智慧軌道交通信息化與裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)研究

◆婁飛鵬 劉海東 李罡 鄭雷 安俊峰

智慧軌道交通信息化與裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)研究

◆婁飛鵬1，2劉海東1，2李罡1，2鄭雷3安俊峰1，2

（1.濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有限公司 山東 250014；2.山東省智慧軌道交通信息化與裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 山東 250014；3.積成電子股份有限公司 山東 250100）

為了開(kāi)展大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G等新一代信息技術(shù)產(chǎn)品、設(shè)備（軟、硬件）在地鐵領(lǐng)域的集成測(cè)試，進(jìn)而為新技術(shù)在正線應(yīng)用提供可行性技術(shù)依據(jù)，濟(jì)南軌道交通集團(tuán)籌劃搭建基于智慧城軌云平臺(tái)的信息化與智能裝備實(shí)驗(yàn)室測(cè)試平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱“測(cè)試平臺(tái)”）。以云平臺(tái)為底座，對(duì)城軌運(yùn)營(yíng)核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“FAO”）進(jìn)行測(cè)試，開(kāi)展FAO系統(tǒng)架構(gòu)與云平臺(tái)的兼容性測(cè)試及研究，以適應(yīng)當(dāng)前城軌智慧化發(fā)展趨勢(shì)。

智慧軌道交通；信息化；全自動(dòng)運(yùn)行

當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)城市軌道交通事業(yè)正處于黃金發(fā)展時(shí)期。根據(jù)《中國(guó)城市軌道交通行業(yè)發(fā)展報(bào)告（2020）》發(fā)布的信息，截至2019年底，全國(guó)線網(wǎng)規(guī)劃總里程達(dá)34850公里。2020年3月12日，中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)發(fā)布了《中國(guó)城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》，為我國(guó)今后一個(gè)時(shí)期城市軌道交通高質(zhì)量建設(shè)、智慧化發(fā)展指明了方向。隨著我國(guó)加大推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+城市軌道交通”戰(zhàn)略，城市軌道交通向著網(wǎng)絡(luò)化、信息化、智能化的方向發(fā)展。面對(duì)軌道交通新技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)，如何建立軌道交通建造、運(yùn)維與裝備技術(shù)的新模式，提高信息化水平，保證城市軌道交通安全、綠色、可靠、高效、低成本運(yùn)營(yíng)，是值得城市軌道交通相關(guān)企業(yè)思考的重要課題。

隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G、衛(wèi)星通信、區(qū)塊鏈等新興信息技術(shù)的飛速發(fā)展，京滬穗等先行城市的智慧車(chē)站建設(shè)已經(jīng)起步，智慧車(chē)站建設(shè)得到國(guó)家和行業(yè)的高度重視。依托新技術(shù)新設(shè)備，車(chē)站的運(yùn)行已向場(chǎng)景化的全自動(dòng)運(yùn)營(yíng)轉(zhuǎn)變，車(chē)站服務(wù)也隨著智能技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的成熟與應(yīng)用，逐步向靈活、多樣、便捷、智能化轉(zhuǎn)變，車(chē)站的內(nèi)部管理向科學(xué)、高效、精細(xì)化轉(zhuǎn)變，因此推動(dòng)智慧車(chē)站建設(shè)與普及也顯得尤為重要。

UITP（國(guó)際公共交通協(xié)會(huì)）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2018年底，全球已有42個(gè)城市開(kāi)通運(yùn)營(yíng)64條里程達(dá)1026公里的FAO線路，后續(xù)75%在建新線、40%的既有線改造將采用FAO技術(shù)，預(yù)計(jì)到2025年，全球采用FAO技術(shù)的線路將達(dá)到2300公里。中國(guó)北京、上海、香港等已開(kāi)通FAO線路，全國(guó)12個(gè)城市規(guī)劃、建設(shè)FAO線路達(dá)1150公里。濟(jì)南軌道交通2號(hào)線也采用了GOA4等級(jí)全自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)，并于2020年底開(kāi)通。

隨著全自動(dòng)駕駛技術(shù)的廣泛應(yīng)用，靈活的行車(chē)組織、精準(zhǔn)的運(yùn)能投放將得到進(jìn)一步提升；大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的深入，乘客行為辨識(shí)和預(yù)判能力，安防效率將得以提升；云閘機(jī)、云購(gòu)票及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)智能票務(wù)服務(wù)。未來(lái)十年，城市軌道交通還將持續(xù)新的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)浪潮，隨著常規(guī)客流量的快速攀升，軌道交通車(chē)站數(shù)量的快速增加，各類(lèi)技術(shù)裝備數(shù)量激增，信息化系統(tǒng)日益龐大，給軌道交通運(yùn)營(yíng)和日常維保帶來(lái)了巨大壓力和不確定性，對(duì)軌道交通建設(shè)、運(yùn)維及裝備技術(shù)水平也提出了更高要求，也給軌道交通建設(shè)和運(yùn)維產(chǎn)業(yè)開(kāi)辟了極其廣闊的發(fā)展空間，并帶來(lái)了良好的發(fā)展機(jī)遇。智慧賦能建設(shè)、運(yùn)維、裝備的高潮正在來(lái)臨。

為了開(kāi)展大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G等IT前沿技術(shù)產(chǎn)品、設(shè)備（軟、硬件）在地鐵領(lǐng)域的集成測(cè)試，進(jìn)而為新技術(shù)在正線應(yīng)用提供可行性技術(shù)依據(jù)，濟(jì)南軌道交通集團(tuán)籌劃搭建基于智慧城軌云平臺(tái)的信息化與智能裝備實(shí)驗(yàn)室測(cè)試平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱“測(cè)試平臺(tái)”）。以云平臺(tái)為底座，對(duì)城軌運(yùn)營(yíng)核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括FAO系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，開(kāi)展FAO系統(tǒng)架構(gòu)與云平臺(tái)的兼容性測(cè)試及研究，支持濟(jì)南地鐵相關(guān)全業(yè)務(wù)上云調(diào)試及驗(yàn)證，包括功能、性能、災(zāi)備和故障等相關(guān)測(cè)試。提供數(shù)據(jù)平臺(tái)，規(guī)范各業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)接口。驗(yàn)證數(shù)據(jù)應(yīng)用及相應(yīng)的智慧應(yīng)用，展示濟(jì)南軌道交通智能智慧系統(tǒng)研究建設(shè)成果，滿足運(yùn)營(yíng)正常培訓(xùn)及各種故障和異常情況培訓(xùn)需求，以適應(yīng)當(dāng)前城軌智慧化發(fā)展趨勢(shì)。

1 測(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 平臺(tái)架構(gòu)

城軌云平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)符合《智慧城市軌道交通信息技術(shù)架構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)范》（T-CAMET 11001.2-2019），設(shè)置主用中心、災(zāi)備中心和站段云平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為安全生產(chǎn)網(wǎng)、內(nèi)部管理網(wǎng)、外部服務(wù)網(wǎng)3個(gè)網(wǎng)域，滿足ATS、ISCS、PIS等生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)上云或在云平臺(tái)納管。在安全生產(chǎn)網(wǎng)中承載大數(shù)據(jù)平臺(tái)，用于業(yè)務(wù)間數(shù)據(jù)共享及挖掘。

測(cè)試平臺(tái)與主用中心、災(zāi)備中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一致，具備雙中心結(jié)構(gòu)，安全生產(chǎn)網(wǎng)核心交換機(jī)及防火墻均采用冗余配置、集中存儲(chǔ)方案。

為了與正式環(huán)境部署保持一致性，要求平臺(tái)軟件運(yùn)行環(huán)境應(yīng)盡量模擬正線平臺(tái)軟件實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，測(cè)試平臺(tái)VDC劃分原則與生產(chǎn)中心一致、資源分配與生產(chǎn)中心一致、IP配置與生產(chǎn)中心一致、測(cè)試業(yè)務(wù)應(yīng)與云化業(yè)務(wù)一致。

1.2 測(cè)試業(yè)務(wù)范圍

業(yè)務(wù)測(cè)試范圍如表1所示。

表1 業(yè)務(wù)測(cè)試范圍

序號(hào)專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)分類(lèi)容災(zāi)需求資源池 1信號(hào)（ATS）安全生產(chǎn)網(wǎng)應(yīng)用級(jí)專(zhuān)用 2綜合監(jiān)控系統(tǒng)安全生產(chǎn)網(wǎng)應(yīng)用級(jí)共享 3AFC安全生產(chǎn)網(wǎng)應(yīng)用級(jí)共享 4乘客信息系統(tǒng)安全生產(chǎn)網(wǎng)應(yīng)用級(jí)共享 5時(shí)鐘系統(tǒng)安全生產(chǎn)網(wǎng)應(yīng)用級(jí)（網(wǎng)管）共享 6廣播系統(tǒng)安全生產(chǎn)網(wǎng)應(yīng)用級(jí)（網(wǎng)管）共享 7集中告警安全生產(chǎn)網(wǎng)應(yīng)用級(jí)共享 8大數(shù)據(jù)平臺(tái)安全生產(chǎn)網(wǎng)無(wú)專(zhuān)用 8視頻監(jiān)視系統(tǒng)外部服務(wù)網(wǎng)應(yīng)用級(jí)（不含存儲(chǔ)）共享 9公務(wù)電話系統(tǒng)外部服務(wù)網(wǎng)應(yīng)用級(jí)共享

1.3 FAO最小系統(tǒng)架構(gòu)

按照“硬件最小化，功能最大化”的最小系統(tǒng)思想，測(cè)試平臺(tái)以FAO為技術(shù)核心，提取城市軌道交通生產(chǎn)系統(tǒng)中的核心設(shè)備和典型設(shè)備作為最小系統(tǒng)的雛形，選取功能和接口全覆蓋的最小子集作為最小系統(tǒng)的首選模型，采用功能接口全部預(yù)留和增量式的整體架構(gòu)，按照仿真設(shè)備、真實(shí)設(shè)備和信號(hào)外圍設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可模擬全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)各種運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、車(chē)輛（TCMS）、通信系統(tǒng)（包括CCTV）的接口集成和功能確認(rèn)測(cè)試。

以全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)中的核心設(shè)備和典型設(shè)備為基礎(chǔ)，以信號(hào)系統(tǒng)作為紐帶，通過(guò)與車(chē)輛、通信（包括CCTV）、綜合監(jiān)控等其他系統(tǒng)共同配合，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)需求，搭建FAO最小系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)核心系統(tǒng)間接口、全自動(dòng)聯(lián)動(dòng)功能的充分測(cè)試驗(yàn)證，全自動(dòng)運(yùn)行集成測(cè)試平臺(tái)組成如下所述。

（1）測(cè)試系統(tǒng)

信號(hào)系統(tǒng)：信號(hào)系統(tǒng)用于列車(chē)進(jìn)路控制、列車(chē)間隔控制、調(diào)度指揮、維護(hù)管理等，是保證列車(chē)運(yùn)行安全，實(shí)現(xiàn)行車(chē)指揮，提高運(yùn)輸效率的關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備，信號(hào)系統(tǒng)包含CI、ZC、ATS、VOBC和DCS等設(shè)備及相關(guān)仿真設(shè)備，完成與車(chē)輛TCMS系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、PIS系統(tǒng)的接口調(diào)試和聯(lián)動(dòng)功能測(cè)試。

車(chē)輛系統(tǒng)：車(chē)輛系統(tǒng)主要為T(mén)CMS、車(chē)載廣播系統(tǒng)接口設(shè)備及配套仿真，主要針對(duì)車(chē)輛全自動(dòng)運(yùn)行相關(guān)的部件構(gòu)建測(cè)試，模擬車(chē)輛及其子系統(tǒng)的運(yùn)行原理，完成車(chē)輛全自動(dòng)運(yùn)行控制仿真及功能測(cè)試驗(yàn)證。此部分預(yù)留真實(shí)車(chē)輛系統(tǒng)接入條件，也可使用信號(hào)仿真代替，保證實(shí)驗(yàn)室測(cè)試階段完成與信號(hào)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)的接口測(cè)試和聯(lián)動(dòng)功能測(cè)試。

通信系統(tǒng)：通信系統(tǒng)包括CCTV、廣播、PIS、時(shí)鐘等，鑒于實(shí)驗(yàn)室集成測(cè)試階段偏向接口協(xié)議測(cè)試，此部分可使用仿真模擬?；谌詣?dòng)運(yùn)行系統(tǒng)對(duì)列車(chē)狀態(tài)信息、控制命令、車(chē)廂內(nèi)語(yǔ)音和視頻信息、遠(yuǎn)程遙控信息傳輸?shù)男枨螅趯?shí)驗(yàn)室構(gòu)建仿真通信系統(tǒng)，滿足綜合監(jiān)控系統(tǒng)和通信系統(tǒng)間實(shí)驗(yàn)室集成測(cè)試要求。完成與信號(hào)系統(tǒng)、綜合監(jiān)控及車(chē)輛的接口調(diào)試和聯(lián)動(dòng)功能測(cè)試。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)：綜合監(jiān)控系統(tǒng)用于設(shè)備故障、列車(chē)火災(zāi)等突發(fā)情況下設(shè)備聯(lián)動(dòng)以及調(diào)度員突發(fā)事件處理狀況下的任務(wù)和決策過(guò)程，整合ATS、PSCADA、BAS、FAS、門(mén)禁、水位、人防門(mén)等系統(tǒng)的信息，在實(shí)驗(yàn)室完成對(duì)實(shí)時(shí)接收列車(chē)自診斷信息、列車(chē)緊急情況的檢測(cè)與監(jiān)督、防災(zāi)報(bào)警等。包括PSCADA、BAS、FAS等系統(tǒng)的信息（仿真信號(hào)），完成與信號(hào)系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、CCTV系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)的接口調(diào)試及聯(lián)動(dòng)功能測(cè)試。

站臺(tái)門(mén)系統(tǒng)：站臺(tái)門(mén)系統(tǒng)用于接受信號(hào)系統(tǒng)指令或列車(chē)司機(jī)確認(rèn)后控制活動(dòng)門(mén)開(kāi)關(guān)，全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)站臺(tái)門(mén)與信號(hào)系統(tǒng)間增加對(duì)位隔離功能，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)站時(shí)故障車(chē)門(mén)對(duì)應(yīng)站臺(tái)門(mén)不開(kāi)啟或故障站臺(tái)門(mén)對(duì)應(yīng)車(chē)門(mén)不開(kāi)啟。測(cè)試平臺(tái)預(yù)留站臺(tái)門(mén)真實(shí)接口接入條件，同時(shí)信號(hào)仿真支持模擬站臺(tái)門(mén)測(cè)試，可保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)滿足全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)要求。

（2）測(cè)試環(huán)境

仿真設(shè)備主要為信號(hào)仿真，包括車(chē)載仿真（駕駛臺(tái)仿真器、列車(chē)控制模型、TCMS仿真器等）和地面仿真（軌旁仿真器、IO仿真器、CI仿真器、ZC仿真器等），是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)動(dòng)，模擬真實(shí)運(yùn)行場(chǎng)景的基礎(chǔ)。信號(hào)仿真具備完備的功能接口測(cè)試與故障注入功能，可實(shí)現(xiàn)所有典型運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景全覆蓋，所有被測(cè)系統(tǒng)功能全覆蓋，所有被測(cè)數(shù)據(jù)全覆蓋，最終達(dá)到提升測(cè)試質(zhì)量，縮短現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)間，提高運(yùn)營(yíng)交付質(zhì)量的目標(biāo)。

1.4 資源需求

系統(tǒng)容量應(yīng)能保證單線所有系統(tǒng)進(jìn)行功能測(cè)試及互聯(lián)互通測(cè)試，或兩個(gè)系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行性能測(cè)試，系統(tǒng)預(yù)估容量如表2所示。

表2 系統(tǒng)容量預(yù)估統(tǒng)計(jì)表

系統(tǒng)名稱位置vCPU（主）內(nèi)存/G（主）存儲(chǔ)/G（主）vCPU（備）內(nèi)存/G（備）存儲(chǔ)/G（備）備注 ATS/TIAS生產(chǎn)網(wǎng)25651218000256512180000數(shù)據(jù)庫(kù)：裸金屬*2（主中心） ISCS生產(chǎn)網(wǎng)5121600256005121600256000數(shù)據(jù)庫(kù)：裸金屬*4（主中心） AFC生產(chǎn)網(wǎng)5122048200005122048200000數(shù)據(jù)庫(kù)：裸金屬*2（主中心） PIS生產(chǎn)網(wǎng)28844810000---數(shù)據(jù)庫(kù)：裸金屬*2（主中心） 門(mén)禁生產(chǎn)網(wǎng)1281925000--- 專(zhuān)用電話生產(chǎn)網(wǎng)1281925000--- 集中告警生產(chǎn)網(wǎng)48963000--- 數(shù)據(jù)挖掘生產(chǎn)網(wǎng)128256500---裸金屬*3，本機(jī)存儲(chǔ)應(yīng)>60T 互聯(lián)網(wǎng)售票外服網(wǎng)1282561000012825610000 CCTV外服網(wǎng)25651220000---視頻存儲(chǔ)<20T 公務(wù)電話外服網(wǎng)48965000--- 總計(jì)243262081221001408441673600災(zāi)備存儲(chǔ)可根據(jù)需求增加

2 設(shè)計(jì)原則

2.1 計(jì)算、存儲(chǔ)資源

2.2 網(wǎng)絡(luò)安全

網(wǎng)管部署在運(yùn)維管理網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備除接口設(shè)備外均為單網(wǎng)，接口設(shè)備與線網(wǎng)一致的冗余設(shè)置；主備中心之間，中心—站段之間，采用光纖直連方式；安全設(shè)備按照最小需求配置核心防火墻、核心NIP開(kāi)啟防病毒能力、云主機(jī)防病毒、UMA、網(wǎng)閘，不設(shè)邊界防火墻；暫不考慮標(biāo)記及安全強(qiáng)訪；站段僅用于業(yè)務(wù)系統(tǒng)匯聚。

2.3 云管、云桌面

云平臺(tái)暫不考慮多廠商平臺(tái)集成；云管系統(tǒng)均部署在運(yùn)維管理網(wǎng)；操縱終端暫定采用云桌面形式，涉安功能不在云平臺(tái)上承載，使用物理機(jī)形式。

2.4 系統(tǒng)功能

云平臺(tái)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)作為FAO相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)（ISCS、ATS、ACS、PIS、CCTV、AFC、公務(wù)電話）承載平臺(tái)，驗(yàn)證云平臺(tái)的兼容性、穩(wěn)定性，各家業(yè)務(wù)系統(tǒng)在云平臺(tái)上的兼容性、系統(tǒng)間的接口與聯(lián)動(dòng)、性能和災(zāi)備能力，以及驗(yàn)證業(yè)務(wù)系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)間接口及大數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)挖掘處理能力。對(duì)城軌運(yùn)營(yíng)核心的FAO全自動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證接口、功能指標(biāo)是否符合FAO要求，開(kāi)展FAO系統(tǒng)架構(gòu)與云平臺(tái)的兼容性測(cè)試及研究，以適應(yīng)當(dāng)前智慧城軌發(fā)展的態(tài)勢(shì)。

3 實(shí)驗(yàn)室布局規(guī)劃

實(shí)驗(yàn)室分為展廳、報(bào)告區(qū)、辦公區(qū)、設(shè)備區(qū)、中心區(qū)、車(chē)站區(qū)、會(huì)議區(qū)、待測(cè)區(qū)、運(yùn)維培訓(xùn)區(qū)、檢測(cè)區(qū)、工具間等，其中，模擬駕駛艙區(qū)是用于放置模擬駕駛臺(tái)，開(kāi)展駕駛員技術(shù)培訓(xùn)；中心區(qū)、車(chē)站區(qū)、待測(cè)區(qū)、檢測(cè)區(qū)是用于新技術(shù)軟硬件相關(guān)區(qū)域的測(cè)試。

3.1 設(shè)備區(qū)

平臺(tái)仿真、車(chē)站服務(wù)器設(shè)備和控制中心設(shè)備均上云部署?？刂浦行膶又饕芍行腁TS設(shè)備、DSU設(shè)備、大屏顯示設(shè)備等設(shè)備組成。

設(shè)備區(qū)主要是放置平臺(tái)設(shè)備，采用機(jī)柜布置方式，包括云平臺(tái)設(shè)備機(jī)柜、中心網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜、中心ATS（列車(chē)自動(dòng)監(jiān)督）測(cè)試機(jī)柜、車(chē)站ATS測(cè)試機(jī)柜、VOBC（車(chē)載控制器）測(cè)試機(jī)柜、CI（計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖）測(cè)試機(jī)柜、仿真設(shè)備測(cè)試機(jī)柜、ZC（區(qū)域控制器）測(cè)試機(jī)柜、DSU（數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)）機(jī)柜、ZC機(jī)柜等，每個(gè)機(jī)柜單獨(dú)設(shè)置空開(kāi)模塊，合理走線，提升美觀度、安全性。配備電源屏，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)測(cè)試平臺(tái)所有設(shè)備的電力供給。

3.2 中心區(qū)和車(chē)站區(qū)

車(chē)站設(shè)備層主要用于在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)搭建一個(gè)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際車(chē)站架構(gòu)一致的環(huán)境。主要包括ZC設(shè)備、CI設(shè)備。平臺(tái)仿真層主要包括軌旁仿真器，車(chē)載適配器等，用于模擬軌旁的信號(hào)設(shè)備，如道岔、應(yīng)答器、計(jì)軸、信號(hào)機(jī)等設(shè)備，以及對(duì)車(chē)載設(shè)備進(jìn)行適配控制等。車(chē)載設(shè)備層主要包括真實(shí)VOBC設(shè)備、MMI等。

中心區(qū)主要配備大屏顯示、調(diào)度工作臺(tái)等，用于事故回放、系統(tǒng)升級(jí)、維護(hù)、培訓(xùn)等，通過(guò)進(jìn)行軟件和數(shù)據(jù)的配置，實(shí)現(xiàn)所有線路的仿真測(cè)試和單一集中站實(shí)際設(shè)備的系統(tǒng)測(cè)試與集成測(cè)試，降低了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試安全風(fēng)險(xiǎn)，減少了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作量，為運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供技術(shù)支撐。

3.3 檢測(cè)區(qū)

檢測(cè)區(qū)按照檢測(cè)對(duì)象分為集成檢測(cè)區(qū)、系統(tǒng)檢測(cè)區(qū)、硬件檢測(cè)區(qū)、安全檢測(cè)區(qū)。系統(tǒng)檢測(cè)區(qū)用于單系統(tǒng)軟件測(cè)試；硬件檢測(cè)區(qū)用于硬件產(chǎn)品、設(shè)備測(cè)試；安全檢測(cè)區(qū)用于安全硬、軟件測(cè)試；集成檢測(cè)區(qū)用于硬、軟件與云平臺(tái)集成測(cè)試。

數(shù)學(xué)方法變題主要指對(duì)于同一數(shù)學(xué)問(wèn)題從不同的角度尋找不同的方法解決，常見(jiàn)的有圖形方法變題和代數(shù)方法變題。

4 實(shí)驗(yàn)室管理體系

4.1 運(yùn)行管理

實(shí)驗(yàn)室實(shí)行理事會(huì)領(lǐng)導(dǎo)下、學(xué)術(shù)委員會(huì)監(jiān)督下的主任負(fù)責(zé)制和崗位責(zé)任制，在實(shí)驗(yàn)室主任領(lǐng)導(dǎo)下自主組織開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室科研、學(xué)術(shù)活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)室主任全面負(fù)責(zé)科研、學(xué)術(shù)活動(dòng)的組織、人員聘任、財(cái)務(wù)開(kāi)支、行政管理等工作。

實(shí)驗(yàn)室實(shí)行“開(kāi)放、共享、合作、競(jìng)爭(zhēng)”的運(yùn)行機(jī)制。為保證實(shí)驗(yàn)室的正常運(yùn)行，充分調(diào)動(dòng)科技人員的積極性，在管理方面，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建立了相對(duì)完善的規(guī)章制度，對(duì)人、財(cái)、物、科研及服務(wù)等進(jìn)行全面管理。制定《重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室管理制度》《重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科技獎(jiǎng)勵(lì)管理辦法》《重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理辦法》《重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)交流與合作管理辦法》《重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研管理辦法》等一系列技術(shù)創(chuàng)新管理制度，以規(guī)范實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)行為。

根據(jù)需求，每年列支一定比例的科研經(jīng)費(fèi)用于科技創(chuàng)新工作，積極研究和開(kāi)發(fā)有利于降低建設(shè)成本、提高可靠性、提升運(yùn)營(yíng)維護(hù)效率、增強(qiáng)乘客黏度的新技術(shù)。

對(duì)科技人員的使用實(shí)行聘任制，主要依據(jù)科技人員工作績(jī)效，采取雙向選擇、擇優(yōu)聘任，與被聘任人員簽訂《技術(shù)服務(wù)協(xié)議書(shū)》，明確工作內(nèi)容。

4.2 開(kāi)放交流

實(shí)驗(yàn)室利用依托單位的優(yōu)質(zhì)技術(shù)隊(duì)伍和優(yōu)良的教學(xué)資源條件進(jìn)行相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)。建立技術(shù)推廣和咨詢服務(wù)站，充分發(fā)揮科技人才、技術(shù)和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的作用，接受訪問(wèn)學(xué)者或合作研究人員。

按照軌道交通智慧建造、運(yùn)維及裝備技術(shù)研發(fā)方向組建若干科研團(tuán)隊(duì)，依托濟(jì)南軌道交通實(shí)際建設(shè)項(xiàng)目及一流工程實(shí)驗(yàn)條件，積極吸引國(guó)內(nèi)同行業(yè)技術(shù)人才進(jìn)行交流，培養(yǎng)出高質(zhì)量技術(shù)人員和管理人員，建成國(guó)內(nèi)軌道交通產(chǎn)業(yè)技術(shù)人才研究培養(yǎng)的重要基地。

選擇一批實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力較強(qiáng)、基礎(chǔ)條件較好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，投入一定經(jīng)費(fèi)，給予重點(diǎn)扶持，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)技術(shù)平臺(tái)，面向社會(huì)開(kāi)放運(yùn)行，積極為同行業(yè)提供技術(shù)與咨詢服務(wù)。積極承擔(dān)委托任務(wù)，以承擔(dān)實(shí)施課題或橫向課題的形式，承接國(guó)家、行業(yè)、部門(mén)、地方、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)委托或下達(dá)的軌道交通產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)課題。根據(jù)我省軌道交通產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和需求，以現(xiàn)階段軌道交通行業(yè)存在的問(wèn)題及關(guān)鍵性技術(shù)難題為主要的研究對(duì)象，設(shè)立若干開(kāi)放課題，吸引優(yōu)秀人才開(kāi)展合作研究。

4.3 組織體系

（1）理事會(huì)

理事會(huì)是重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的決策機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)聘任實(shí)驗(yàn)室主任、副主任，確定發(fā)展方向和重大項(xiàng)目，審議、批準(zhǔn)財(cái)務(wù)預(yù)算等重大事項(xiàng)。

（2）學(xué)術(shù)委員會(huì)

學(xué)術(shù)委員會(huì)是重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的學(xué)術(shù)指導(dǎo)組織，職責(zé)是審議重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的目標(biāo)、研究方向、重大學(xué)術(shù)活動(dòng)、年度工作計(jì)劃和總結(jié)。由國(guó)內(nèi)外軌道交通及信息技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的著名專(zhuān)家組成，其成員由依托單位提名，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任聘任。

（3）實(shí)驗(yàn)室主任

主持實(shí)驗(yàn)室全面工作，其職責(zé)是執(zhí)行理事會(huì)制定的決策和決議，負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與發(fā)展規(guī)劃、日常事務(wù)管理，聘任各部室負(fù)責(zé)人及科研人員，組織業(yè)績(jī)考核。

（4）辦公室

負(fù)責(zé)對(duì)外聯(lián)絡(luò)、科研項(xiàng)目合同、總結(jié)匯報(bào)、驗(yàn)收與鑒定；協(xié)助重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任貫徹理事會(huì)決議精神，負(fù)責(zé)檔案管理、財(cái)務(wù)管理、人事管理、法律咨詢、后勤保障等工作。

（5）技術(shù)研發(fā)部

負(fù)責(zé)技術(shù)調(diào)研，制定軟件與信息安全測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程，執(zhí)行實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)攻關(guān)，開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)測(cè)試、驗(yàn)證研究，出具軟件與信息安全測(cè)試評(píng)價(jià)報(bào)告，輸出科研成果。

（6）培訓(xùn)交流部

培訓(xùn)交流部的主要工作包括：利用實(shí)驗(yàn)室的人才優(yōu)勢(shì)，為本集團(tuán)和行業(yè)內(nèi)其他企業(yè)培訓(xùn)高質(zhì)量的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員；負(fù)責(zé)國(guó)際國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)交流、國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家聘任。

4.4 實(shí)驗(yàn)室能力

實(shí)驗(yàn)室人員主要由以下幾類(lèi)人員構(gòu)成：

（1）協(xié)調(diào)管控類(lèi)：在單位領(lǐng)導(dǎo)下，負(fù)責(zé)具體的技術(shù)管理協(xié)調(diào)；根據(jù)科研工作發(fā)展規(guī)劃，組織籌備研究項(xiàng)目的設(shè)備等工作；制定和落實(shí)單位科研辦公室管理制度和科研辦公室管理標(biāo)準(zhǔn)；負(fù)責(zé)科研資料的歸檔管理工作；完成領(lǐng)導(dǎo)布置的其他工作。能力要求有一定軌道交通行業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)，辦公自動(dòng)化熟練應(yīng)用。

（2）平臺(tái)維護(hù)類(lèi)：主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的正常運(yùn)行，包括機(jī)房維護(hù)（電源、空調(diào)、工程等）、平臺(tái)IT系統(tǒng)維護(hù)、平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、平臺(tái)安全平臺(tái)維護(hù)等。能力要求有一定的平臺(tái)運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)。

（3）測(cè)試管理類(lèi)：主要負(fù)責(zé)研究、制定測(cè)試規(guī)程，開(kāi)展新產(chǎn)品軟、硬件測(cè)試、驗(yàn)證，輸出測(cè)試成果；相關(guān)課題科研項(xiàng)目申報(bào)。能力要求有軌道交通行業(yè)測(cè)試相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)、通信、自動(dòng)化相關(guān)專(zhuān)業(yè)。

（4）各專(zhuān)業(yè)的輔助人員。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)測(cè)試平臺(tái)，對(duì)軌道交通行業(yè)最先進(jìn)的技術(shù)及最新成果的探索性應(yīng)用，預(yù)期可以實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：一是統(tǒng)一平臺(tái)，線網(wǎng)級(jí)、線路級(jí)、站段級(jí)應(yīng)用均在一個(gè)統(tǒng)一平臺(tái)下部署，為后續(xù)的數(shù)據(jù)共享、智慧應(yīng)用提供了應(yīng)用基礎(chǔ)；二是完整的信息安全架構(gòu)，建設(shè)一個(gè)完整企業(yè)信息安全架構(gòu)，將生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)、企業(yè)管理、客戶服務(wù)等所有業(yè)務(wù)進(jìn)行全面的統(tǒng)一保護(hù)；三是整合車(chē)站的機(jī)房空間、電力、環(huán)控、消防、IT等資源，進(jìn)一步提升資源利用率、降低成本；四是提升數(shù)據(jù)的共享及利用率，面對(duì)大量基于業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)分析，能夠共享業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)的利用率提高，更好地服務(wù)企業(yè)管理；五是FAO核心技術(shù)及設(shè)備的測(cè)試與驗(yàn)證，對(duì)按照FAO信號(hào)系統(tǒng)規(guī)范研制的信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行需求符合性驗(yàn)證。

未來(lái)五年內(nèi)，實(shí)驗(yàn)室將結(jié)合軌道交通建設(shè)項(xiàng)目完成各項(xiàng)研究?jī)?nèi)容的落地實(shí)施，保證實(shí)驗(yàn)室良好運(yùn)轉(zhuǎn)，完成科研開(kāi)發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)化等重要任務(wù)。增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的軟硬件設(shè)備投入，不斷完善實(shí)驗(yàn)室的硬件條件，完成實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)站建設(shè)工作。同時(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的人員培訓(xùn)，不斷強(qiáng)化研究人員自身素質(zhì)、增強(qiáng)自我創(chuàng)新能力。積極借鑒和吸收國(guó)外先進(jìn)的成果，為引進(jìn)、消化、再創(chuàng)新打好基礎(chǔ)。通過(guò)尋求市場(chǎng)化、合理化的融資方式擴(kuò)大對(duì)實(shí)驗(yàn)室的條件設(shè)施建設(shè)，使實(shí)驗(yàn)室最終成為具備國(guó)際一流水平的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)基地。

[1]葉彪，周晶杰，伍道樂(lè).實(shí)驗(yàn)室信息化系統(tǒng)建設(shè)研究[J].電力機(jī)車(chē)與城軌車(chē)輛，2016，39（04）：72-75.

[2]李杰，張?zhí)靾@.基于云平臺(tái)的軟件測(cè)試虛擬實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用研究[J].信息系統(tǒng)工程，2018（02）：37.

[3]胡永濤.城市軌道交通綠色信息化建設(shè)研究[J].中國(guó)工程咨詢，2017（03）：51-54.

[4]陳琦，張沖，陳靜梅.城市軌道交通CBTC信號(hào)系統(tǒng)互聯(lián)互通接口與調(diào)試[J].都市快軌交通，2020，33（04）：117-122+128.

[5]陳霄，曾凡成.TCC-PIS系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)的研究及應(yīng)用[J].科技信息，2014（02）：223-224.

[6]張毅.信息科學(xué)視角下智慧實(shí)驗(yàn)室的信息化平臺(tái)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)研究[J].齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，36（04）：21-24.

[7]中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì).城市軌道交通2020年度統(tǒng)計(jì)和分析報(bào)告[R/OL]. https://www. camet.org.cn/tjxx/7647.2021.

[8]中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì).中國(guó)城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要[R].中城軌[2020]10號(hào).2020.