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关键词:城市轨道交通企业 资产管理 一体化信息平台
城市轨道交通企业是以地铁、轻轨、磁悬浮等城市轨道工程项目规划设计、建筑安装、运营服务为主业,兼顾轨道沿线及周边的通信、广告、房地产等多元化业务开发的大型企业集团组织。作为资产密集型企业集团,不仅资产种类繁多,分布广泛,而且资产变动频繁,资金比重大,因而,围绕资产管理,以现代企业EAM为核心,构建包括资产前期管理、运营管理、维护维修、更新改造、报废清理的资产全寿命周期管理的一体化信息平台,不仅能够实现财务管理与业务运作的整体协同,而且能够帮助企业实现资金、实物、技术的规范管理和高效运作,实现资产管理的高效决策、管理和执行,成为引领及支撑企业发展的持久驱动力。
一、城市轨道交通企业资产管理的特点
城市轨道交通企业资产,是指城市轨道交通项目建设和运营过程中,以及多元化事业开发过程中形成的实物资产,包括企业集团所有的或占用的全部基础设施和设备物资,如企业经营管理使用的房屋、建筑物、基础设施、交通运输设备、办公设备等一般资产,轨道线路、站、场、车辆、机电设备、备品备件、维修、检测设备等轨道交通专用资产,企业集团进行多元化开发业务形成的资产。由于行业的特殊性,城市轨道交通企业不仅资产种类繁多,分布广泛;而且变动频繁,资金比重大,呈现出与一般工业企业不同的特点。
(一)资产种类繁多
除了一般企业都具备的生产办公、交通运输设备及房屋建筑物以外,城市轨道交通企业还拥有许多专用的固定资产和物资。尤其是“投资、建设、运营一体化”模式的城市轨道交通企业,仅仅轨道交通运营项目,就经营管理着13个大类的固定资产和29个大类的物资,固定资产管理涉及轨道线路、机车车辆、车站设备、供电系统、通信设备、信号设备、自动售检票系统、给排水系统、环境监测及预警系统、消防系统等多个门类,此外,还拥有多元化开发的经营性房产、商铺、广告等资源性资产,可以说资产的种类多种多样,数量繁多。
(二)资产分布广泛
与一般企业不同,城市轨道交通企业具有典型的公众服务特征,轨道交通线路延伸到哪里,固定资产就分布到哪里,因此城市轨道交通企业的大部分资产如线路、机车车辆、站场等,分布在城市的不同地点,分布区域十分广泛。
(三)资产变动频繁
随着城市经济的发展、人民生活水平的提高,居民畅通出行的要求愈加迫切,城市轨道交通网络的建设保持快速增长的规模,不仅每年都有大量基建项目开工或竣工投产,新增资产的管理增加了相当大的工作量,而且,由于安全生产和技术升级等方面原因,原有的一些固定资产需要大规模的更新改造,因而,企业实物资产新增、变动频繁,特别是固定资产的附属附件,因日常维修维护业务而变动更新更加频繁,增加了资产管理困难。
(四)资产资金比重大
城市轨道交通企业固定资产的购建支出和运行支出所需的资金数额巨大。即使在项目耗巨资建成投入运营之后,一方面,按照一定的规程对轨道交通固定资产进行检查和维护,是城市轨道交通企业重要的日常任务,为了达到安全运营的要求必须投入大量资金,另一方面,由于科学技术的不断进步和城市发展的要求,城市轨道交通企业固定资产常常需要更新改造,也要求投入大量的资金。因而,资产管理水平的好坏,实质上反映着城市轨道交通资金运营水平的高低,直接关系着企业投入产出效益大小。
二、城市轨道交通企业资产管理信息化的发展
现代资产密集型企业,愈来愈多地应用EAM系统,并由此开始了企业的资产管理信息化进程。EAM(Enterprise Asset Management),是现代企业资产管理信息系统,管理资产从设计、采购、建造、安装调试、运营管理、维修维护、大修、更新改造、折旧及价值补偿直到转让报废的全生命周期,其核心是运用现代信息技术(IT)提高资产的运行可靠性与使用价值,降低维护与维修成本,提升企业管理水平与人员职业素养,加强企业核心竞争力。EAM在电力、电信、石油、石化、交通运输等资产密集型领域得到广泛应用,以伦敦、巴黎、新加波等世界著名地铁公司普遍应用EAM,我国北京、香港、上海、广州等城市轨道交通企业正在实施或深化EAM应用。
国内已经实施资产管理系统软件的城市轨道交通企业,基本采用国外的软件,主要有美国Infor公司的企业资产管理D7I、美国IBM公司的Maximo资产管理解决方案、瑞典IFS公司的企业资产管理系统、德国西门子的BFS++等。经过多年的信息化发展和积累,多数城市轨道交通企业资产管理跨过了“部门级”的系统应用,形成了多条纵向应用的体系。由于以往网络信息技术的限制,他们大多没有进行信息平台的整体规划,而是通过点对点的方式进行系统集成,呈现出多种异构系统,形成众多的“信息孤岛”,主要存在如下问题。
(一)没有统一的资产管理平台,缺乏轨道交通项目规划设计、工程施工项目等资产前期管理系统集成,缺乏资产全生命周期的一体化管理系统,呈现资产多头数据源,存在信息孤岛,规划设计的技术知识不能有效传递与继承,资产构建与资产维护维修技能相互分离,再加上数据统计口径不同,形成企业财务账面资产和业务占用实物资产对账困难;
(二)资产管理相关子系统之间没有集成,形成众多“信息孤岛”,资产的规划设计、工程项目、资产运营等相互分离,采购单位无法获取完整准确的设备物资技术指标,常常导致采购的设备物资(备品备件)无法使用,既造成资金占用,又造成设备维护延期,甚至造成设备损坏,影响生产运营。
(三)进入二十一世纪以来,伴随着国内城市轨道交通的快速发展,经营城市的理念逐步确立,客观上要求城市轨道交通企业资产管理信息系统在应用的广度和深度上,不仅跨行业――轨道交通、通信、广告、房地产、商业经营等等,而且跨单位、跨部门――轨道企业、财政、金融、建设、安全等企业单位与政府主管业务部门,并且,伴随着信息技术进步,基于城市轨道交通资产管理的人力资源、财务管理等信息系统的一体化集成应用逐渐成为大势所趋。
三、城市轨道交通企业一体化资产管理信息平台的技术与实践
资产管理系统(EAM),是资产管理理论和现代信息技术发展相结合的成果,20多年的发展历程中,管理理论创新与实践层出不穷,至今,EAM已经发展到了企业级的整体协同、一体化应用阶段,并逐步向企业、政府、社会整体协同应用方向发展,从理论到技术,为城市轨道交通企业资产一体化管理信息平台建设打下了重要基础。
(一)《与时俱进的设备管理与维修》一文中分析了CMMS(Computerized Maintenance Management System,计算机维修管理系统)的发展历程,说明了设备维修管理的进展主要表现在从CMS(Condition Monitoring System,状态监测系统)到CBM(Condition Based Maintenance,基于状态的维修管理),从数据库、电子表格到CMMS的发展过程,指出CMMS将从数据记录发展为网络化、分析化和智能化管理,并逐渐将来自不同领域的信息通过计算机网络汇总、综合,将计算机技术潜力发挥出来,提供更高的管理效率。
(二)香港地铁资产管理应用情况
陈建伟《设备维修管理系统在地铁运营管理中的应用》介绍了轨道交通行业维修管理系统的构成,点明了维修管理系统的核心内容:设备维修管理系统以设备台帐为基础,通过设备预先定义的预防性维修策略自动生成维修计划,并对维修计划及所需资源进行合理安排,生成预防性维修工单;对发生故障设备创建故障工单;根据工单进行检修/维修作业;作业完成后,获取工单的故障、成本等相关信息,并对维修活动及维修成本进行分析。文章最后指出:希望未来有一个符合国情、专门针对轨道交通行业特点的设备维修管理解决方案。
(三)基于SOA架构的EAM系统集成的应用
在《基于SOA架构的EAM系统集成的应用》一文中作者提到,随着企业信息化的迅猛发展,对EAM系统和相关专业系统进行无缝集成的要求愈来愈高。企业需要构建自己的信息化管理平台,以便进行信息共享与集成,不仅同现有的系统和数据库进行数据交互,还要同许多异构系统进行数据互访。文章提出通过SOA(Service-Oriented Architecture)技术来构建EAM系统平台,提高企业资源系统信息共享的敏捷性和动态性,为大型企业集团构造信息化平台提供信息资源整合解决之道。通过引入SOA技术,使得EAM平台构建更有效地配置设备、人力、工具及其他资源;更容易建立科学的指标体系,有效控制设备维护及维修费用;并且建立企业自有知识库,提供企业决策及分析所需的信息资源;解决信息孤岛问题,建立统一框架,兼容未来的应用。
(四)广州地铁一体化资产管理实践
广州地铁一体化资产管理信息平台的建设,将实现从“设备运营为核心”向“资产运营为核心”的管理战略转变,有效地实现生产运营过程中各个环节信息的透明度和一致性,避免在运营过程中出现信息和系统的脱节,形成统一的资产数据标准,在部门之间搭建信息化桥梁,使其信息实现智能化的双向互联互通,从根本上规避信息孤岛和部门之间信息沟通不畅的企业发展瓶颈。
四、郑州轨道交通一体化资产管理信息平台概述
郑州市轨道交通有限公司于2008年3月注册成立,根据国务院批复同意的《郑州市城市快速轨道交通建设规划》(2008-2020),郑州市远期轨道交通线网方案由6条轨道交通线路组成,将形成“三横两纵一环”的线网结构,全长202.53公里,概算静态投资逾1000亿元人民币。郑州市轨道交通有限公司按照《中华人民共和国公司法》建立完善的企业法人治理结构,通过市场化运作,努力形成投资、融资、建设、运营等方面的良性循环,降低财政风险和负担。因而,从公司成立伊始,就决定高起点创建企业资产管理信息系统,并通过广泛调研,确定了郑州轨道交通一体化资产管理信息平台的建设目标。
郑州轨道交通一体化资产管理信息平台,以企业资产管理系统(EAM)为核心,融合“集中管理,协同商务” 的信息化理念,目标是:利用一个平台,融合多个系统,实现数据共享,将围绕企业资产的规划设计管理、工程项目管理、存货核算、成本管理、应收应付、固定资产、人力资源、合同管理、资产设备管理、物资管理、质量管理、资金管理、预算管理等管理模块的业务数据和财务数据一体化处理,实现资产管理的业务运作与财务管理的整体协调,实现动态的资产管理一体化应用,实现资金、实物、技术的规范管理和高效运作,实现资产管理的高效决策、卓越管理和强力执行。
郑州轨道交通一体化资产管理信息平台作为基于多组织架构的企业应用运行平台、基于模式化的开发平台、开放的系统集成平台及统一的系统管理平台,是建立在 Java 语言所提供的强大功能的基础上开发的,采用基于 B/S(浏览器/服务器)多层结构的方式来运行,不仅最大限度地方便部署和维护资产管理各相关软件系统,而且,能够有效降低目标系统的总体拥有成本。
郑州轨道交通一体化资产管理信息平台,将着眼于企业资产管理战略,立足于企业资产管理现实,采用面向服务的架构来设计应用模式、系统架构、IT管控体系、总体解决方案,使资产管理信息平台成为建立在确保轨道公司集中管理基础上的统一、规范,成为引领及支撑企业发展的持久驱动力。
参考文献:
[1] 李葆文,与时俱进的设备管理与维修 2002,ISSN:1001-0599
关键词:轨道交通 运营组织 变革
中图分类号:U239 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(c)-0211-02
上海轨道交通事业已经发展了近30年,其运营组织拥有众多特色和经验,值得我们探索与研究。上海轨道交通在成立之初以及在日后的发展过程中,通过不断努力和探索,最终成为城市公共交通的枢纽。任何一种运营模式有其优点,也会有其弱点,重要的是它必须符合社会与企业的发展要求。先进运营组织理念不是一成不变的,而是发展变化的,需要去努力探究。多年来上海轨道交通运营组织体系结合时展,尝试创造更高的社会价值。
1 概述
1.1 研究背景
在拥有两千万人口的上海,城市轨道交通已经成为公共交通运输系统中重要的组成部分,以其快捷、高效、方便、安全的特点,吸引着越来越多的市民与慕名而来的乘客。城市轨道交通亦不同于其他公共交通系统,技术含量高、专业部门众多、系统相对封闭等特点带来了运行组织与多部门协调的困难。
1.2 研究意义和目的
旨在运营期间能以优良的管理、周到的服务,按照企业运作要求管理好企业,组织轨道交通正常运营,并且做好固定资产的管理,安排下属部门做好客运服务,牵头开展各设备系统的维护和检修,从而创造较好的经济效益和社会效益。
1.3 研究方法和框架
研究框架和研究方法的对象完全是按照原有与现有的各个轨道交通(或称地铁)运营组织部门发展历程与当时处境进行叙述与剖析,首先给出想要研究以及叙述的社会问题,然后试图回答所要研究或所要解释的问题。比如:为什么地铁的运营组织需要那么多次改革,为什么需要分权等等,以上这些问题看起来非常不一样,没有相互的联系,但研究这些问题的基本分析框架却可以是一样的。基本上由以下五个步骤组成:(1)社会环境,(2)发现并尝试解决产生的问题,(3)初步解决,(4)后续影响,(5)进行评估比较,提出设想。
2 上海轨道交通运营组织的产生
2.1 社会发展与规划催生新的交通系统
2.1.1 上海轨道交通的诞生
早在1956年8月,上海市政建设交通办公室向市人民委员会提交《上海市地下铁道初步规划(草案)》,上海地下铁道建设开始提到市领导的议事日程。1958年8月,上海市地下铁道筹建处成立,同样以“平战结合”的功能要求,对上海地下铁道开始规划设计、方案论证和试验研究。1960年2月,上海市隧道工程局在浦东塘桥开始作盾构掘进试验。1964年后,上海市委决定结合战备在地铁规划线上的衡山路段与漕河泾地区实施地铁扩大试验工程,但由于种种历史和技术原因终止。
随着80年代上海道路交通问题的日益突出,市民出行与道路承载能力的矛盾日益显著,新的城市规划也迫切需要长距离、大运量的运载交通工具――即城市南北快速交通系统,因此轨道交通再次被提上议事日程。终于在1985年,上海市地铁公司成立,接替上海市地下铁道筹建处进行地铁工程项目可行性研究。1986年,市政府向国务院上报建设新龙华至新客站地下铁道的请示报告,随即批准立项。1988年,国务院批准工程可行性研究报告,同时成立上海市地铁工程建设指挥部,组织实施工程建设。1989年,中德(当时的联邦德国政府)双方正式签署了地铁专款贷款协议书。1990年国务院正式同意,上海轨道交通――地下铁道工程(即今锦江乐园至上海火车站)开工兴建,全长16千米,设车站13座(地面车站2座、地下车站11座),在线路南端的新龙华设车辆段(后为东亚最大的梅陇基地)。建设规模按高峰小时单向通过能力6万人次设计,采用大容量8节编组的电动客车,最高限速80公里/每小时,2分钟间隔运行,并且建设标准参照80年代建成的香港和新加坡地铁模式,达到80年代中期国际水平,于1993年起试运营。
2.2 由政府组建的轨道交通运营组织
当时的上海地铁总公司实际上与上海市地铁工程建设指挥部是“一个班子两块牌子”,上海地铁总公司承担实际运营责任,并且由总经理负责,其下设总调度所,直接接受总经理指挥,在日常运营中代表总经理实际控制协调地铁运营,各部门的各项运营业务直接接受总调度所以及所下属调度室的指令,而一线的运营信息直接上传至总调度所,因为管理层次少,所以信息速率很高。
总调度所下设行车、客运、环控、电力、票务、施工统计等专业调度负责专业事项,同时设有技术部与所部,负责专业拓展与技能审核,并且在日常工作中对其他部门进行工作协调与业务管理。
2.3 运营组织的目标
当时上海地铁总调度所目标就是:监督、监控各个车站与列车的实际运营情况,编制列车运行图,签发调度命令,并且在故障状态下进行人工干预,协调审批夜间维护施工,维持地铁系统的日常运营。
2.4 运营组织对社会问题的初步回应
上海地铁的建成使得上海城市规划得以实现,原本在60年代只是镇的徐家汇得到迅速发展,扩建成为了城市副中心,地处闵行的莘庄成为了人口最多的镇,中山公园发展成为十大商业中心之一,地铁1、2号线改善了城市内部的交通环境,市民出行得到了便利。当时的运营组织主体――总调度所,承担着运营安全的重要职责,在控制着全长65公里的运营线路,日均客流量接近100万人次的条件下,没有发生过一起安全责任事故,得到了社会各界的赞誉。
3 原有的轨道交通运营组织所出现的问题以及处理
3.1 行政机构对运营组织的影响
当时的上海市政府以及下属相关部门是轨道交通的运营与建设的监管方,其中上海市原交通局是主管部门,负责制定和提出轨道交通发展战略与相关配套的政策,参与编制可行性报告;原上海市计委、市建委负责轨道交通发展战略和相关政策的平衡与协调,市规划局负责组织轨道交通路网的规划和汇总轨道交通线路相关专业的规划控制,而相对应的总调度所在突况时需要将事件通报市交通局,并且接受相应行政指示。
3.2 原有运营组织的问题
3.2.1 地铁建设项目过多
由于在轨道交通大发展的条件下,作为运营单位的总调度所在实际工作中,难以有效配合审核,比如原先的地铁一号线,施工调度(计划员)需要审核安排100个以上的运营期间以及夜间的施工计划,但由于缺乏基建、电务、通讯、法律等方面的专家与部门,其对于夜间整修、扩建施工难以应对。
3.2.2 原有的以总调度所承担一切运营需求有些力不从心
地铁运营依靠多部门的协调配合,现场的实际信息虽然能够迅速地直接传达到总调度所和调度室,但是所产生的信息往往是不能够完全处理的。因为传达上来的运营信息过多,造成了信息堵塞,而调度的编制相当精简,在当时没有计算机协助的情况下来不及处理。
3.2.3 各个专业没有有效的协调
在轨道交通的整个体系中,通号、车辆、工务、客运、乘务都是专业性很强的行业,跨行业幅度较大,若出现问题,不能够即时解决,往往是治标不治本,这对于高密度、准点运营的轨道交通行业是不相符的。
3.3 运营组织的发展以及中枢的产生
2000年的改革之后,新的轨道交通运营单位组织体系经审核批准成立了网络监控中心。该中心的最高职责是确保全系统的正常运营。优点是集中指挥控制,快速协调全部轨道交通路网运能,尤其是在网络化运营的时期,高效集中统一的指挥更为重要,在必要时还是全市的轨道交通应急指挥和协调中心,这个中心除了指挥各运营线路之间的协调配合,向有关部门和领导报告外,还要协调轨道交通与其他行业之间的配合与联合行动。
这样各个线路的控制中心可以负责各条线路的运营指挥与协调,总的协调由网络监控中心负责,解决了运营需求力不从心的问题。
4 新问题的产生以及解决思路
4.1 新问题的产生
由于在实际运营管理与协调中,网络监控中心(COCC)众多相关业务的分管与执行人员只有一人,造成了既是负责人又是办事员,导致人员疲于奔命,无法有效进行系统工作的推进,也造成关键职能弱化甚至缺失,并不能体现“精简高效、专业分工、责权对等”的基本原则。
在网络化运营的今天,每条线路都有独立的控制中心,虽然用地规模、建设投资、设备成本较大,但其运营管理覆盖面积广、信息交流流畅、独立管理经验丰富、专业人才集中。在实际工作中,由于COCC对每一条线路的每一个细节不甚了解,对线路的指挥和维护工作受到一定制约,影响了工作效率,这对于“N+1”(N个线路控制中心,一个网络监控中心,网络监控中心是建立在上海交通路网发射状和环线状结合拓扑结构基础上)的格局规模是不利的。
4.2 解决思路
我们在实际工作中体会到:轨道交通的运营组织需要下放指挥权,减小管理幅度,从而提高工作效率,获得更高的效益。如果在这一方面进行分权,使线路的控制中心有足够的单一指挥权利,并且由COCC制衡与协调,那么相信在分权后更能适应网络化运营特征,充分利用基层人员与物力资源配置,完善管理体制、信息管理、有条件地精简系统,实现资源共享和综合利用。
5 结语
城市轨道交通已经成为公共交通运输系统中重要的组成部分,是城市交通系统的骨干。轨道交通以其安全、快捷、高效的特点,吸引着越来越多的市民与慕名而来的乘客。发展轨道交通是一种“战略节约”,可以说是百年大计,并且城市轨道交通运营组织亦不同于其他公共交通系统,技术含量高、运行时间长、专业部门多、资金密集度高、系统相对封闭等特点带来了运行组织与多部门协调困难。
运营组织历经风风雨雨、不断改革,逐渐成为高效、精简的组织。展望未来,由于轨道交通事业的蓬勃发展,因此运营组织的精细化分权将逐渐展现其重要性。相信在不久的将来,轨道交通运营组织将更加高效、完备,更能适应时展,创造更高的社会价值和经济效益。
参考文献
[1] 孙章,何宗华,徐金祥.城市轨道交通概论[M].北京:中国铁道出版社,2003.
[2] 苏水东.管理心理学[M].上海:复旦大学出版社,2009.
[3] 张振淼.轨道交通车辆[M].北京:中国铁道出版社,1998.
关键词:城市轨道交通;PLC技术;环境与设备监控系统
1 概述
目前,我国已经有79个城市开展了城市轨道交通规划,2020年,规划总里程将达到1.4万公里。截至到2015年底,国内城市轨道交通实现运营线路的总里程已经超过3000公里,城市轨道交通本身具有大运量、快速、准时、安全、占地面积小、环境污染少、运营成本低、舒适度高的特点,越来越受到人们的青睐。建设城市轨道交通已经成为我国大中城市解决交通拥堵,促进城市发展的有效途径。
轨道交通环境与设备监控系统(BAS)是城市轨道交通综合监控系统(ISCS)的重要组成部分,主要负责地铁建筑物内的环境与空气条件、通风、给排水、照明、乘客导向、自动扶梯及电梯、屏蔽门、防淹门等建筑设备和系统进行集中监视、控制和管理的系统。在发生意外情况如火灾、地震等能快速进入防灾运行模式,自动控制相关机电设备进入到紧急应对状态,提高列车运行的安全性。根据地铁环境自动控制车站及区间空调通风系统运行方式,降低了设备运行能耗,节约了运营成本,提高了旅客舒适度,为地铁的安全运营提供了重要保障。
BAS系统应具有智能化、可扩展、调试维护方便等特点,能实现集中控制、分散控制,应具有中央级监控系统、车站级监控系统及现场控制级设备。PLC技术在BAS系统中的应用使系统功能更加完善,实现了远程控制;增加了模块扩展功能,直接与ISCS系统连接,与其他系统实现信息共享;自动控制设备运行,降低了运营维护成本,提高了系统工作效率。
2 系统构成
由于城市轨道交通BAS系统的重要性,需要实现控制中心远程控制与现地控制相结合,智能化、自动化程度较高,提高了轨道交通运营的安全性与舒适性,其系统结构如图1所示。主要包括由控制中心OCC环控工作站,车辆段维修中心及车站(停车场)站级BAS系统,各个系统间通过光纤传输链路相连,组成总线形或环形信息传输网络,站级BAS系统向OCC控制中心工作站实时传送故障自检、设备状态信息及运行信息,并接收执行相应控制命令。信息传送速率通常为2Mbps,通过RS485接口与主机相连,BAS系统通过代计算机技术、PLC自动控制技术、软件技术实现对车站各类机电设备的智能化控制。
站级BAS系统结构如图2所示,BAS冗余PLC主控制器通过RS485接口与其他设备相连,通信协议为多点接口标准通信协议,接收BAS系统控制指令的同时向BAS系统传输设备运行状态信息。
在车站控制室内,由2台S7-400型PLC主机构成BAS系统车站主控制器,通过现场数据总线接收来自于设备的运行状态信息,接收控制中心OCC环控工作站的控制命令。
车站综合监控设备由主机、显示器、键盘、鼠标、打印机等硬件与控制软件组成,能及时接收主控制器相关数据信息,供车站值班人员参考保存。
站内数据传输网络采用主备冗余形式,增加了系统的可靠性及安全性。站内局域网采用光纤交换机构成的双以太自愈网,通信速率为10Mbps。采用光纤通信使系统的抗电磁干扰性能增强,做到了设备之间的电隔离,提高了系统的性能。
3 系统设备
3.1 PLC
控制中心OCC环控工作站控制器及车站级BAS控制系统PLC采用西门子公司生产的S7-400处理器模块。S7-400采用模块化无风扇设计,适用于可靠性极高的大型复杂控制系统。S7-400提供了多级别的CPU模块和通用功能模块,可灵活组合,自由扩展,具有运行速度高、存储能量大、I/O扩展能力强、通信能力高、诊断功能全、电磁兼容性能好、抗震动抗冲击能力强等特点,并且具有HMI服务,用户可以通过HMI服务定义源和目的地址,自动传送信息。S7-400采用STEP软件编程语言,能够实现在线编辑,就地进行被监控设备调试。
冗余模块的设计是为了系统工作的可靠性,当一套PLC设备故障时,另一套PLC设备维持工作的稳定性和连续性。
S7-400处理器模块主机通过使用MPI通信协议的RS-485接口,在不需要附加任何硬件、软件和编程的前提下建立一个MPI网络。采用FEPROM存储卡,具有掉电保护功能,不会将数据丢失。
STEP软件编程语言功能强大、使用方便其功能块图和梯形图编程语言符合IEC61131标准,共有350条指令,适应城市轨道交通BAS控制系统的要求。
3.2 输入/输出接口模块
模拟量输入/输出模块SM334和SM335主要用于连接车站空调通风系统、隧道通风系统、给排水系统、照明系统等终端监控器的连接,用于采集终端监控器数据信息,并且向终端设备传输控制指令。
数字量输入/输出模块SM232,输入输出均为16点,输入输出均为16点,额定电压为DC24V,输入电流为7mA,通过光耦合器与背板相连,采用晶体管型输出电路,有电子保护功能,主要作为控制中心OCC环控工作站控制器与车站级BAS控制系统的接口使用。
3.3 通信网
BAS主系统采用TCP/IP协议,网络传输速度为2Mbps,车站局域网采用光缆,使用MPI通信协议。符合国际通信标准要求,保证了数据传输速率。
4 系统功能
(1)BAS系统与设备之间实现集成对接,实现网络构架的标准化。(2)实现了对空调通风系统、给排水系统、照明系统、电梯及自动扶梯系统、乘客导向系统、屏蔽门系统、防淹门系统等设备的运行状态监测,有效控制机电设备的运行,节省了运营成本,提高了运营安全型与舒适性。(3)提高了运营管理水平与服务水平。
5 主要技术指标
5.1 数据传输速率
车站级BAS局域网数据传输速率为10Mbps,控制中心OCC环控工作站控制器及车站级BAS控制系统之间通信传输速率为10Mbps。
5.2 系统响应时间
控制中心OCC环控工作站响应时间小于1秒,车站级BAS控制系统响应时间小于0.5秒。
5.3 可靠性
控制中心OCC环控工作站大于十万小时,车站级BAS控制系统大于1万小时。
6 结束语
采用功能强大的PLC作为城市轨道交通BAS系统进行组网是一种可取的解决方案,提高了对环境及机电设备监控的有效性和安全性,提高了工作效率,有模块拓展功能,能够与时俱进,今后一定会在城市轨道交通其他领域发挥更大的作用。
参考文献
[1]GB50157-2003.地铁设计规范[S].北京:中国计划出版社,2003,8.
[2]王文荣,汪文功.基于施耐德PLC的轨道交通环境控制解决方案[J].智慧工厂,2009,3.
[3]陆曙东,王靖,张君.PLC在城市轨道交通FAS联动系统中的应用[J].电气自动化,2008,10.
城市轨道交通设备系统众多,覆盖面广,构成系统复杂,轨道交通屏蔽门系统作为轨道交通设备系统的重要组成部分,对于保障列车和乘客的安全至关重要。如何在轨道交通屏蔽门系统安全中应用贝叶斯网络是当前轨道交通屏蔽门系统设计关注的焦点问题。因此,探索轨道交通屏蔽门系统安全分析中的贝叶斯网络应用具有十分重要的现实意义。鉴于此,笔者对轨道交通屏蔽门系统安全分析中的贝叶斯网络应用进行了初步探讨。
1 概述贝叶斯网络的优越性
贝叶斯网络的建造是一个复杂的任务,但由于贝叶斯网络的优点较多,主要表现在五个方面,一是有效分析事故原因和后果;二是避免共模故障问题;三是减少更新时的工作量;四是系统更新仅需局部修改;五是快速进行故障诊断。具体说来,在有效分析事故原因和后果方面,贝叶斯网络可以用于不确定性的分析,有效地将事故的原因和后果分析相结合,帮助获得不确定系统的贝叶斯网络结构和数据关系。在避免共模故障问题方面,贝叶斯网络可以通过插入证据的方式,解决事件或者部件之间的共模故障问题。在减少更新时的工作量方面,贝叶斯网络可以有效地减少变量,其双向推理可以获得故障预测和诊断所需数据分析,从而在一定程度上减轻了状态空间爆炸的可能性。在系统更新仅需局部修改方面,贝叶斯网络拥有许多的近似推理定理,当系统出现更新时,通过近似解析获得相应较为客观的网络节点概率近似解,只需要根据更新进行相应的局部修改即可。此外,在快速进行故障诊断方面,贝叶斯网络的优越性不容忽视,它可以快速指出故障的最大可能位置及其对于后果的贡献概率。因此,探索轨道交通屏蔽门系统安全分析中的贝叶斯网络应用势在必行。
2 轨道交通屏蔽门系统安全分析中的贝叶斯网络应用
为进一步发挥贝叶斯网络的优越性,在了解贝叶斯网络的优越性涵的基础上,轨道交通屏蔽门系统安全分析中贝叶斯网络的应用,可以从以下几个方面入手,下文将逐一进行分析:
2.1 轨道交通屏蔽门系统安全分析
安全是城市轨道交通的重要因素。随着城市轨道交通日益快速发展,对轨道交通屏蔽门系统安全的要求越来越高,轨道交通屏蔽门系统安全分析是保障轨道交通运行安全的前提,可用于识别系统中的危险源是否在可容忍范围内。就目前而言,伴随着社会经济的不断发展壮大,传统的轨道交通屏蔽门系统安全评价方法已不适宜形势发展的要求,基于贝叶斯网络的优越性分析,在城市轨道交通的安全分析中引入贝叶斯网络的重要性日益凸显。
2.2 贝叶斯网络在轨道交通屏蔽门系统中的应用
为杜绝安全事故的发生,并达到环保节能的要求。从贝叶斯网络的定义上看,贝叶斯网络是一种概率网络,它是基于概率推理的图形化网络,而贝叶斯公式则是这个概率网络的基础。贝叶斯网络在轨道交通屏蔽门中的应用,基于概率推理的贝叶斯网络可采取以下措施,日常报警较多的设备故障在子系统环境下仍然表现出危险度较高的预警,这一分布状况与报警系统的性质及重要度相符合,表明它们受其他设备故障干扰的影响较小,维护人员在排查隐患时以故障率较高的单体设备或子系统为主。相对地,关联子系统的预警复合值的表现截然相反,不同监控类型的高频故障设备共同作用时,若关联度不强或未对关联系统及其重要设备产生干扰时,关联系统表现为低预警信号;但构成影响时,预警信号表现为更强、危险性更大。因此,通过复合预警关系,可查找关联度较强的对象,作为主要危险源监测并定期维护,有利于降低风险隐患,对运营管理人员保障安全提供决策支持。
3 结语
总之,贝叶斯网络在轨道交通屏蔽门系统安全分析中的应用是一项综合的系统工程,具有长期性和复杂性,对轨道交通屏蔽门系统安全分析而言,为了更好地应用贝叶斯网络在轨道交通屏蔽门系统安全中的作用,应深入了解贝叶斯网络的基本内涵,尤其是贝叶斯网络的优越性,以便最大限度地发挥贝叶斯网络的优越性,在轨道交通建设的初期得到较为客观的分析结果,并进一步利用贝叶斯网络能够表达潜在关联关系的特性,进而尽早发现风险隐患,降低运营风险,确保轨道交通屏蔽门的安全运行。
参考文献
[1]周丹.轨道交通车站能耗采集及节能控制系统设计[J].电子世界,2015(13).
[2]赵丽敏,杨大成.屏蔽门(安全门)接地监测技术研究[J].城市轨道交通研究,2013(08).
关键词:BRT;现代有轨电车
1概述
城市公共捷运系统是有别于普通的公共交通工具,是能够满足人们对公共交通运输大容量、快速度、高舒适度要求的新兴的公共运输工具系统。在台湾、曼谷和新加坡等地将地铁等轨道交通运输方式称作“捷运”(Mass Rapid Transit,MRT),但是随着城市的发展和需求的不同,也可能会包含一些同样具有高密度运输特性,但并非运行于轨道上的交通工具,比如在广州现在运行良好的BRT系统。所以,城市公共捷运系统应该是利用地面、地下或高架设施,不受其他地面交通干扰,使用专用动力车辆行驶于专用路线,并以密集班次、大量快速输送都市及邻近地区旅客的公共运输系统。本文主要针对地铁、轻轨、空中轨道列车、现代有轨电车和快速公交BRT等五种方式作以研究,进行综合比较分析。
2常见的捷运系统
2.1地铁
地铁是通常指地下铁路,亦简称为地下铁,狭义上专指在地底运行为主的城市铁路系统或捷运系统;但广义上,由于许多此类系统为了配合修筑的环境,可能也会有地面化的路段存在,因此通常涵盖了城市地区各种地底与地面上的高密度、大容量的交通运输系统。它必须有单独的道路;车辆由多节车厢组成,速度及加速都较快;有复杂的信号系统;并需有较高的站台上下客。
2.2轻轨
轻轨是一种电气化铁路系统,由于轻轨的机车重量和载客量都较小,列车长度、宽度都不及地铁,使用的铁轨质量也较小,每米只有50公斤,而一般铁轨每米的质量为60公斤,由此得名“轻轨”。
2.3空轨
空中轨道列车(以下简称空轨)是悬挂式单轨交通系统。轨道在列车上方,由钢铁或水泥立柱支撑在空中。由于将地面交通移至空中,在无需扩展城市现有公路设施的基础上可缓解城市交通难题。
2.4现代有轨电车
越来越多城市重新审视了有轨电车的社会价值,其投资意愿趋于明确化,相关规划正处于快速累加过程。因此,我们进行整理回顾,发现经过现代技术改造的有轨电车,已经在欧洲重新焕发生机,正在更大的范围酝酿变革。现代有轨电车系统是一种地面公交系统,采用电力牵引及轮轨走行模式。以导轨电车为典型代表,它是采用单轨--胶轮运行的系统,铺设一条轨道作为“导向轨”,胶轮行走,电力驱动,轨道仅作为导向使用,不承担承重及行走功能,列车编组有单节,也有多节车厢的设计,但是总长度一般不大于100米,是一种新型轨道交通工具,与传统的有轨电车有本质的区别。
2.5快速公交
快速公交系统(BRT)是利用现代巴士技术(如大容量、低地板、低成本的巴士和先进的光学导向巴士),在城市道路上设置巴士专用道或修建巴士专用路,再配合智能交通系统技术,采用轨道交通的运营管理模式(车站买票上车),实现接近轻轨交通服务水平的新型公共交通方式。
3技术特性比较
公共捷运系统各方式的技术特性看,五种方式都可以采用专有路权,其中现代有轨电车和快速公交可以采用部分专有路权的形式,站距都在一公里左右,车厢载客量以地铁和轻轨最大,200人左右,其他三种方式为100人左右。正常行驶速度以地铁、轻轨和空轨最快,50公里/小时左右,现代有轨电车和快速公交为25公里/小时左右。单向客运能力以地铁最高,3―6万人。
4经济特性比较
地铁平均每公里造价约为6―8亿元,造价最高,每公里造价最低的是现代有轨电车和快速公交,造价约为0.2―0.7亿元。轻轨和空轨造价居中。运营成本地铁最高,其他方式较低。建设周期地铁较长,空轨和快速公交最短。占用的道路资源现代有轨电车和快速公交较大,其他方式较小。
5客流需求及优劣势分析
地铁交通对应单向小时客流需求在3―6万人,地铁的优势在于出众的城市形象,高的运营速度,对公共交通乘客具有强烈吸引力,占用很少公共空间,对空气质量和尾气排放影响极小,但是相对而言,地铁对基础设施造价极高,需要不间断的运营补贴,非高峰期较差的收益率,开发和建设周期长,接驳服务的整合复杂。
轻轨交通对应单向小时客流需求在1―3万人,轻轨的优势在于为城市提供建立好的形象,吸引公共交通乘客,乘坐过程安静,可适用在较窄的街道。劣势是较高的基础设施造价,可能需要运营补贴,乘客运送能力受限。
空轨交通对应单向小时客流需求在1―1.5万人,空轨的优势在于不单独占用道路,沿线噪音小,环境影响小,能耗远远低于其他轨道交通工具,能够较好地适应复杂地形,能够减少拆迁量和施工期间对地面交通的影响,爬坡能力强,转弯半径小。劣势是大城市需要结合地铁等轨道交通作为线路延伸。
现代有轨电车对应单向小时客流需求在0.8―1.5万人,现代有轨电车的优势在于成本较地铁低,无需地下挖掘隧道,路面电车能减少交通意外的比率,车辆环保不排放废气,有效利用城市空间。劣势是效率比地铁低,路面电车路轨占用路面,影响道路交通流量,需要设置架空电缆。
快速公交对应单向小时客流需求在0.3―4.5万人,快速公交的优势在于相对较低的基础设施造价,往往不需运营补贴,较高的平均运营车速,容易与支线接驳服务进行整合,适中的提升城市形象。劣势是占用路面,影响道路交通流量,实施道路限制条件多。
6适用范围比较分析
地铁适用于200万以上特大城市,年GDP达到500亿元以上,认为有条件建设地铁,适用于出行距离较长、客运量需求大的城市区域,当城市单向运量达到4万人次/h以上时可考虑建造地铁交通。
轻轨适用于城市人口在100―200万人之间,年GDP达到300亿元以上时,认为有条件建设轻轨交通,轻轨交通在特大城市可以配合地铁使用,在接近或达到地铁运送能力的同时减少整体造价,单向运量达到2万人次/h-3万人次/h以上,可考虑建设轻轨交通。
空轨适合中小城市或大城市非客流主通道的城市轨道交通,适宜于中小城市城市轨道交通,亦可在大城市中作为地铁的延伸,连接到达市中心的商业圈及办公区,为医院、学校、住宅区提供联线等,单向运量可达1.5万人次/h。
现代有轨电车适用于中小城市或大城市非客流主通道的城市轨道交通,单向运量可达1.5万人次/h。
快速公交对沿线人口没有特殊要求,但BRT设置的场站附近需保持较高的人口密度,由于具有较为灵活,不仅适用于中心区,也适用于市中心以外,单向运量可达1.5万人次/h-2.5万人次/h,与中运量轨道交通运输能力相当。
7 结束语
我国城市公共交通发展远远不能适应经济社会发展和人民群众出行需要,多数城市公共交通出行比例偏低。为从根本上缓解交通拥堵、出行不便、环境污染等矛盾,必须树立公共交通优先发展理念,将公共交通放在城市交通发展的首要位置。要按照方便群众、综合衔接、绿色发展、因地制宜的原则,加快构建以公共交通为主,由轨道交通网络、公共汽车、有轨电车等组成的城市机动化出行系统。2012年6月,国务院公布的《“十二五”综合交通运输体系规划》明确提出:“根据不同城市规模和特点,制定差别化的轨道交通发展目标,有序推进轻轨、地铁、有轨电车等城市轨道交通网络建设。”