城市轨道交通通信

城市轨道交通的通信系统与设备概述城市轨道交通信息通信系统是直接为轨道交通运营和管理服务的,是指挥列车运行、进行运营管理、公务联络和传递各种信息的重要手段,是保证列车安全、快速、高效运行的不可缺少的综合系统。铁路通信信号技术的发展是随着近百年的铁路发展以及继电器、半导体、电子信息技术的变化不断的演进与发展的。几十年来出现过路牌、路票信号标志、信号机色灯等多种形式，近年来又出现半自动自动闭塞设备，ATS自动停车设备，列车控制设备ATC列车超护系统ATP,以及调度监督和调度集中CTC系统等。轻轨交通的概念是原城市有轨电车的发展而来，采用中等载客容量的车箱，每小时单向交通流量在1.5→3万人左右。轻轨交通车辆轴重较轻，施加在轨道上的荷载相对于市郊铁路或地铁的荷载来说比较轻，故称轻轨。是一种介于有轨电车和地铁之间的中运量的轨道交通工具。发展城市轨道交通的意义水、交通和环境是城市发展的三大要素。交通问题已成为制约城市经济发展的重要因素。城市交通的发展在于发展城市轨道交通。城市轨道交通优点运量大、舒适性好、对环境污染小、能源利用率高等，快速、安全、便捷，誉为绿色交通工具。世界铁路振兴时期自1970年，世界铁路由于下列原因而得到了振兴和新的发展机遇。(1)能源危机。(2)环境问题。(3)安全问题。从能源、环境和安全角度出发，铁路具有明显的优越性。部分国家修建第一条铁路的时间表1英国18253法国18325德国18357俄国18379荷兰183911瑞士184413秘鲁185115澳大利亚185417日本18722美国18304比利时18356加拿大18368奥地利183810意大利183912西班牙184814印度185216南非186018中国1876世界十大地铁（1）莫斯科（俄国）：年输送旅客量达26亿人次。（2）东京（日本）：年客流量25亿人次。（3）纽约（美国）：年客流量15亿人次。（4）墨西哥城（墨西哥）：年载旅客15亿人次。（5）巴黎（法国）：年乘地铁人次为12亿。（6）大阪（日本）：年载客为9.48亿人次。（7）列宁格勒（前苏联）：年客流量8.21亿人次。（8）伦敦（英国）：年输送旅客8.15亿人次。（9）汉城（韩国）：年输送旅客8.12亿人次。（10）香港（中国）：年输送旅客6.3亿人次地铁通信主干传输网现代地铁的专用通信网应是一个能传输语言、图像、数据等各种类型信息的综合业务数字通信网。为了使各子系统能够相互联系，协同工作，一个可靠、合理、先进的传输主干及组网结构是必不可少的。传输主干及组网结构的优劣，直接关系到各个通信子系统的运行效能。目前广泛使用的有以下集中主干网。⑴SDH光同步数字传送网（SDH）是由一些网元（NE）组成、在光纤上进行同步传输信息传输、复用和交叉连接的网络。这种网络技术今天已经十分成熟。SDH的分插复用器（ADM）可以通过软件方式上下电路，省去大量复用设备，还具有一定的交叉能力。数字交叉连接设备（DXC）可在软件的控制下完成电路的交叉、调度，在电路出现阻断时，通过交叉方式进行路由迂回，实现网络恢复功能，而且，ADM和DXC网管功能较强时，可通过网管信道在远距离对其进行配置。⑵ATM异步转移模式（ATM）技术是未来宽带综合业务数字网的基本传送方式，它是在同步转移模式（STM）技术基础上发展起来的，且进一步改进了SDH传输和业务连接方面的弱点，并集传输、交换、复接及有效支持各种业务接入于一体。在以ATM为基础的网络上，信元的复用与交换处理方式和所传送的信息类型（语音、数据、视频等）无关。因为ATM网络所处理的是形式相同的固定长度信元，所以可省去许多不必要的检验，能直接运用硬件加快处理速度，并提高了交换与复用效率。信元的复用与交换处理方式与实际信息类型无关这一特性，使相同设备理论上可处理低频宽和高频宽的信息。因此，ATM可以按需分配频宽。同时，由于使用很短的信元和高速传输速率，使得传输延迟及延迟抖动量都非常小，故ATM的服务范围非常广泛。⑶OTN西门子公司的开放式传输网（OTN）是一种灵活和支持多协议的开放式网络。它根据语音、数据、LAN以及视频等业务的相关标准设计了接口卡，从而使符合这些标准的设备可以通过OTN结点机毫无限制地直接互连。若能直接接入普通电话机、数据终端设备、影像设备（摄像机、显示器等），还可与交换机用户电路或2Mb/s的E1口连接。此外它还提供带宽达15kHz的音频接口，在网络方面支持10M/100M以太网的接入。高速铁路调度子系统运行计划管理子系统综合维护及基础设施管理子系统旅客服务调度子系统动车组调度管理子系统防灾安全监控子系统牵引供电调度子系统传输系统是城市轨道交通信息通信系统的核心,它负责为各种应用业务提供通道。轨道交通系统的主要业务包括:语言、数据和图像。不同业务对系统的带宽、时延、可靠性等各不相同,这就要求传输系统有足够的灵活性和可靠性以保证各种业务的顺利完成。业务按不同的类型可分为:车站-中心业务和邻站业务两种。在轨道交通系统中,需要通信业务的一般是控制中心、车场和各个车站。由于车场和车站业务比较相似,可将其归为同一类业务。具体业务流程如下图。城市轨道交通信息通信系统可分为两部分:传输部分和接入部分。其模型如下图。其中,传输层只负责提供各种通道,保证各种业务能安全可靠的从一个节点传到另一个节点;接入层需完成业务的接入和业务的汇聚两个基本功能;然后把汇聚好的业务交由传输节点完成传输。城市轨道交通类型、特点及选择类型：地下铁道、城市轻轨(包括单轨)、城市有轨电车、市郊铁路等。地下铁道特点：运量大，能迅速疏散旅客，不易堵塞，运行采用全封闭信号控制，安全、快速、准时，造价昂贵。地铁常建于城市中心地区，凡城市运量在4万人次/h以上的（地铁适于3-6万人次/h），可以选用地铁。地下铁道高速铁路与既有线通信系统的差异：在这个领域高速铁路与普通铁路不同之处主要为􀉀与沿线行车、旅客服务相关的数据与信息采用计算机网络相连的方式输送和交换􀉀保证运营的高效使高速铁路的运营纳入信息化管理。高速铁路专用通信系统的主要特性有以下四点􀉀􀉀1、为调度指挥服务的通信系统应考虑数话综合，并冗余配给传输通道2、大站间距需要引入的区间接入技术3、采用光纤技术的区间安全局域网4、适应高速铁路的综合无线通信网技术我国城市轨道交通发展过程中的主要问题1、城市轨道交通线网规划方面的问题：主要包括：城市轨道交通规划的目标和定位不合理，线网规模问题，轨道交通之间换乘的问题，与其他交通当时衔接换乘的问题，规划方案的稳定性和严肃性问题，有些开发一道性线路效率低，没有体现引导作用等。2、管理体制方面的问题;由于管理体制条块分割，似的城市轨道交通的建设与其他交通运输方式间已及区域间轨道交通和对外交通运输的规划和建设缺乏有效的衔接配合。长春地铁长春地铁（Chang-chunSubway）系统是服务于吉林省长春市及周边地区的城市轨道交通系统。长春地铁系统现拥有4条线路，根据城市总体规划，长春市对城市快速轨道交通线网也进行了相应的调整和修编。2002年8月由长春市规划设计院、北京市城市规划设计院、北京中城捷咨询公司完成了《长春市快速轨道交通线网规划》，并经过中国国际工程咨询公司专家参与的专家评审，经市政府批准，纳入新修编的长春市城市总体规划和综合交通规划。长春市城市快速轨道交通线网规划由5条地铁和2条轻轨线路组成放射式的线网长春轻轨优势对比长春优势：地铁均为地下车站，没有占用地面交通，均采用6节编组（无小编组车辆），因长客所在地在未来的地铁采购、维修售后方面最为便捷。采用编组最大载人最多，跟地铁可通票换乘，采用地铁方式刷闸机进站，非上车刷卡投币。线路等级为最高的A级全封闭和B级少量混行。运营时速超地铁。②长春劣势：相比沈阳大连因经济欠发达，地铁建设起步晚，市内建设近两年过狠，满城施工造成的经济负担，地铁开通日期存在变数，换乘通道太长，4号线换乘3号线，3号线换乘4号线时间太长。没有现代有轨电车那样同台换乘式方便。①沈阳优势：线路是最长，车辆最新最为先进，70%100%低地板均有。可通达机场。②沈阳劣势：根据国情，裸露的铁路危险性太高，应采用两端隔离网，路口处用铁路平交道口式放杆拦截。①大连优势：历史最长，旅游意义最大。貌似一卡通的，快轨公交有轨电车都通用的。②大连劣势：完全的裸露街头轻轨交通的特点特点中等运量，多采用全封闭或半封闭方式，实行信号控制。其造价仅为地铁的1/5-1/3。适用道路坡道较大或弯曲的大中城市，也可在特大城市配合地铁在郊区的延伸。轻轨的优点(1)比地铁安全由于动力来自车顶部，而非地铁系统的第三轨。此外无须防护栏杆，因为它也可在街道上行驶。(2)在建设上比地铁更灵活由于土地昂贵，尤其在闹市区，轻轨系统可以放在街道，旅客可以在人行道上下车。(3)更适合低运量场合在中等规模城市用以补充巴士运输。(4)大部分线路按右行规则隔离时，在混合交通条件下的平均行车速度可以更高，从而比巴士更具吸引力。(5)轻轨铁路技术成熟，并已有丰富经验，不存在机械风险或大的费用过载问题。城市轨道交通换乘的类型同站台换乘通道换乘站厅换乘结点换乘重庆轻轨天津轻轨天津有轨电车大连有轨电车瑞士有轨电车有轨电车特点低运量、全地面、不封闭、无信号系统，投资少、运营费用低、对环境污染小等。适用在中小城市很有发展前景，客运量可达15000人次/h，有很好的经济性。我国发展城市轨道交通问题造价比较昂贵;有些地铁设备陈旧;有些地铁是利用外资，进口设备，既提高了造价，又带来了地铁设备“万国牌”的隐患;城市交通总体规划不均，与公交、出租车、码头、机场之间的紧密衔接、密切配合不够;对市郊铁路发展不重视，没有纳入城市轨道交通发展的总体规划中。目标：达到标准化、国产化、造价低、服务质量高的要求，真正成为大能力、快速运行和合理疏散的交通骨干。国内铁路发展1876年由英国人擅自修建的淞泸铁路，是我国第一条铁路。而1881年11月8日由开平矿务局出资修建的唐胥铁路（唐山至胥各庄）则是中国人自己修的第一条铁路。京张铁路连接北京丰台，经八达岭、居庸关、沙城、宣化至河北张家口，全长约200千米，于1909年建成，是中国首条不使用外国资金及人员，由中国人自行完成，投入营运的铁路。詹天佑是建设铁路的总工程师。我国最早的地铁是1969年建设的北京地铁。天津（1984）、上海（1995）、广州（1997）陆续建设了地铁。香港的第一条地铁建成于1975年。到2001年底，已有10多个城市建成和正在建设轨道交通系统。中国铁路图我国轨道交通现状我国城市轨道交通建设成就显著,自1965年北京地铁一期工程建设以来,截至2008年9月全国开通轨道交通的城市有北京、上海、天津、广州、长春、大连、重庆、武汉、深圳、南京10个城市,全国运营线路里程达769公里,现有14个城市的轨道交通在建线路约1095公里,筹建和在建的城市已近40个,轨道交通建设已进入快速发展时期,总体上呈现一定程度的跃进式发展特征。围绕城市轨道交通建设,国家和地方制定实施了相关法律法规,对轨道交通行业的健康发展起到了有益的推动作用。在轨道交通建设过程中,各地政府主管部门、建设单位结合地方实际,有针对性地采取了部分建设管理措施,也取得了较好的效果,本文主要结合我国轨道交通建设管理实践的经验与教训,重点针对建设管理中的不足,提出分析建议。“和谐号”动车组2007年12月22日，首列国产时速300公里“和谐号”动车组列车(CRH2-300)在南车四方机车车辆股份有限公司竣工下线。它的成功下线是我国铁路全面实施自主创新战略取得的重大成果，标志着我国铁路客运装备的技术达到了世界先进水平，中国也由此成为世界上少数几个能够自主研制时速300公里动车组的国家。时速300公里“和谐号”动车组是在引进消化吸收国外时速200公里动车组技术平台的基础上，由我国自主研制的，是目前世界上运营速度最高的动车组列车