城市軌道交通“智慧”之道

文 | 本刊記者 姜紅德

城市軌道交通“智慧”之道

文 | 本刊記者 姜紅德

在高科技無孔不入的今天，南寧地鐵從規(guī)劃到施工、運(yùn)行、調(diào)試等各個階段，包括信號系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、車地通信系統(tǒng)、閘機(jī)等多個子系統(tǒng)都使用了新IT技術(shù)。

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南寧又稱綠城，是一個融合了壯族、瑤族等多個民族的省會城市，多姿多彩的民族文化風(fēng)情和民間習(xí)俗讓人流連忘返。南寧市屬于我國西南邊陲的中心，和很多東南亞國家交流頻繁，隨著這些年經(jīng)濟(jì)大發(fā)展，城市被一條條現(xiàn)代化的街道鋪滿，一幢幢高樓大廈拔地而起。今年6月份，我國少數(shù)民族自治區(qū)首個地鐵——南寧市地鐵1號線東段正式開通試運(yùn)營，整條線路全長32.1公里，建有25座車站，標(biāo)志著南寧正式步入了地鐵時代。

“半城綠樹半城樓”，10月份的廣西壯族自治區(qū)首府南寧綠蔭如蓋，細(xì)雨瀝瀝，正是一年中最好的季節(jié)?！吨袊畔⒒酚浾唠S著來自全國各地的軌道交通建設(shè)單位、設(shè)計研究院所、設(shè)備制造企業(yè)以及相關(guān)機(jī)構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)專家一起，參觀了位于南寧市中心的地鐵控制中心，實地體驗了南寧地鐵1號線，并參加了同期舉行的以“新IT·悅無線·耀綠城”為主題的前沿技術(shù)研討會。

總體感受，南寧市作為我國智慧城市試點(diǎn)之一，在城市管理、交通規(guī)劃信息化方面可圈可點(diǎn)。作為我國少數(shù)民族自治區(qū)率先建設(shè)地下軌道交通的城市，除了開通1號線之外，2號線也在同期進(jìn)行。在高科技無孔不入的今天，南寧地鐵從規(guī)劃到施工、運(yùn)行、調(diào)試等各個階段，包括信號系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、車地通信系統(tǒng)、閘機(jī)等多個子系統(tǒng)都使用了新IT技術(shù)，在國內(nèi)軌道交通行業(yè)保持了多項第一。南寧軌道交通集團(tuán)建設(shè)分公司副總經(jīng)理莫志剛介紹，南寧地鐵是國內(nèi)首個將IEEE802.11ac車地?zé)o線通信技術(shù)應(yīng)用在PIS系統(tǒng)的地鐵線路，高帶寬的車地?zé)o線通信技術(shù)在支持地鐵車廂高清視頻播放的同時，還能將全列車24路監(jiān)控圖像全部回傳，業(yè)界領(lǐng)先。同時在地鐵的云計算應(yīng)用、采用大數(shù)據(jù)技術(shù)指導(dǎo)地鐵生產(chǎn)與營銷方面也屬于國內(nèi)領(lǐng)先水平。有了新IT技術(shù)的保障，南寧市加快了向生態(tài)城市目標(biāo)前進(jìn)的步伐。

“智慧”融入南寧地鐵

近日，國家發(fā)改委、交通運(yùn)輸部聯(lián)合印發(fā)的《交通基礎(chǔ)設(shè)施重大工程建設(shè)三年行動計劃》指出：2016-2018年重點(diǎn)推進(jìn)103個城市軌道交通項目前期工作，新建城市軌道交通2000公里以上，涉及投資約1.6萬億元。可以看出，未來3～5年城市軌道交通業(yè)將會迎來建設(shè)高峰期，北京、上海等地的地鐵也面臨著多條線路升級的需求。

相對于普通交通而言，地鐵建設(shè)由于各種特殊因素，在技術(shù)要求中非常嚴(yán)格：跨線運(yùn)營要求對原來以線路為單位的獨(dú)立系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一整合，實現(xiàn)資源合理調(diào)度和減少浪費(fèi)；在云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的影響下，地鐵現(xiàn)有系統(tǒng)與新技術(shù)如何銜接順利過渡也是個挑戰(zhàn)；由于現(xiàn)有地鐵最高行駛速度已經(jīng)超過80Km/h，未來還會持續(xù)提升，而與此同時列車最短發(fā)車間隔短已經(jīng)小于2分鐘，這對行車安全提出越來越高的要求，必須要考慮如何應(yīng)對軌道交通各子系統(tǒng)日益繁忙、信號干擾等問題。

在南寧期間，應(yīng)大會主辦方、協(xié)辦方的邀請，記者對南寧地鐵1號線控制中心（指揮大廳）進(jìn)行了參觀，對新IT技術(shù)在提升地鐵運(yùn)營水平和乘車感受方面深有體會。

南寧軌道交通調(diào)度指揮大廳中，中央主屏幕和幾排辦公座位占據(jù)了大部分的空間。據(jù)控制中心負(fù)責(zé)人介紹，通過車地?zé)o線通信系統(tǒng)可以對1號線地鐵在軌列車和各項設(shè)備、指標(biāo)、人員進(jìn)行監(jiān)控，并可以進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度指揮。本次南寧1號線中采用了新華三的車載無線系統(tǒng)，包括PIS系統(tǒng)（乘客信息服務(wù)系統(tǒng)）和CCTV（視頻監(jiān)控）系統(tǒng)，其中視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為兩部分，一部分負(fù)責(zé)地鐵運(yùn)營情況的監(jiān)控，另一部分是公安監(jiān)控系統(tǒng)。

這兩套系統(tǒng)對技術(shù)方案提供商有很高的要求。首先要求系統(tǒng)提供高質(zhì)量的視頻播放；其次要求將車上的視頻監(jiān)控資料實時回傳，回傳就需要足夠的帶寬，同時按照公安部門的要求資料要被保存90天以上，這就對數(shù)據(jù)存儲的方案提出了嚴(yán)格要求。與傳統(tǒng)車載監(jiān)控方案只能上傳兩路車廂標(biāo)清監(jiān)控圖像相比，南寧地鐵將全部視頻實時回傳可將錄像在控制中心集中存儲，使得數(shù)據(jù)可靠性和存儲成本都具有更大優(yōu)勢。更重要的是，突發(fā)列車事件時，地鐵控制中心能迅速定位故障車廂位置和事件原因，使得應(yīng)急響應(yīng)速度更快。

據(jù)介紹，南寧地鐵1號線P I S系統(tǒng)在國內(nèi)首次采用IEEE802.11ac車地?zé)o線通信技術(shù)，保障了視頻的流利播放，也解決了回傳視頻監(jiān)控資料回傳的帶寬問題?！癢LAN技術(shù)成熟、穩(wěn)定、高性價比，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在國內(nèi)多個城市多條線路的信號、PIS、車廂WIFI覆蓋等系統(tǒng)中。其對車地?zé)o線系統(tǒng)的一個要求就是要做到無縫連接，而這一點(diǎn)我們已經(jīng)在過去的案例中做到了?！蹦蠈幍罔F1號線車地?zé)o線系統(tǒng)技術(shù)提供商新華三集團(tuán)交通系統(tǒng)部總監(jiān)于志宏在接受記者采訪時說。

現(xiàn)在，在南寧乘坐地鐵的旅客不僅可以在車廂內(nèi)觀看流暢的直播內(nèi)容，還能第一時間接收到新聞消息，享受愉悅暢快的地鐵之旅。南寧軌道交通集團(tuán)充分利用了新技術(shù)方案，推動了整個城市邁入智慧出行時代。

智能化，軌道交通的下一步

智能化時代，新IT技術(shù)在各個傳統(tǒng)行業(yè)是無孔不入。地鐵作為傳統(tǒng)行業(yè)的一個重要領(lǐng)域，近年來也被云計算、大數(shù)據(jù)等新概念所包圍。

當(dāng)前虛擬化和云計算技術(shù)極大的提升了IT資源的利用效率，并使新業(yè)務(wù)的上線更為便捷，能動態(tài)適應(yīng)業(yè)務(wù)處理壓力。北京、深圳多個城市地鐵都已經(jīng)在TCC、NOCC等控制中心應(yīng)用到云技術(shù)。據(jù)記者了解，其他地方的地鐵業(yè)主也都提出了云計算的方案?？傮w來說，目前云計算在地鐵行業(yè)的應(yīng)用并不算深入，很多還只是停留在虛擬化的階段。

“地鐵的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營是一個趨勢，未來一定會向云計算方向靠攏。云的核心理念是更加具有彈性，當(dāng)單個系統(tǒng)資源不能滿足要求時，通過云計算可以動態(tài)地協(xié)調(diào)其他系統(tǒng)中的IT資源進(jìn)行支撐，隨著地鐵各種系統(tǒng)的增多，云計算的效益會越來越高?！庇谥竞陮τ浾哒f。

舉例來說，目前北、上、廣城市軌道交通都有多條線路，將來可以動態(tài)地將一些閑置的資源分配到需要的系統(tǒng)上。比如某條地鐵線的突發(fā)事件視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)要做圖像比對的大數(shù)據(jù)分析，在該條線路的視頻圖像處理服務(wù)器計算能力不足時，可動態(tài)調(diào)用其他線路的計算資源滿足這一需求，這就是云計算的核心理念。同時云計算讓維護(hù)操作更簡便，過去多條線路多個站點(diǎn)都要逐一單點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)，在云環(huán)境下可以遠(yuǎn)程動態(tài)地集中對它們進(jìn)行維護(hù)，一旦設(shè)備壞了，不需要更換設(shè)備，可以直接將系統(tǒng)切換到別的設(shè)備上。

作為一條新建的少數(shù)民族地區(qū)的地鐵，南寧地鐵實現(xiàn)了新業(yè)務(wù)創(chuàng)新，通過云計算的概念，實現(xiàn)了云購票機(jī)、市民一卡通無縫對接，并可以實現(xiàn)無卡、無現(xiàn)金，通過手機(jī)APP或支付寶購票等等。目前地鐵1號線處于初建階段，2號線也已經(jīng)開工，未來隨著各種系統(tǒng)的增加，向云計算過渡是水到渠成。

隨著地鐵互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)同樣會在未來的軌道交通中發(fā)揮重要的作用。于志宏認(rèn)為，大數(shù)據(jù)在地鐵領(lǐng)域的應(yīng)用最為主要的有幾個方面：首先是針對乘客的增值業(yè)務(wù)，在開展地鐵乘客WiFi業(yè)務(wù)以后，向乘客推送一個符合其需求的精準(zhǔn)應(yīng)用或廣告所得的收益，可能會比乘客的地鐵票價高很多。但要實現(xiàn)這個目標(biāo)，最關(guān)鍵的是精準(zhǔn)了解乘客的潛在需求，這就是無線大數(shù)據(jù)技術(shù)。

其次，是針對地鐵公司生產(chǎn)系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析和利用價值。比如，通過在車輛上、隧道內(nèi)安裝物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，傳感器會監(jiān)控各種參數(shù)并將數(shù)據(jù)實時回傳，再通過大數(shù)據(jù)分析就可以判斷車輛的運(yùn)行狀況以及何時需要維護(hù)，并通知維修人員按時檢修?！耙郧拔覀兊脑O(shè)備運(yùn)維叫做故障修，就是當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障的時候進(jìn)行修理，這不可避免的造成業(yè)務(wù)中斷和收入損失，但是今天我們通過大數(shù)據(jù)分析對設(shè)備可以做到實時監(jiān)控，在設(shè)備未出問題之前就對其進(jìn)行更換或維修，我們稱之為狀態(tài)修?！庇谥竞赀@樣介紹。

開啟西南地鐵信息化新時代

據(jù)數(shù)字統(tǒng)計，截至2015年末，我國共有44個城市的軌道交通規(guī)劃獲批；有26個城市已開通城市軌道交通線路3618公里。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新IT技術(shù)的發(fā)展，智慧軌道交通應(yīng)該不會離我們太遠(yuǎn)。

南寧地鐵此次在國內(nèi)率先使用IEEE802.11ac車地?zé)o線通信技術(shù)，還部署了車站云購票機(jī)等諸多創(chuàng)新技術(shù)，使得乘客從便捷購票開始，到順利通過閘機(jī)，乘坐列車后觀看高清視頻，一路上都能體會到新IT技術(shù)帶來的諸多便利。

作為南寧地鐵P I S系統(tǒng)802.11ac車地?zé)o線通信解決方案供應(yīng)商，新華三交通系統(tǒng)部技術(shù)部部長嚴(yán)思廣對《中國信息化》表示，新華三除了在IEEE802.11ac基礎(chǔ)上開發(fā)了列車高速不中斷的快速切換技術(shù)以外，還在WLAN無線部署、優(yōu)化方面積累了豐富經(jīng)驗，比如如何分配無線網(wǎng)絡(luò)的頻點(diǎn)，避免地鐵不同系統(tǒng)系統(tǒng)之間，以及地鐵系統(tǒng)與外部無線系統(tǒng)之間的相互干擾?！澳蠈幍罔F1號線PIS系統(tǒng)采用的是5.8G頻段，和信號系統(tǒng)可以做到互不干擾。目前WLAN在地鐵中的應(yīng)用場景主要包括PIS系統(tǒng)和WIFI上網(wǎng)，為避免出現(xiàn)兩個系統(tǒng)占用一個頻段的情況，現(xiàn)有的成熟技術(shù)方案是共享一套車地?zé)o線系統(tǒng)，以劃分邏輯網(wǎng)絡(luò)的方式設(shè)置優(yōu)先級，保障主要的系統(tǒng)能夠順利運(yùn)行，其他系統(tǒng)則通過設(shè)置較低的優(yōu)先級分享這一網(wǎng)絡(luò)?！眹?yán)思廣說。

大帶寬車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)解決了1號線的監(jiān)控圖像回傳、存儲等問題，提高了軌道交通的安防水平。南寧地鐵也開啟了我國西南部地鐵信息化的新時代，為這里的眾多少數(shù)民族同胞帶來嶄新的體驗。