城市軌道交通運(yùn)行管理

何晉吉

昆明地鐵運(yùn)營有限公司 云南昆明 650000

1 城市軌道交通運(yùn)行管理措施

1.1 應(yīng)用大數(shù)據(jù)管理

一般將RFID技術(shù)用于列車、乘客、車站、路網(wǎng)數(shù)據(jù)、固定設(shè)備等的靜態(tài)信息采集，而傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則用于列車運(yùn)行狀態(tài)、軌道狀態(tài)、鐵路防災(zāi)系統(tǒng)等動態(tài)信息采集。大數(shù)據(jù)來源于多樣的異構(gòu)交通運(yùn)輸/移動應(yīng)用場景，面向用戶的軌道交通大數(shù)據(jù)主要來源：鐵路電子客票系統(tǒng)12306，智能售檢票系統(tǒng)AFC，全球定位系統(tǒng)GPS，鐵路貨運(yùn)電子商務(wù)系統(tǒng)95306，視頻圖像采集系統(tǒng)，電子數(shù)據(jù)交換技術(shù)EDI，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)日志，基于地理編碼的社會媒體記錄，物聯(lián)網(wǎng)，各種數(shù)據(jù)記錄器，車載或軌旁的傳感器等智能基礎(chǔ)設(shè)施，交通信息服務(wù)平臺及其他移動互聯(lián)網(wǎng)，ATO、ATP、ATS列車運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，GIS、GPS、RS等空間數(shù)據(jù)庫與通信網(wǎng)絡(luò)的動、靜態(tài)數(shù)據(jù)及其元數(shù)據(jù)；這些數(shù)據(jù)大多具有可預(yù)測性、可觀測性、可調(diào)整性、可統(tǒng)計性、可計算性、可追蹤性、可控制性等特征。軌道交通運(yùn)營數(shù)據(jù)主要指軌道交通在處理與列車運(yùn)行、客流、貨流有關(guān)作業(yè)時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)是一種海量、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)化/半結(jié)構(gòu)化非結(jié)構(gòu)化/混合結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，難以利用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）處理，其生命周期可分為如下幾個階段：

（1）大數(shù)據(jù)生成。各特定領(lǐng)域會生成多種大數(shù)據(jù)，如物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)（通常與交通、城市化等有關(guān)）等。

（2）大數(shù)據(jù)的采集，預(yù)處理（數(shù)據(jù)集成、清洗、消除冗余），傳輸。

（3）大數(shù)據(jù)存儲。涉及GFS等分布式文件系統(tǒng)，NoSQL數(shù)據(jù)庫，云技術(shù)等。

（4）大數(shù)據(jù)產(chǎn)品。多源異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為同質(zhì)數(shù)據(jù)，涉及大數(shù)據(jù)處理方法與技術(shù)。

（5）云計算被公認(rèn)為是最適宜于處理大數(shù)據(jù)的方法之一，可以通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)訪問其計算資源集合，云服務(wù)器提供遠(yuǎn)程存儲數(shù)據(jù)[1]。

1.2 5G通信技術(shù)的應(yīng)用

首先，在城市軌道交通中，火車運(yùn)行得更快，并在低層或高層建筑之間通過。因此，傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)已不能滿足實(shí)際通信需求，存在通信不穩(wěn)定、通信安全水平低的問題。因此我們需要利用更優(yōu)秀的技術(shù)去保障城市軌道通信，另外，城市軌道交通因?yàn)楹芏喑鲈谳^為密閉的空間，信息傳播速度較慢，因此人們的安全仍存在較大隱患。

其次，在城市軌道交通中，為了保證列車在一定的時間間隔內(nèi)能夠規(guī)范、有效、不干擾列車運(yùn)行，一方面要保證列車運(yùn)行控制的質(zhì)量，另一方面要保證列車運(yùn)行的效率。在此過程中，需要無線通信來確定最小跟蹤間隔。在此過程中，一旦通信延遲問題發(fā)生，跟蹤時間的確定就會降低準(zhǔn)確性，從而影響列車運(yùn)行的可靠性和安全性。5G通信技術(shù)的應(yīng)用可使端到端縮短到1ms以下，很大地提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性，提高了列車運(yùn)行的安全水平。

此外，相對于4G通信，5G網(wǎng)絡(luò)下的D2D通信技術(shù)的應(yīng)用簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即通信技術(shù)D2D技術(shù)，簡單來說，就是設(shè)備到設(shè)備，即為兩個設(shè)備之間直接進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)。該技術(shù)是5G通信技術(shù)的新舉措的原因是因?yàn)樵诖酥?，任何打電話或發(fā)送文件的人都需要通過基站，并且還存在高延遲和低效率的問題。而現(xiàn)在，D2D技術(shù)可以直接傳輸數(shù)據(jù)，使得效率得到很大提升。因此，在交通軌道上使用D2D技術(shù)可以幫助實(shí)現(xiàn)列車與列車之間的通信，而不需要通過基站，使相關(guān)人員能夠?qū)崟r掌握列車的位置及運(yùn)行。此外，D2D通信技術(shù)可以縮短列車運(yùn)行過程中的通信間隔，從而提高列車控制的質(zhì)量和效率[2]。

此外，還有一個非常關(guān)鍵的因素是軌道交通有一定的空間約束，因此無線電波的覆蓋是人們快速上網(wǎng)的一個重要關(guān)鍵點(diǎn)。5G網(wǎng)絡(luò)通過無線電波進(jìn)行通信，但它具有信息量與帶寬高窄有明確關(guān)系的特征。因此，網(wǎng)絡(luò)速度的增加不僅需要使設(shè)備能夠接收高頻波，并且寬帶接收的信息量增加。5G網(wǎng)絡(luò)中有一個稱為毫米波的高頻無線電波，它可以快速傳輸信息。同時，它的缺點(diǎn)是毫米波在遇到障礙物時會減弱。因此，有必要在城市軌道上建立宏基站。但是，城市中不能建滿宏基站。宏基站較大，一個就可以覆蓋很大一片。因此，微基站是5G通信的關(guān)鍵，因?yàn)橛形⒒拘?，?shù)量多，覆蓋率更強(qiáng)，因此可以保證更穩(wěn)定的互聯(lián)網(wǎng)接入信號。因此，很容易解決人們在城市軌道上網(wǎng)的問題。

1.3 軌道安全管理措施

隨著運(yùn)輸業(yè)競爭的日益激烈，對鐵路運(yùn)輸提出了更安全、更高效、更多信息服務(wù)的要求，進(jìn)而對鐵路信號系統(tǒng)及列控系統(tǒng)提出了更高的要求。為了滿足不斷涌現(xiàn)的新需求，由于傳統(tǒng)的鐵路信號設(shè)備逐漸顯示出一定的局限性，因此向功能先進(jìn)的電子控制系統(tǒng)的過渡是必然趨勢。同時，信息技術(shù)的飛速發(fā)展使電子控制系統(tǒng)在鐵路信號中的廣泛應(yīng)用成為可能，并且在此過程中針對電子控制系統(tǒng)的使用涌現(xiàn)出大量新的關(guān)鍵技術(shù)。目前在各國鐵路應(yīng)用的軌道交通列控系統(tǒng)制式多種多樣，如中國的CTCS-0至CTCS-4級列控系統(tǒng)、歐洲的ETCS0至ETCS3級列控系統(tǒng)、日本的ATC系統(tǒng)、法國的TVM430系統(tǒng)、德國的LZB系統(tǒng)、美國的PTC系統(tǒng)、城市軌道交通的CBTC系統(tǒng)等，其主要功能包括超速防護(hù)、沖突防護(hù)、自動運(yùn)行等。通過對上述各種不同制式的列控系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行梳理分析，并加以歸納提煉分類，共分為RAMSS技術(shù)、安全控制系統(tǒng)技術(shù)、安全控制基礎(chǔ)技術(shù)、超速防護(hù)技術(shù)、沖突防護(hù)技術(shù)、自動運(yùn)行技術(shù)6個方面。其中，RAMSS技術(shù)和安全控制系統(tǒng)技術(shù)是較為通用的技術(shù)，可適用于軌道交通、航天、核能等不同的行業(yè)，主要是結(jié)合列控系統(tǒng)的實(shí)際需求和特點(diǎn)進(jìn)行裁減應(yīng)用；安全控制基礎(chǔ)技術(shù)、超速防護(hù)技術(shù)、沖突防護(hù)技術(shù)、自動運(yùn)行技術(shù)目前屬于列控系統(tǒng)的專用技術(shù)，后續(xù)也可考慮將這些技術(shù)推廣至軌道交通其他專業(yè)甚至是軌道交通行業(yè)之外的其他行業(yè)。另外，人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動應(yīng)用等智能化技術(shù)也可以廣泛應(yīng)用于軌道交通信號系統(tǒng)的各個方面，但是因?yàn)樯鲜黾夹g(shù)目前在列控系統(tǒng)中的直接應(yīng)用尚不廣泛，暫不納入關(guān)鍵技術(shù)樹[3]。

2 結(jié)語

我國不僅是一個人口大國還是一個科技大國,所以我相信對加強(qiáng)城市軌道交通運(yùn)營的安全的方式,我們會研究出更先進(jìn)的技術(shù),生產(chǎn)出更實(shí)用的設(shè)備,來完善我們的安全管理制度,營造出更加完善,功能更完美的安全管理模式。