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论文摘要摘要:本文运用了TOD(交通引导发展)理论,结合杭州市长期战略布局和轨道交通建设,从各层面分析了实施轨道交通对杭州城市发展的重要意义,并对此提出了自己的一些建议。
交通对城市发展的影响一直是学者和政府关心的新问题之一,进入21世纪以来,我国的城市化进入了一个新阶段,它已不仅仅是以城市化率为指标来衡量城市发展的一个新问题,同时也融进了西方发达国家第二次城市化的一些特征,即城市人口和就业向周边地区分散并逐步形成城市次级中心的过程。轨道交通在这此转型中扮演一个怎样重要的角色呢?如何利用轨道交通的建设来更好的促进城市的发展呢?本文将以轨道交通对杭州市城市发展的意义作一分析。
杭州实施轨道交通的必要性
杭州市是长三角重要的中心城市之一,经济总量位居全国省会城市第二。经济的发展推动着人口和就业的持续攀升,道路交通已经不堪重负,并严重制约了杭州旅游业和其他产业的发展。同时,也使经济活动高度集中在主城区,人们出于通勤成本、通勤时间之综合考虑,在主城区购房成为第一选择,而城区土地有限性和需求大量性的矛盾刺激房价不断上扬,使杭州成为全国第四个房价跨越万元级的城市。因此,发展新的公交方式,建设新的城市次级中心来缓解市中心的人口和交通压力,已迫在眉睫,同时对平仰房价有十分积极的意义。
运用TOD理论充分发挥轨道交通效益
TOD(交通引导发展)模式主要思想是利用轨道交通引导城市轴向发展。即沿轨道交通线路进行高强度的土地开发,建设新的居住区和商业区。上个世纪末广泛应用于美国及东亚的各大都市,有效的改变了过去城市摊大饼式的扩张和严重的交通拥挤等状况,促进了城市土地的集约利用。杭州正处于城市化高速发展的初始阶段,运用TOD模式来指导城市开发对于减轻城市化带来的负面影响具有很强的现实指导意义。
在宏观层面上,利用轨道交通建设,引导杭州市区人口和产业向副城转移。把杭州市的主导产业,如电子产业,信息产业,生物医药产业等迁至规划中的三大副城,实施副城的功能划分,同时实施商住混合开发,在同一城区同时解决生活生产需要,避免大多城市面临的钟摆式的交通拥挤。上个世纪90年代,汉城为了抑制城区人口过度集中,缓解住宅紧张局面,决定在城区四周进行了大规模的卫星城建设,由于在开发这些城市的时候,土地利用上片面强调住宅的供给,忽视和产业土地利用之间的协调,因此新建城市缺乏自立性,变成职能单调的卧城,并且卧城的大部分人口到汉城去上班,反而加大了市区的交通量和拥挤程度。
在微观层面上,借鉴香港经验。加强土地利用规划,开发高密度的住宅居住区,香港一直都很强调区域规划控制,在地铁走廊已被纳入总体规划的情况下,大量住宅楼宇开发和商业区的建设都已充分考虑到地铁可达性的影响,同时完善的公共交通设施以及良好的住宅区建设吸引了大量香港家庭在此购置物业。半数以上的香港居民通过地铁上下班,这就为地铁的运营带来了稳定的收益。地铁融资和房地产开发相结合,香港地铁公司通过和地产商合作开发,物业建造费用和风险主要由开发商承担,地铁公司享有五成的利润。同时策略性地保留部分已落成之物业作租赁用途,以提供稳定的租金收入。1999年地铁公司的物业租务及管理收入为75.52亿元。所获得的利润,全部用于地铁建设,成为香港地铁发展重要资金来源之一。
对杭州市轨道交通建设的若干建议
车站区的规划和布置因地制宜,充分考虑所在区的功能定位。比如在江南城中心车站应配备较大的广场和停车场,设置高效优质的公交服务系统,而在其他一些较小的车站节点上,紧密的用地,良好的步行系统,较小的停车场反而可以促进人们通过自行车和步行外出,美丽的步行环境,提升了居民步行意愿和步行距离。
实施交通需要管理,实现城市交通从需求跟进型向公交导向型转变。交通需要管理是指对非有效交通手段,尤其是对过度利用私人轿车进行适度的管制,以提高通行效率的一种交通政策。
1折返作业方式
城市轨道交通折返站一般采用站前折返和站后折返两种形式。目前,城市轨道交通折返站多使用站后折返作业方式进行折返,本文仅对站后折返能力进行研究。本文以厦门地铁1号线镇海路站为例,镇海路站线路示意图见图1。图中,A点和B点为道岔,C点为上行出站信号机。镇海路站站后折返作业,可以采用站后单线折返,也可以采用站后双线折返。
2折返间隔时间计算
运用图解法,将组成列车折返作业过程的各个单项作业时间,按作业顺序绘制在折返技术作业程序图上,在图上即可找出相邻两列折返列车的折返间隔时间。
2.1基础数据在CBTC模式下,折返作业过程中各单项作业的作业时间标准见表1。
2.2站后单线折返间隔时间计算站后单线折返是各列车用同一折返线完成折返的作业方式,见图2。站后单线折返作业技术作业程序见图3。站后单线折返作业过程为:(1)列车进入下行站台停稳,乘客下车。(2)入折返线进路信号机开放,车运行至折返线停稳,司机换端。(3)出折返线信号机开放,列车运行至上行站台停稳,乘客上车。(4)出站信号机开放,列车从上行站台发车。由图3可知,采用站后单线折返作业时,折返间隔时间取进出折返线间隔时间。当行车间隔时间小于80s时,车站接车能力受限,列车无法进站;当行车间隔时间在[80,127)范围内时,折返间隔时间为127s,车站折返能力限制线路通过能力;当行车间隔时间大于等于127s时,折返间隔时间为行车间隔时间,车站折返能力能满足线路通过能力的要求。
2.3站后双线折返间隔时间计算站后双线折返是利用站后两条折返线交叉组织折返的作业方式,见图4。站后双线折返作业技术作业程序见图5。站后双线折返应遵循先进后出的原则,其作业过程为:(1)1号车从折返线Ⅱ运行至上行站台,上客结束后发车;(2)3号车从下行站台进入折返线Ⅱ;(3)2号车从折返线Ⅰ运行至上行站台,上客结束后发车;(4)4号车进入折返线Ⅰ;(5)重复以上步骤。当行车间隔时间小于80s时,车站接车能力受限,列车无法进站;当行车间隔时间在[80,102),折返间隔时间为102s,车站折返能力限制线路通过能力;当行车间隔时间大于等于102s时,折返间隔时间为行车间隔时间,车站折返能力满足线路通过能力的要求,且车站的接车能力和入折返线能力富裕,接车间隔和入折返线间隔时间取值均为一个时间范围,具有一定的弹性,便于行车调整。
3折返能力
采用站后单线折返作业时,折返能力N=折3600/T=3600/127=28.3折,取28列,镇海路站每小时最多可折返28列车;采用站后双线折返时,折返能力N=3600/T=3600/102=35.3折折,取35列,镇海路站每小时最多可折返35列,采用站后双线折返,比站后单线折返的最大折返能力增多了7列。
4结论
“半城绿树半城楼”,10月份的广西壮族自治区首府南宁绿荫如盖,细雨沥沥,正是一年中最好的季节。《中国信息化》记者随着来自全国各地的轨道交通建设单位、设计研究院所、设备制造企业以及相关机构领导专家一起,参观了位于南宁市中心的地铁控制中心,实地体验了南宁地铁1号线,并参加了同期举行的以“新IT・悦无线・耀绿城”为主题的前沿技术研讨会。
总体感受,南宁市作为我国智慧城市试点之一,在城市管理、交通规划信息化方面可圈可点。作为我国少数民族自治区率先建设地下轨道交通的城市,除了开通1号线之外,2号线也在同期进行。在高科技无孔不入的今天,南宁地铁从规划到施工、运行、调试等各个阶段,包括信号系统、监控系统、车地通信系统、闸机等多个子系统都使用了新IT技术,在国内轨道交通行业保持了多项第一。南宁轨道交通集团建设分公司副总经理莫志刚介绍,南宁地铁是国内首个将IEEE802.11ac车地无线通信技术应用在PIS系统的地铁线路,高带宽的车地无线通信技术在支持地铁车厢高清视频播放的同时,还能将全列车24路监控图像全部回传,业界领先。同时在地铁的云计算应用、采用大数据技术指导地铁生产与营销方面也属于国内领先水平。有了新IT技术的保障,南宁市加快了向生态城市目标前进的步伐。
“智慧”融入南宁地铁
近日,国家发改委、交通运输部联合印发的《交通基础设施重大工程建设三年行动计划》指出:2016-2018年重点推进103个城市轨道交通项目前期工作,新建城市轨道交通2000公里以上,涉及投资约1.6万亿元。可以看出,未来3~5年城市轨道交通业将会迎来建设高峰期,北京、上海等地的地铁也面临着多条线路升级的需求。
相对于普通交通而言,地铁建设由于各种特殊因素,在技术要求中非常严格:跨线运营要求对原来以线路为单位的独立系统进行统一整合,实现资源合理调度和减少浪费;在云计算、大数据技术的影响下,地铁现有系统与新技术如何衔接顺利过渡也是个挑战;由于现有地铁最高行驶速度已经超过80Km/h,未来还会持续提升,而与此同时列车最短发车间隔短已经小于2分钟,这对行车安全提出越来越高的要求,必须要考虑如何应对轨道交通各子系统日益繁忙、信号干扰等问题。
在南宁期间,应大会主办方、协办方的邀请,记者对南宁地铁1号线控制中心(指挥大厅)进行了参观,对新IT技术在提升地铁运营水平和乘车感受方面深有体会。
南宁轨道交通调度指挥大厅中,中央主屏幕和几排办公座位占据了大部分的空间。据控制中心负责人介绍,通过车地无线通信系统可以对1号线地铁在轨列车和各项设备、指标、人员进行监控,并可以进行远程调度指挥。本次南宁1号线中采用了新华三的车载无线系统,包括PIS系统(乘客信息服务系统)和CCTV(视频监控)系统,其中视频监控系统分为两部分,一部分负责地铁运营情况的监控,另一部分是公安监控系统。
这两套系统对技术方案提供商有很高的要求。首先要求系统提供高质量的视频播放;其次要求将车上的视频监控资料实时回传,回传就需要足够的带宽,同时按照公安部门的要求资料要被保存90天以上,这就对数据存储的方案提出了严格要求。与传统车载监控方案只能上传两路车厢标清监控图像相比,南宁地铁将全部视频实时回传可将录像在控制中心集中存储,使得数据可靠性和存储成本都具有更大优势。更重要的是,突发列车事件时,地铁控制中心能迅速定位故障车厢位置和事件原因,使得应急响应速度更快。
据介绍,南宁地铁1号线P I S系统在国内首次采用IEEE802.11ac车地无线通信技术,保障了视频的流利播放,也解决了回传视频监控资料回传的带宽问题。“WLAN技术成熟、稳定、高性价比,已经广泛的应用在国内多个城市多条线路的信号、PIS、车厢WIFI覆盖等系统中。其对车地无线系统的一个要求就是要做到无缝连接,而这一点我们已经在过去的案例中做到了。”南宁地铁1号线车地无线系统技术提供商新华三集团交通系统部总监于志宏在接受记者采访时说。
现在,在南宁乘坐地铁的旅客不仅可以在车厢内观看流畅的直播内容,还能第一时间接收到新闻消息,享受愉悦畅快的地铁之旅。南宁轨道交通集团充分利用了新技术方案,推动了整个城市迈入智慧出行时代。
智能化,轨道交通的下一步
智能化时代,新IT技术在各个传统行业是无孔不入。地铁作为传统行业的一个重要领域,近年来也被云计算、大数据等新概念所包围。
当前虚拟化和云计算技术极大的提升了IT资源的利用效率,并使新业务的上线更为便捷,能动态适应业务处理压力。北京、深圳多个城市地铁都已经在TCC、NOCC等控制中心应用到云技术。据记者了解,其他地方的地铁业主也都提出了云计算的方案。总体来说,目前云计算在地铁行业的应用并不算深入,很多还只是停留在虚拟化的阶段。
“地铁的网络化运营是一个趋势,未来一定会向云计算方向靠拢。云的核心理念是更加具有弹性,当单个系统资源不能满足要求时,通过云计算可以动态地协调其他系统中的IT资源进行支撑,随着地铁各种系统的增多,云计算的效益会越来越高。”于志宏对记者说。
举例来说,目前北、上、广城市轨道交通都有多条线路,将来可以动态地将一些闲置的资源分配到需要的系统上。比如某条地铁线的突发事件视频监控数据要做图像比对的大数据分析,在该条线路的视频图像处理服务器计算能力不足时,可动态调用其他线路的计算资源满足这一需求,这就是云计算的核心理念。同时云计算让维护操作更简便,过去多条线路多个站点都要逐一单点进行维护,在云环境下可以远程动态地集中对它们进行维护,一旦设备坏了,不需要更换设备,可以直接将系统切换到别的设备上。
作为一条新建的少数民族地区的地铁,南宁地铁实现了新业务创新,通过云计算的概念,实现了云购票机、市民一卡通无缝对接,并可以实现无卡、无现金,通过手机APP或支付宝购票等等。目前地铁1号线处于初建阶段,2号线也已经开工,未来随着各种系统的增加,向云计算过渡是水到渠成。
随着地铁互联网业务的发展,大数据同样会在未来的轨道交通中发挥重要的作用。于志宏认为,大数据在地铁领域的应用最为主要的有几个方面:首先是针对乘客的增值业务,在开展地铁乘客WiFi业务以后,向乘客推送一个符合其需求的精准应用或广告所得的收益,可能会比乘客的地铁票价高很多。但要实现这个目标,最关键的是精准了解乘客的潜在需求,这就是无线大数据技术。
其次,是针对地铁公司生产系统的大数据分析和利用价值。比如,通过在车辆上、隧道内安装物联网设备,传感器会监控各种参数并将数据实时回传,再通过大数据分析就可以判断车辆的运行状况以及何时需要维护,并通知维修人员按时检修。“以前我们的设备运维叫做故障修,就是当设备发生故障的时候进行修理,这不可避免的造成业务中断和收入损失,但是今天我们通过大数据分析对设备可以做到实时监控,在设备未出问题之前就对其进行更换或维修,我们称之为状态修。”于志宏这样介绍。
开启西南地铁信息化新时代
据数字统计,截至2015年末,我国共有44个城市的轨道交通规划获批;有26个城市已开通城市轨道交通线路3618公里。随着移动互联网、云计算、大数据等新IT技术的发展,智慧轨道交通应该不会离我们太远。
南宁地铁此次在国内率先使用IEEE802.11ac车地无线通信技术,还部署了车站云购票机等诸多创新技术,使得乘客从便捷购票开始,到顺利通过闸机,乘坐列车后观看高清视频,一路上都能体会到新IT技术带来的诸多便利。
【关键词】轨道交通;公交接驳;公交场站;场站布局
0 引言
轨道交通公交接驳场站作为常规公交与轨道交通联系的节点,是保证轨道交通运能发挥的重要基础,是扩大轨道交通服务范围,构建多模式、一体化的公共交通体系的重要保障。但从我国轨道交通接驳体系建设与发展来看,公交接驳场站的建设和使用情况并不理想,部分公交接驳站建设规模不足、布局型式欠合理,很大程度上限制了轨道交通运能的发挥。
1 场站建设内容
轨道交通公交接驳场站是专门为轨道交通提供公交接驳服务的运营场地,是轨道交通运能发挥的重要保障,其功能以客流集散为主,兼有车辆运营功能。为实现其功能,轨道交通公交接驳场站的建设内容主要强化其与乘客服务相关的设施,如上下客区、候车廊、人行道等,适当弱化车辆停放、调度管理等车辆运营服务设施。具体建设内容详见表1。
表1公交接驳场站功能与建设内容一览表
序 号 功能 建 设 内 容
1 客流集散 上下车区、候车廊(连廊),人行通道、无障碍设施、厕所等。
2 车辆运营 调度室、蓄车位、回车道。
3 场站管理 场站管理办公室、监控室、临时休息室(兼饭厅)、值班室、围墙、大门、岗亭等。
4 节能环保 垃圾收集设备、临近居民区的场站应设置隔音环保等设施等。
2 场站总平面布置
2.1 建设用地
轨道交通公交接驳场站与一般公交总站在设施布置方面基本一致,但行人设施的占地面积要大于一般公交总站的行人设施占地面积。参考《城市公共交通站、场、厂设计规范(CJJ 15―87)》中提出的公交总站用地指标90~100m2/标准车的相关标准在保证场站功能布局合理、交通组织顺畅、安全环保的基础上,按照“满足需求、经济节约”的原则,轨道接驳公交场站的车均占地指标建议取为100/标准车。
根据相关资料统计研究,轨道交通接驳公交场站的集散客流规模一般均超过2500人次/高峰小时。按1条公交线路高峰小时运送能力500~600人计算,每个接驳公交场站至少需满足5条公交线路的运营要求。
按照实际运营需要,每条线路需设置1个发车位、2~3个蓄车位和0.5个下客位,折合为5~6个标准车的占地空间,每条线路的使用面积为500~600 m2,则配置5条公交线路至少需要2500~3000 m2。考虑到大多数场站用地形状不规则,无法实现100%的利用,因此,公交接驳场站的使用面积不宜小于3000 m2。
2.2 布局型式
参照国内外先进经验,轨道交通公交接驳场站布局大致分为两种类型:环绕式和通道式,布局示意图详见图1和图2。其中:环绕式是指乘客到发区布置在接驳场站内部四周;通道式是指候车区呈通道形式布置在场站内部。
图1 公交接驳场站环绕式布局示意图图2 公交接驳场站通道式布局示意图
2.3 布局类型分析
公交接驳场站的环绕式和通道式布局类型在乘客安全性与舒适性、线路容量与客流集散量,以及用地要求等方面存在一定的差异如表2所示。
(1)乘客的安全性、舒适性方面:环绕式布局乘客步行空间较大,人、车完全分离且无交织,安全性和舒适性优于通道式布局;
(2)线路及客流容量方面:通道式布局能够布置得发车位较多,相同占地面积的条件下,通道式布局可容纳的线路条数和换乘客流规模较大;
(3)用地适应性方面:环绕式布局不适用于建筑柱网较密、车辆折返不便的公交接驳场站。
表2 环绕式和通道式布局型式对比分析表
序号 布局型式 乘客安全性
舒适性 线路容量
及客流集散量 用地要求
1 环绕式 高 较小 严格
2 通道式 低 较大 宽松
图3 公交接驳场站环绕式布局和通道式实例图
3 结语
采用环绕式布局的公交接驳场站乘客步行空间较大,人、车完全分离且无交织,所以环绕式布局型式的安全性和舒适性优于通道式。为乘客服务是轨道接驳公交场站的主要功能,因此轨道交通公交接驳场站应优先选用环绕式布局型式。
在相同占地面积的条件下,通道式布局容纳的线路条数和换乘客流规模较大,且环绕式布局不适用于柱网密、折返不便的场站。因此,当需要布置的发车位数量超过环绕式布局场站的设置能力时,或者对于受用地条件限制或受柱网影响致使车辆在场站内折返不便的公交接驳场站,应采用通道式布局型式。
参考文献
[1] 叶霞飞,谭复兴,城市公交的换乘与接驳,城市轨道交通研究,1998年第3期。
[2] 周立新,城市轨道交通系统的换乘研究,城市轨道交通研究,2001年第4期。
关键词 轨道交通;CBTC;通信融合
中图分类号:U285 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)03-0006-02
21世纪以来,随着科学技术的不断进步,中国的轨道交通也发生了翻天覆地的变化,不仅高速铁路在大铁上从无到有,城市轨道交通中的通车里程和技术水平上也发生了巨大的变化,而通信与轨道交通这两种看似“不相关”的系统结合的越来越紧密。
1 国内轨道交通的发展现状
由于城市轨道交通和国家铁路的车辆的形态、运输组织以及配套设施大致相同,因此在广义上,两者均属于大轨道交通的范围。
1)在城市轨道交通领域,自1863年世界上第一条地下铁路在伦敦正式运营之后,城市轨道交通系统得到了全球均得到了较快的发展,城市轨道交通己成为世界各主要特大城市倍受青睐的一种交通方式。在中国,截止2013年底,我国轨道交通运营线路累计已达到80条,运营总里程已突破2400千米,涉及运营车站达到1600座。同时,我国近期已获得国家批准建设轨道交通的城市已达到37个,高居世界第一,据预测我国城市轨道交通的建设热潮至少持续10年以上。
2)而在国家铁路(大铁)领域,自2004年中长期铁路网规划后,中国开始进入高速铁路的大规模建设时期。截至2013年底,全国铁路营业里程达10.3万千米,其中高铁运营里程1.1万千米,居世界第一位。根据中国铁路总公司近期调整后的《中长期铁路网规划》,预计到2015年,中国高速铁路运营里程将达到1.9万千米;到2020年,中国铁路营业里程将达到12万千米以上,快速客运网基本覆盖中国各省省会及50万以上人口城市。
2 基于通信的列车控制系统(CBTC系统)
随着现代轨道交通的运输效率越来越高,要求前后两列列车的行车间隔也越来越短,这势必需要专门的铁路行车指挥或列车控制系统来代替人工来指挥列车运行。以地铁为例,传统行车指挥系统一般采用基于轨道电路的固定闭塞形式,其能够支持的最小列车运行间隔一般为100秒,而如果采用基于无线通信的列车控制系统,能够支持的最小列车间隙则能够达到75秒,相当于运输效率能够再提高25%。此外,基于CBTC信号系统相对于传统的轨道交通信号系统也有着其他显著优势,包括:
1)无需繁杂的电缆,转而以无线通信系统代替,减少电缆铺设及维护成本。
2)车辆与控制中心可实现双向通信,大幅度提高了列车区间通过能力。
3)信息传输流量大、效率高、速度快,容易实现移动自动闭塞系统。
4)适应各种车型、不同车速、不同运量、不同牵引方式的列车,兼容性强。
5)支持信息分类传输,可以集中发送和处理,提高调度效率。
可以看出,在轨道交通中,无线通信系统已不再是仅仅承担传统的语音功能,而是还要承担更加重要的列车控制数据的传输通道功能。目前在大铁领域,CBTC系统已经有了比较成熟的基于GSM-R网络的CTCS-3列控系统,而在城市轨道交通领域,也已经开始了基于WiFi的列车控制系统的尝试。因此,从支撑列车高效和安全运行的角度来说,通信系统对于轨道交通有了更加重要的作用和意义。
3 目前CBTC系统存在的问题
虽然CBTC系统能够大幅提高列车的运行效率,但是在实际运用过程中现有的CBTC系统还是存在比较大的问题。
1)频率受限。在大铁领域,由于历史原因,分配的GSM-R带宽仅有4M,可用频点也仅有19个,因此在进行频率规划时非常困难;而在城市轨道交通领域,没有专门给CBTC系统分配专属频谱,而是与民用WiFi 2.4G共享频段。
2)频率干扰。在大铁领域,国内分配的4M GSM-R带宽与中国移动共享,因此存在严重的互相干扰却无法解决的现状;而在城市轨道交通领域,由于与民用共享2.4G频谱,因此也存在与其他WiFi系统的严重干扰,无疑带来极大的安全隐患。
3)传输瓶颈。在大铁领域,GSM-R系统由于采用低速CSD(电路域数据业务)来承载列控业务,所能提供最高9.6 kbps的带宽显然非常有限,而目前通过GPRS承载的一些PS域业务,也由于其最多提供171 kbps的传输能力显得捉襟见肘;而在城市轨道交通领域,虽然WiFi技术相比CSD和GPRS能够提供较高传输带宽,但是由于与其他车载民用WiFi系统共享信道以及相互干扰也会极大的影响传输速率,而且在高速运行时,WiFi的有效速率将更低,甚至无法使用。显然,诸如未来视频监控和实时电视等高带宽业务无法在既有系统上承载。
4 未来大轨道交通通信系统的融合趋势
鉴于目前CBTC系统存在的问题,需要有一种全新的通信系统来解决目前列控数据传输的安全性和可靠性要求,同时又要兼顾未来轨道交通中新业务的承载需求以及车上乘客对于无线宽带接入的要求。
在城市轨道交通领域,目前每个城市除了大力建设传统的地铁、轻轨项目之外,城际和市郊铁路也在同步快速发展,以满足城乡之间的快速交通的需求。而从目前城际和市郊铁路的建设来看,由于都是1.435米的标准轨距,所以绝大部分将采用城市周边以往废弃的大铁轨道来进行改造,从而大幅缩减土建成本;但是,我们也应该看到这种建设方式也必将带来城市轨道车辆的复用,实现跨线套跑,从运营和维护方面也可大幅节约投资。
而在大铁领域,由于铁路系统机制改革以及公司化运作,在未来也不排除既有线路复用为城际铁路,尤其是既有的一些货运线路或者一些等级较低的线路。
此外,我们还应该看到未来诸如视频监控、实时电视、乘客信息系统(PIS)、乘客高速上网等新业务在未来通信系统承载的需求。
综合考虑以上几种情况,不难看出作为CBTC系统必将有融合趋势,即未来的通信系统不仅需要满足高速铁路的列控数据承载,又要能够满足城市轨道交通的列控数据的承载,同时又能兼顾未来高带宽的新业务的承载。从目前通信行业发展方向来看,无疑只有基于下一代LTE技术的CBTC系统能够有效解决上述问题,同时又能够满足目前既有通信系统的演进要求以及未来大轨道交通通信系统的融合。
5 大轨道交通通信系统的新挑战
对于未来轨道交通CBTC系统的融合,基于LTE技术的LTE-R不仅能够有效解决目前CBTC系统遇到的各种问题和瓶颈,还能够大幅降低业主单位的建设和运营成本。
LTE-R是基于4G LTE技术的下一代轨道交通通信系统,不仅能够满足传统语音以及高达100Mbps的高速数据传输的需求,还能够提供非常强大和专业的集群通信功能,比如组呼、广播、优先级呼叫、功能号码、位置路由等等,完全能够满足未来轨道交通对于语音和数据传输的需要。此外,由于LTE-R在接入层提供的数据传输“管道”的强大承载能力,未来可以有效兼顾轨道车辆上不同的信号系统,实现“多个信号系统+1个通信系统”的组网格局,同时又能兼顾未来高带宽业务的接入需求;不仅能够大幅降低业主单位的建设和维护成本,还能够为业主单位带来诸如乘客上网业务等新的利润增长点。
由于LTE-R扁平化组网,相比传统通信系统建设,也将大幅减少通信子系统的建设成本。
图2 LTE-R扁平化组网示意图
此外LTE-R系统需要提供CBTC系统中最重要的QoS保障以及可靠性组网,最大程度的提高了可靠性和安全性,为信号和列控系统提供了“永不掉线”的技术保障;而针对高速铁路的抗多普勒频移、MIMO优化、分布式基站等关键技术也应在下一代LTE-R系统中保留和优化,保证移动终端的高速移动和无线接入网络的深度覆盖的需求。
6 结束语
轨道交通的发展日新月异,下一代LTE-R系统不仅能够有效解决未来轨道交通的综合通信需求以及技术瓶颈。但是,我们也应该看到,由于轨道交通对于通信系统的安全性和可靠性的严格要求,通信系统的融合虽然是未来发展的方向,但是在相当长的时间里,新技术势必会与既有的系统。因此,未来的通信系统也应充分考虑到这一行业特点,在充分保证轨道交通的运营安全的前提下,为融合的大趋势保驾护航。