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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。
在展会期间,《消费电子》杂志社执行社长兼总编王福山先生陪同中国电子商会常务副会长王宁先生会见了展会主办方美国消费技术协会(CTA)总裁兼首席执行官盖瑞・夏培罗先生,双方就本次CES展的规模和影响以及行业发展的趋势做了探讨,并就特朗普就任美国总统后两个协会共同关心的问题交换了意见。
交谈中,王宁先生与盖瑞・夏培罗先生都有一个共识:随着各行各业引入智能系统,消费电子越来越渗透到生活的各个领域,消费电子的外延概念也将越来越广。王宁先生举例说,本届展会上出现了马桶、沙发、床等传统行业的参展商。而盖瑞先生也介绍称,本次展会还有游艇厂商和服装厂商的CEO在开幕式上演讲,这在CES史上也属首例。
据介绍,本届CES聚集了约4000家企业参展商,展位面积超过24万平方米,全面展示虚拟现实、智能家居、自动驾驶、机器人、可穿戴设备、无人机、3D打印、健康医疗科技等多个领域的最新成果。全球共有超过15万名观众和数千家海内外媒体共同见证了这场行业巅峰盛会。盖瑞・夏培罗先生强调,本届CES无论是展会规模,还是参观人数都创下了历史新高。同时,王宁先生也指出,以后消费电子与生活方方面面的融合会更加紧密。
作为全球唯一一本以“消费电子”命名的期刊,《消费电子》杂志一直以来都与美国消费技术协会(CTA)保持紧密联系及交流,并对其总裁兼首席执行官盖瑞・夏培罗先生做过几次专访。对于CES,《消费电子》杂志社执行社长兼总编王福山先生颇有感触地说:“一个展会能办50年,而且越办越好确实要有它的独到之处,CES不仅是国际消费电子领域的风向标,影响的不单单是传统电子产品,将来包括各类生活用品,甚至奢侈品都将插上智能的翅膀,成为消费类电子产品。”他表示,每年CES,《消费电子》杂志都进行了多方位的报道。明年的CES《消费电子》杂志社将派出更多记者对展会进行深入报道。同时,《消费电子》杂志将在展会上推出行业评选活动,跟展会紧密结合。王福山先生进一步介绍称,《消费电子》杂志现已开通英文版,内容和覆盖面更国际化,明年还会推出更多相关领域的内容与消费保APP有机结合,主推移动互联网,在消费保APP上、微信端、微博端、pc端推出更多精彩内容。
下面,我们一起来看看本届CES上有哪些代表着消费电子行业“风向标”的新产品。
1亿航184载人无人机
亿航184无人机是一款8旋翼、4机臂的无人机,能够搭载1位乘客进行飞行,这款无人机有自动驾驶系统。184无人机目前并不会商用,而是作为公司的一种营销,亿航希望借助这款184来为Ghost系列创造更多的订单。
虽然亿航184不能立刻商用,但亿航184能够作为未来交通的一种中短途解决方案。其机身高达1.5米,重量约200kg,可载重100kg,由电力驱动,续航时间达23分钟,续航速度为100KM/H。此外,亿航184支持自动驾驶以及一键起降,根据官方的介绍,系统会实时采集分析飞行全程中来自各种传感器的各项数据,重新规划路径,从而保证将乘客以最快速、最安全的路径送达目的地。
2日产全新BladeGlider概念车
日产在此次展会上推出了全新BladeGlider概念车,相比老款BladeGlider概念车该车针对细节进行了重新设计,并且融入了更多的家族式设计。全新BladeGlider概念车延续了老款车型短前轮距的锥形造型,全新的前脸造型融入了空气动力学设计,前大灯组简化为LED光带,凸显了日产V-motion的家族式设计语言。该车尾部造型十分个性,C型的LED尾灯和流畅立体的线条,使得尾部整体十分动感。
全新BladeGlider概念车采用罕见的马车式车门和1+2式座椅布局,车门开启后可向上部展开,以方便驾驶员和后排乘客进出。该车的三个运动座椅还配备了四点式安全带,彰显其运动定位。动力方面,全新BladeGlider概念车采用纯电动驱动,而且还配备了五块220千瓦的锂电池,来为两台130千瓦电动机提供电力,分别驱动两个后轮。新车0-100km/h加速时间小于5秒,极速超过190km/h。
3松下带来了“未来生活”
松下也为我们带来了与众不同的科技、创新解决方案,并以“Cross Value Solutions for Smart City”为主题,在1576平方米的超大空间中,为我们展示了“智能出行”、“智能娱乐”和“智能家居”等生活场景。
松下“智能家居”展区将松下的“DNA”家电事业展示得淋漓尽致,让本次参观者印象深刻。松下将未来3-5年后大众生活中,最关心的、可互动的主空间以及相连家电、服务于客厅和餐厅的情景进行了逐个展示,并提出了“让内心充实的生活”的解决方案。
4三星新款CH711量子点曲面显示器
三星在展会上准备了游戏体验区,赫然摆放着数台三星新款量子点曲面显示器CH711。一步一景,一景一世界,三星吊足了参观者的胃口,也几乎满足了所有参观者的爱好和需求。新款CH711量子点曲面显示器在设计上充分考虑到游戏玩家的需求。有27英寸和31.5英寸两种规格供选择,拥有1800R的曲率和178度的超宽视角,让您在房间中的任何位置都能够看到清晰的内容。这些特性再加上125%的sRGB色彩覆盖和2560×1440的WQHD分辨率,三星CH711为纤毫毕现的色彩画面设定了新标准。
TCL携旗下多媒体、通讯、通力等多产业集体发力CES,智能科技产品引发高度关注。TCL高端副品牌XESS创逸首次在国外亮相。就在CES开展前夕,TCL多媒体率先在拉斯维加斯召开“This is SMART TV”全球新闻会,其高端副品牌――XESS创逸电视两款新旗舰产品X2、X3。两款新品搭载最新的超薄和无边框技术,实现曲面6.9毫米、平面7.9毫米的超薄量子点电视设计。同时,TCL还在CES展会展出了两款全球领先的概念产品,分别是3.9毫米极薄的量子点曲面电视和全球首台搭载LED封装量子点技术的产品。
6联想推出VR头显
联想推出的这款VR头盔不再是像滑雪眼镜一样紧贴在脸上,而是在额头下方。这种佩戴方式不仅非常舒服,还开启了VR头盔翻转功能的新大门,这个功能让戴头盔的日常更加轻松。
如果戴着VR头盔,你想要寻找一副耳机或者接个电话,其实还挺痛苦的。联想VR头盔有一个非常方便的功能,头盔上有一个铰链,可以将显示器外壳轻松地上下翻转。头带后部有一个棘轮紧线器,保证头盔可以稳定地靠住后脑勺,并紧贴在你的额头上。与其他头盔相比,联想的VR头盔显得非常小巧,体积上跟Gear VR相似,比PSVR和Vive都小。
7Nidec机器人马达技术
Nidec展出了旗下的马达技术,据介绍称其将是未来许多产业的关键设备,包括电动车、无人驾驶飞机、机器人。同时工作人员表示,到2050年地球人口将会达到90亿人,而会有270亿个机器人在工作,超过总人口数量的3倍。
本次CES能力风暴携旗下近20款教育机器人产品亮相,吸引了众多参观者的兴趣。作为“暖萌”机器人,教育机器人移动系列奥科流思以圆圆的外形和超暖的功能设计备受参观者的喜爱。本次能力风暴新品教育机器人移动系列奥科流思4号、5号专门根据女孩子的审美特性所推出,粉嘟嘟萌萌的样子搭配上可爱的外形,让现场女参观者爱不释手。据能力风暴给出的数据,其旗下教育机器人活动中心Abilix home的男女学员比例约为6:4,机器人小“迷妹”们不亚于男孩子。当然它并不只是一个暖萌机器人,教育机器人移动系列奥科流思不但是世界领先的移动机器人,更配备旋风吸尘系统,青少年可以运用自己的智慧设计出更聪明的程序,用自己的奥科流思帮妈妈清扫房间。
9优必选商用服务型机器人Cruzr
优必选集中展示了多款机器人新品。一款名为Cruzr的商用机器人加入了语音识别,可以实现交流和引导功能,将被用于企业和社会公共服务。 而继之前充满中国风的喜年狮机器人获得苹果青睐进驻Apple Store后,此番优必选又为苹果定制了酷似瓦力的机器人“Tankbot”。而在国外大火的乐高积木也被优必选玩出了新花样,名为Jinu的积木机器人与时下备受关注的STEM专业结合,不仅会动而且支持编程,为儿童STEM教育提供了新的选择。
10 RazerProject Valerie 三屏游戏本
此次雷蛇有备而来,其展出了黑科技产品――三屏可折叠游戏本原型。Project Valerie的最大亮点是它的3块17.3英寸4K IGZO显示屏。当打开笔记本时,2块侧显示屏会从主屏幕中自动滑出,无需进行任何手动调节。全铝合金机身,3.5kg的体重,2.2cm的机身厚度,都让它显得格外轻盈和有型。同时内部的四核i7和GTX 1080也可以让它轻松运行任何游戏。
雁群排成整整齐齐的人字形,目标一致地向前飞着,它们在天空嘹亮地叫着,好像在庄严地宣告它们的队伍是整齐的,它们的目标是明确的。
大雁的身体构造很像小船,一双带蹼的脚,像是两把船桨。扁平的嘴有锯齿状的缺口,便于切断植物的嫩叶、幼茎和淘食水生植物的块根和种子。
你看南雁掠过,我等北雁归来。
(来源:文章屋网 )
哀
无奈
凤凰台
长袖弄摆
怨愁千万载
唯恐卿心难猜
拂青山杨柳依在
刀光剑影白雪皑皑
红梅千万装点伊徘徊
战火烽烟淡望天边云海
我心悠悠念君心中埋
南飞大雁撩子衣带
锦书一句知忧哉
翩然归去无骸
叹踱步归来
梦里花开
彼岸外
——题记
我是天生的旱鸭子,不会游泳,更别说畅长江了。
长江,是水;黄河,是水;天河,亦是水。否则牛郎织女怎么会游不过天河而相聚呢?
我喜欢李清照的词,温柔淡雅的愁绪,寄情于水,赋思念于大雁,捎给愿去的故人。长江边的等候,是凄美的绝唱,唱出那凌乱刘海下,词人淡淡的忧伤。
刘海本不乱,只因心不静。每日清晨梳妆打扮,只盼良人归。望断长江水,却只等来“雁字回时,月满西楼”的惆怅。淡淡烟雨淡淡愁,淡淡浓妆上西楼。望断美人泪。一日复一日的等候,看着一个个渡口,一个个希望成了一个个绝望,终究等不到良人的归音。
痛,撕心裂肺的痛,痛过之后却用坚强把昔日的绝望变成今日等待的满怀希望。古人云,女人如水。如水的女子却此般坚毅,为心中的执着和那一份思念筑起高堤,围住自己的眼泪。
“只恐双溪蚱蜢舟,载不动许多愁。”风住,尘之花香,依旧;雨飘,心之埋葬,已然。有意游双溪,无心载愁思。浅浅双溪上轻轻的蚱蜢舟,承载着淡雅词人,被风吹过麻木地飘向远方。吹掉了船舷的尘埃,却吹不动凝重的刘海。
“花自飘零水自流,一种相思,两处闲愁。”丈夫已然辞别,独上西楼,孤苦守候。日日夜夜,岁岁年年,花开花败,大雁南飞北归,却依无良人暧昧。
偶有流星滑落天际,便慌忙许下“良人归”的心愿。接下来依旧是长久的等待,等到朝晖变斜阳,罗裳换棉衣,已是泪洗浓妆,粉流满面。洗掉了胭脂,却抹不掉岁月刻在眼角的伤痕,更带不走满心的愁绪。
“才下眉头,却上心头。”每晚睡却之后,紧锁的眉头渐渐舒展。梦中与良人相会,携手并肩,欢笑走过长江畔。乍一惊醒,依然只是独身一人。
等待良人归来那一刻,眼泪为你唱歌。
后记: