢纽处[5]。
城市轨道交通枢纽地区的土地利用模式可以分为两类:需求导向型和供给导向型。需求导向型模式是为解决交通问题的客流追求型模式。在这一模式中,政府相对被动地采取措施,结合城市轨道交通建设促进、鼓励开发商参与沿线土地综合开发,以保证城市轨道交通有足够的客流。美国和加拿大的多数城市都采用这种模式。供给导向型模式是以土地资源集约利用为目标的交通导向型模式。在这一模式中,由政府主动引导城市轨道交通与土地利用的协调发展,采用的方式是:政府控制土地提供轨道交通和其他基础设施建设,再由政府出让枢纽地区的发展土地。东京、香港等大部分资源短缺型城市及地区,都采用这种模式[6]。
这两种站点地区开发模式的区别在于适用的城市资源不同,以及城市政府对开发的态度不同。但无论何种开发模式,都非常注重市场的参与度,注重鼓励城市轨道交通枢纽地区的综合开发。通过城市轨道交通站点与周边土地综合开发的方式,以站点建设带动土地开发,以土地开发培育城市轨道交通客源。例如:香港政府强有力地控制全区包括轨道交通沿线在内的土地供应,对土地批租采取严格的投放计划;地铁公司通过参与沿线城市土地开发经营,提升了地铁物业及周边地区的吸引力,分享因城市轨道交通建设而带来的巨大土地增值效益[5]。
我国城市的土地归国家所有,城市的土地资源又十分紧张。因此,采用供给导向型开发模式,通过政府积极主动引导城市轨道交通枢纽地区综合开发,既符合我国当前国情,也是解决我国城市交通及发展问题的一种策略。
4结语
随着我国社会经济的大发展,政府所能提供的公共资源成本将会趋于昂贵。如何对于庞大的公共交通建设量得到良性发展,关键在于政府投入的同时获得一定的收益回报来平衡公共投资。在综合开发中,公共投资与私人投资相互融合,使公共投资项目的社会效益最大化,也使私人投资得到可观的回报,同时还实现了城市更新、新城建设等城市发展目标。因此,在我国城市轨道交通建设中运用综合开发手段,既能使公共和私人投资得到回报,同时又能最大限度发挥公共资源对城市发展的带动作用。
参考文献:
[1]范俊毅.对城市轨道交通建设投融资问题的研究[J ].四川建筑,2003 (10) :23.
[2]耿明英.我国城市轨道交通项目的融资模式探讨[J ].城市公共交通,2005 (8):24.
[3]美国城市土地协会.联合开发――房地产开发与交通的结合[M] .郭颖,译.北京:中国建筑工业出版社,2003.
[4]全允桓,翁东风.城市交通与房地产联合开发[J ].城市问题,1994 (5) :10.
关键词:火灾报警;消防联动
中图分类号: X928.7文献标识码: A
1、概述:
城市现代化的发展,城市轨道交通建设也越来越多,由于城市轨道交通具有空间有限、用电设备多、供电要求高、人员特别集中等特点,这些都给火灾报警与消防联动提出了很高的要求,本文从火灾报警和消防联动系统设计方面,浅谈对城市轨道交通火灾自动报警和联动控制系统设计的一些看法。
火灾的危害性越来越大。城市轨道交通因其自身的特点,一旦发生火灾,火灾蔓延迅速,人员疏散困难,极易造成人员伤亡和经济上的巨大损失。
2、联动关系:
轨道交通火灾报警与消防联动一般涉及轨道交通火灾报警系统、自动化集成系统、环境与设备监控系统这三个系统。
火灾报警信息由火灾报警系统(FAS)提供,对于专用消防设备的联动由FAS直接联动控制;对于火灾情况下,车站消防广播、CCTV系统等的联动控制由自动化集成系统完成;对于共用环控设备采取模式控制,模式控制则由环境与设备监控系统(BAS)完成。
轨道交通消防水泵、防排烟风机等重要消防设备,它们的可靠性直接关系到消防灭火工作的成败。这些设备除可自动启动进行工作外,还应能独立控制其启、停,不应因其他非灭火设备故障因素而影响它们的启、停。同时,车站控制室由自动化集成专业设置紧急后备盘(IBP),通过硬线直接启动控制这些重要消防设备。
3、从管理角度预防城市轨道交通安全事故
我国目前的安全监管机制还不够健全,缺乏全国系统性的轨道交通运营规范,并且轨道交通技术标准体系尚未形成。而且项目开工前,没有经过统筹的安排与设计,导致施工混乱无序、盲目赶工期和运营难度加大,这样就会导致事故的发生,造成严重的后果。因此我们必须加强对城市轨道交通系统的管理,落实安全生产责任和安全管理的长效机制。
(一)加强安全管理,健全安全生产责任制。
《安全生产法》颁布实施后,各地以落实安全生产责任制为重点,建立健全安全生产责任制度。各运营单位实行安全责任追究制度,企业领导和员工的收入直接与安全生产指标挂钩,真正把安全生产管理纳入法制化、制度化、标准化的范畴之内。
(二)解决安全管理的长效机制。
进一步加强和完善法律法规体系,来统筹全国城市轨道交通行业的管理,规范其建设和运行。进一步完善其运营安全管理法制建设,使城市轨道交通建设和运营走上依法管理的更高的层次。完善安全评价也是当务之急,通过安全评价查找分析和预测出城市轨道交通系统存在的风险、有害因素及可能导致的危险、危害后果和程度,提出合理可行的安全对策和措施,指导危险源控制和事故预防,以达到最低事故率、最少损失和最优的安全投资效益。
火灾发生后,空调系统对火灾发展影响较大,如不及时关闭,会助长火势,还会通过管道向其它部位蔓延。火灾时,由环境与设备监控系统来停止相关空调系统的运行,防排烟设备则有利于防止火灾蔓延和人员疏散,在疏散通道内通过正压送风,使其空气压力大于其它部位,可防止烟气进入。如果是探测器误报,联动这些设备也不会造成不必要的惊慌。
手动报警按钮作为人工报警的一种直接手段,在轨道交通中尤为重要,特别是在区间隧道作为区间报警的一种有效方式。
我们把水流指示器的动作信号,作为一个报警信号,同时在主机上显示了报警部位,但不能启动喷淋泵,如果随后压力开关也报警,二者相“与”,作为火灾的确认信号,自动启动喷淋泵。
消火栓按钮的动作信号是启动消防泵的确定信号,同时要求将消火栓按钮的位置送到车站控制室,标志着火灾已人工确认,消防系统已投入运行。
为了扑救方便,火灾时切断非消防电源是必要的,但是切断非消防时应该控制在一定的范围之内,对各防火分区独立配电的,在变电所400伏低压柜切除非消防电源(分励脱扣器),按防火分区切除非消防电源(分励脱扣器)。同时,切断顺序应考虑按防火分区的范围,逐个实施,以减少断电带来的不必要的惊慌。切断非消防电源的同时,接通应急照明和疏散指示系统,保证人员的正常疏散。
电梯系统,火灾时,非消防电梯需控制停留在疏散层,对于疏散层的理解:当火灾发生在站台层,电梯应停于站厅层,当火灾发生于站厅层,火灾应停于地面层(如有),同时火灾报警系统接收其反馈信息。消防电梯迫降后,可由消防人员控制使用。
扶梯系统,火灾时,对于参与疏散的上行扶梯需继续保持运行,以便于有效提高人员逃生效率,对于下行扶梯需停止运行,以防止引起不必要的恐慌。
气体灭火系统的联动,车站重要设备房设置气体灭火系统,当气体灭火保护区域发生火灾时,FAS收到气体自动灭火系统的报警指令,发火灾模式指令给BAS系统,由BAS系统应立即关闭保护区相关的风阀,风机等设备,并显示动作反馈信号。
对于防火卷帘,以两个探测器的“与”门信号作为控制信号比较安全。卷帘门的感烟探测器报警卷帘门半降,不致使人员疏散受阻,火势增大后,感温探测器动作,可以使卷帘下降到底。阻止火势蔓延。
自动售检票系统,当发生火灾时,FAS接收到报警信息后,发救灾命令给AFC车站计算机,AFC自动打开自动售检票闸机,同时车站控制室也可手动打开自动售检票的闸机。
对于CCTV与PA系统,当有火灾发生时,发出火警信息,轨道交通自动化集成系统在接收火灾报警信息后,应自动切换CCTV监视火灾报警区域,同时在HMI 上发出弹出的窗口信息,操作员需作出确认后才将服务广播强制切换成火灾应急广播模式,指导乘客安全有序疏散,如不确认或选择取消则继续正常服务广播。
门禁系统,当发生火灾时,FAS接收到报警信息后,发救灾命令给车站门禁系统,自动打开门锁,同时车站控制室紧急后备盘也可手动打开门禁系统。
城市轨道交通作为现代化城市的主要交通工具,在我国一些大中城市中已步入了快速发展阶段,与此同时,城市轨道交通的安全问题也日益受到关注。绝大部分城市轨道交通属于地下建筑,与外界连通的开口相对较少,人员集中,客流量大,因此,一旦发生火灾等需要紧急疏散的情况,若乘客及其他人员不能及时疏散到安全区域,则容易造成群死群伤的严重后果。
在城市轨道交通各类事故事件中,危害最大的主要是站台和隧道内燃烧、烟气、有毒物质的扩散等形成的人员伤亡。这其中列车在隧道区间内发生火灾时,乘客等人员疏散时地铁各类事故救援的难点。因为,地铁区间隧道内空间相对封闭,疏散条件差,若一旦发生火灾,产生的热烟气较难控制和排除,且火灾不易扑救,容易造成较大的人员伤亡事故。
在国内现行的有关规程和规范中,尚未对地铁隧道火灾时乘客疏散方式有较明确的规定,国内不同城市地铁所采用的疏散方案也不完全一致。本文以城市轨道交通列车在区间发生火灾为研究对象,根据有关专家对地铁隧道火灾、烟气扩散与人员疏散的数值模拟分析结果,提出地铁列车区间火灾人员疏散的思路和建议。
4结论
综上所述,城市轨道交通火灾报警及联动系统是一项系统工程,本文从火灾报警与消防联动其他系统方面做了简单的分析,充分发挥联动设备的功能,最大程度减少火灾发生引起的灾害。
参考文献:
[1]《地铁设计规范》(GB50157-2003).
城市轨道交通数字集群通信系统对越区切换的可靠性和传输延时有很高的要求,通信可靠性和延时将直接影响行车效率,甚至危及乘客安全。本文以城市轨道交通数字集群通信系统的建设和维护为背景,通过对越区切换过程进行分析,结合城市轨道交通运营组织的最新需求对越区切换方案进行优化设计,对既有系统的维护提供技术支持,同时对新线系统建设具有指导性意义。针对无线信号覆盖不均、列车高速移动导致的信道质量恶化问题,本文提出了“漏缆+直放站”的无线信号覆盖方式;针对切换延时和信道资源分配问题,通过分析城市轨道交通移动通信系统用户群特征,本文提出了基于信道预测预留的信道分配方案;同时为弱化越区切换失败导致的影响,本文结合城市轨道交通运营组织需要,提出了基于网络结构规划和系统参数调整的切换点优化方案。
2越区切换的干扰因素
城市轨道交通数字集群通信系统越区切换方案设计应综合考虑其干扰因素,主要如下。
2.1用户需求城市轨道交通数字集群通信系统属于专用集群系统(PMR)的范畴,由企业负责投资、建设和运营维护,其服务群体为运营组织相关人员,用户数量比一般移动通信系统小且可控,移动线路可预测和运营组织方式稳定等特性,同时运营组织方式直接影响越区切换方案的设计。
2.2应用场景为了保证高速列车的安全,城市轨道交通设备必须在全封闭的线路上运行,不设与社会车辆交叉通行的平交道口,其典型传播场景主要有高架桥(Viaduct)、路堑(Cutting)、隧道(Tunnel)等,由于应用场景空间较小、干扰较多且系统安全性要求高等制约因素,同时移动通信电波在空气中传播时,受到不同的地形地貌、建筑物、气候、其它电磁干扰以及通信终端移动速度等情况影响,会呈现不同的衰落特性。
2.3列车速度目前,我国城市轨道交通列车的运营速度已经达到120km/h(上海磁悬浮列车专线可达430km/h)。列车提速后,由于受到快速衰落、多普勒效应、列车材质对无线信号衰减等多种因素的影响,移动终端往往容易发生切换混乱、连接中断、异常掉话等现象,同时,由于城市轨道交通呈线性分布,无线覆盖小区较多,列车的快速移动导致移动终端频繁进行越区切换,极大地增大了信令信道溢出的风险。
3越区切换方案设计
根据城市轨道交通数字集群通信系统特点,结合新线建设和运营系统维护经验,通过对越区切换过程的深入分析,下面将从无线信号覆盖、越区切换点设置、信道分配管理三个方面进行越区切换方案设计。
3.1无线信号覆盖方案设计城市轨道交通“漏缆+直放站”无线信号覆盖方式由漏缆、直放站、基站、传输系统和无线主站(MSO)等设备组成,网络拓扑如图1所示。为满足城市轨道交通行车组织、指挥调度和紧急事件处理等信息安全、有效的传输,本方案在控制中心(OCC)和车辆段(DCC)设置无线主站(MSO),实现异地冗余,同时在沿线各站点设置无线基站,其中无线主站与基站之间通过专用传输系统(如SDH/OTN等)建立连接;各站点天馈系统由无线天线、漏缆、衰减器和耦合器等设备组成,采用无线天线实现车站出入口、站厅和设备房等片状区域的无线信号覆盖,采用漏缆进行轨行区域的无线信号覆盖。由于受电磁波频率和传输介质损耗等因素的制约,工程实践表明,无线信号强度及其质量随着传输距离的增大而减少,当传输距离大于2km时,覆盖指标明显恶化,直接影响越区切换的执行,为了改善切换性能,使得移动台(MobileStation,MS)能够具备更长的时间完成越区切换操作,降低小区边缘的信号质量抖动,较好地达到覆盖效率和覆盖效果的平衡,当超出2km时,采用增设光线直放站的方式进行信号覆盖区域扩展。
3.2切换点优化方案设计根据4.1节无线信号覆盖方案设计,采用“漏缆+直放站”进行无线信号覆盖时,无线信号损耗主要为设备接入损耗、漏缆传输损耗及多径衰落损耗,其中设备接入损耗(约3dB/接头)及多径衰落损耗(约4dB)相对固定。同时,在具体工程实践中可根据漏缆规格型号计算传输损耗,为越区切换点优化设计提供良好的理论基础和实现条件。城市轨道交通数字集群通信系统移动用户需在以站点为单位的小区之间、车辆段与正线区域之间、大小交路运营交汇点完成越区切换,同时应避免在车站物理区域、站台端头及车辆段内执行越区切换。切换点优化方案采用虚拟小区的方式进行网络规划,将相邻两个或多个小区虚拟成为一个管理小区,网络规划如图2所示。上图所示,系统将无线基站A和无线基站B划分为虚拟Zone1,无线基站C为虚拟Zone2,同一虚拟小区(Zone1)内各无线小区(无线基站A、B)资源动态分配或异地冗余,当且仅当无线用户从虚拟Zone2移动到虚拟Zone1时执行越区切换。
3.3信道预测预留方案设计城市轨道交通数字集群通信系统在设计时与信号列车自动监控系统(ATS)预留接口,ATS系统是列车自动控制系统的子系统,可监控列车运行状态、车次号、运行速度、加速度及位置等信息,为信道预测预留方案提供了接口条件。同时,由于城市轨道交通沿线车站及车辆段值班人员工作区域相对固定,且移动终端实行属地管理,在越区切换点合理设置情况下,只有极少一部分移动用户需进行越区切换,以广州市轨道交通新线建设规划为例,七号线无线用户规划数为292户,九号线无线用户规划数为257户,均远少于系统容量(10000户),为信道预测预留方案提供了系统条件。信道预测预留方案通过考察移动台的位置、运动状态来增加预测的准确性,从而改善越区切换掉话率。本方案将移动台当前服务小区和目标小区交界处设定为预测区域(PRA),其余区域则为非预测区域(None-PRA,NPRA)。为降低越区切换呼叫掉话率,移动台一旦进入预测区,就向目标小区发送越区切换请求,目标小区收到越区切换呼叫请求后优先分配信道资源,移动台将使用预留信道完成越区切换。根据城市轨道行业特点,无线小区沿线路车站带状分布,且所有小区大小相当、信道容量相同,同时列车运行具有方向性。下面将以Ck为例来进行解释说明,其中表示第k个无线小区(k为大于零的自然数)。为不失一般性,本文只考虑移动台向左运动的情况。当Ck中存在空闲信道时,Ck中产生的新呼叫以及Ck+1中的越区切换呼叫都可以使用Ck中的信道;而当Ck中的信道全部被占用时,就直接拒绝Ck中产生的新呼叫请求,而把Ck+1中的越区切换呼叫请求放入队列中等待信道分配。当满足以下三种情况时,越区切换呼叫请求将离开队列:第一,越区切换呼叫请求获得一个Ck中的信道;第二,越区切换呼叫在移动台进入Ck前已经结束;第三,当移动台进入Ck时,越区切换呼叫请求因没有获得信道而掉线。当越区切换呼叫请求在移动台进入Ck前已经结束或者移动台改变方向进入另一个小区时,就把Ck为Ck+1中越区切换呼叫请求所预留的信道释放掉。
4越区切换方案的实现
广州市轨道交通三号线是我国最早使用数字集群通信系统的地铁线路之一,同时是我国当时列车的运行速度最快的线路(磁悬浮列车除外),运营速度达120km/h。三号线使用TETRA数字集群通信系统,首通段(天客至番广段)完成系统主站及基础网络建设并于2005年开通运营,北延段(体西至机场南段)进行系统升级及网络扩容并于2010年开通运营,同时全线在2013年实现跨区域(ZONE)跨系统间的互联互通功能。本文以广州市轨道交通三号线TETRA系统为例,进行越区切换方案实现与测试。
4.1三号线数字集群通信系统概述三号线数字集群通信系统采用单区多基站结构,即在线路指挥中心设置MSO(异地冗余)并在各站点设置基站,以“漏缆+直放站”的方式进行无线信号覆盖,系统架构如图4所示。
4.2无线信号覆盖方案的实现根据设计要求,信号交叉点的信号强度须大于–99dBm。例如嘉禾至龙归区间无线覆盖设计,区间为地下隧道,站间距离为6236m。根据设备选型计算,无线覆盖设计。根据城市轨道交通地下隧道限界要求,区间无线信号覆盖设备的分布如图6所示。漏缆在隧道区间沿隧道壁挂设,其挂设高度距轨面不低于3.6m,每隔1m安装一个固定卡具或吊夹(包含防火卡具、防火吊夹);在地面线路区间(高架区段),漏缆依照轨道限界要求沿疏散平台下挂设,每隔约1.3m(疏散平台下水泥墩台设计间隔)安装一个固定卡具。
4.3切换点优化方案的实现根据三号线运营组织方式,移动用户需在以站点为单位的小区之间、车辆段与正线区域之间、大小交路运营交汇点完成越区切换,同时应避免在车站物理区域、站台端头及车辆段内执行越区切换。综合考虑系统建设和维护特点,可从网络结构及参数设置两方面对越区切换点进行优化设置,越区切换参数设置如图7。SRH(SlowReselectThreshold)是基站定义的触发切换的电平差值,一般设为8dB。根据工程实践经验,通过在区间中点的漏缆上加装一个不小于8dB的衰减器实现,场强测试效果如图8所示。
4.4信道预测预留方案的实现广州市轨道交通三号线数字集群通信系统MSO与信号系统(ATS子系统)通过一个独立的不带控制信号的RS422串行接口(DB9)相连,如图9所示:ATS向无线列调系统实时传送正线列车配置信息及位置信息,使得无线列调系统能实时跟踪具体列车的具置,以选择正确的无线基站与列车建立通信通道,实现控制中心与列车的无线通信。移动终端通过ATS提供的位置信息进行实时修正,以提高预测精度及切换成功率。
5结语
1.1城轨交通通信技术概述
城市轨道交通专用通信系统,是城市轨道交通系统的核心,其功能强大,涵盖面广,为保障轨道交通安全正常运营、顺利实时调度调整、智能监控提供有力支持。现根据当代国内城市发展建设中所涉及城市轨道交通通信系统实际的设计情况汇总按其功能分为十二大交通专用子系统。首先,作为城市轨道交通通信系统的整体构架,这些子系统在设计上相互依托、相互作用,之间的调度能协调工作,在不同的运营环境下能够智能的相互调节。其次,作为整体构架的分支,各个子系统又拥有对各自子系统内的故障进行检测和报警的功能,由此来保证整个系统的可靠性。如轨道交通通信系统中电话通信子系统,承载着运营管理中的一般性公务联系,而常规性质的城市轨道交通运营服务管理大都通过电话通信子系统来完成。这种辅助型子系统能将自身的作用发挥到极致,而后以一种辅助的方式来确保行车安全、提高运输效率和现代化管理水平、提升旅客舒适度以及突况下提供应急处理手段等方面响应速率,以此成为整个通信系统的重要分支。考虑到实际工程中的轨道交通线路建设为分段式及今后逐步实行三期延伸的工程建设特点,该线路的通信系统应该建设成一个安全可靠、功能合理、技术先进、经济实用并易于扩展的通信网络,这也是我们做进一步规划研究的目的。
1.2关键技术
1.2.1MSTP
MSTP(Multi-ServiceTransferPlatform)(基于SDH的多业务传送平台)是指基于SDH平台同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送,提供统一网管的多业务节点。利用MSTP可以为各个车站站台与控制中心建立保护环路,这种基于MSTP的2.SG环路具有为各站点提供2M业务与10M/100M业务的总线型或点对点式传输信道。通信系统的整体设计思路就是利用这些由MSTP搭建的传输通道将车站设备与中心设备连在一起,从而实现该系统的整体功能。
1.2.2IPoverSDH
由于,数据传输系统是轨道通信系统的重中之重,既要考虑通信技术的发展,又要考虑轨道交通运行安全,还要考虑轨道交通中通信业务种类繁多、面对情况复杂,其对通信系统业务接口的要求很高,因此传输系统选用IPoverSDH和综合业务接入相结合是最佳选择。SDH是当前传输网络中比较好的一种方式,优点是:精准、灵活、简单易用、可靠性强;但它也有缺点:点对点、多点对点的数据传输以及图像视频信号的传输不是很理想。而IP技术则正好弥补了SDH的缺点,所以采用IPoverSDH是解决轨道交通通信网络系统的最佳方案之一。根据城市轨道通信数据传输系统的设计可知,在轨道车站的网络中承载六种相对独立的业务:1、SCADA业务;2、BAS、OA业务;3、乘客诱导、录像回放、广播下载、电源设备监控及专用电话预留业务;4、AFC票务业务;5、公安业务;6、OCC调度业务,在OCC既要接受处理各个分站点的业务,同时还需控制整个行车网络,因此网络管理在OCC控制中心必不可少。SDH数据传输网是由SDH网络单元节点组成,在光纤、微波或卫星上进行同步的信息数据传递、交换等功能于一身,并由统一网络管理系统进行管理维护的综合性信息网。这种网络技术可实现网络的高效管理、实时网络维护、实时业务性能监控等功能,可有效的提升网络数据、带宽等的利用率,能满足城市轨道交通数据传输网的数据传输和交换需求,因此设计基于IPoverSDH技术的网络,能够在很大程度上满足城市轨道交通通信系统的技术要求。在这项技术具体的实施上,采取IPoverSDH来执行多种业务,在每个不同的城市轨道车站和车辆段作为数据信息采集节点,通过公共或者私有网络接入将本节点的数据通过SDH传输信道送至OCC控制中心,在OCC控制中心将采用专有的网络数据分析管理系统对各个节点的信息进行处理。在城市轨道交通的业务中,除了由IP技术处理的业务外,还有时效性很强的业务,这样的业务就必须采用综合业务接入的方式来进行处理。对于综合业务网络的接入,可以选用合适的网络通信设备,利用常规的数据传输通道,采用PCM30/32的方案,就可以方便的提供语音、图像数据等多种系统接口,网络构建十分灵活,可构成点对点、链路、环形等多种拓扑结构。具有64K交互能力,在这种方式下上下电路不会阻塞,也在沿路可根据实际需要设置上下电路。采用双系统供电,可以使整个系统的稳定性及安全系数更高。
2城市轨道交通无线通信系统
当前城市轨道交通网络尤其是无线网络的发展目标是在稳定快速的接入基础上,同时提供可靠语音业务和更宽的宽带数据业务。当前蓝牙、WIFI等各类无线技术的迅速发展普及,让这一目标的实现成为可能。
2.1城市轨道交通下一代无线通信系统关键技术研究下一代城市轨道交通无线网络通信系统的实现,依赖于下列关键技术:大容量快速宽带技术、数字语音集群通信技术、信道切换优化技术、集散式基站及载波复用聚合技术等。这些技术有着各自的特点和要求,而这些技术最终融合于正交频分多址技术。正交频分多址技术有时又称为分离复频变调技术具备高速率资料传输的能力,加上能有效对抗频率选择性衰减通道,每个用户可以使用各自的载波,通过不同频率正交方式来区别每个不同用户。其基本思路是把一高速资料串行分割成数个低速资料串行,并将这数个低速串行同时调制在数个彼此相互正交载波上传送。
2.2多输入多输出(MIMO)技术多输入多输出技术(MIMO)是一种新型的移动通信关键技术。这种技术可在不提升网络负担的情况下成倍的提高通信系统的带宽容量和频谱利用率。MIMO技术包括空间复用、空分多址、预编码以及开环发射分集。MIMO技术将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行优化,比较接近最优的空域时域联合的分集和干扰对消处理。MIMO技术目前最基本的配置是采用下行双发双收的2×2天线配置和上行单发双收的1×2天线配置,高端配置则是下行链路MIMO和天线分集支持四发四收的4×4天线配置或者四发双收的4×2天线配置。当前MIMO技术已经广泛的用在LTE等宽带技术中,日趋成熟,在未来城市轨道交通的通信中也会起着巨大的作用。
3结语