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引言
隨著我國國民經濟持續穩定向前發展,工業化進程加快,致使我國城市化速度不斷加速,城市規模急劇擴張,人口飛速增加。居民出行頻繁導致客運需求急劇增長。發展城市軌道交通不僅能有效改善城市的交通環境,而且還有助于城市建設和經濟的發展。為了保證建成后的軌一道交通能安全.高效的運營,就必須建立可靠的.易擴充的.獨立的通信網,傳輸和處理軌道交通運營所需的各種信息。
1.我國城市軌道交通通信技術現狀分析
為實現城市軌道交通列車運行的安全.可靠.準點.高密度和高效率,列車運營的集中統一指揮.行車調度自動化和列車運行自動化,城市軌道交通系統必須配合專用的.完整的.獨立的通信系統。城市軌道交通專用通信系統,根據目前在國內9個城市建設中的情況匯總按其功能來分為:
1.供一般公務聯系用的自動電話通信子系統;
2.直接指揮列車運行的專用通信子系統;
3.向乘客報告列車運行信息的廣播顯示子系統;
4.用于監視車站各部位.車流情況及列車停靠.車門開閉和啟動狀況的閉路電視子系統;
5.用以傳送文件和數據傳真及數據通信子系統;
6.為通信.信號.電力等專業的設備提供統一的定時信號和時間信息的時鐘子系統;
7.為通信系統提供可靠.穩定的通信電源和接地子系統;
8.可實現公司本身的運營管理,內部各種信息快速傳遞,收集.處理以及資源共享的運營信息管理子系統;
9.為乘客提供服務的自動預售票子系統系統;
10.能將指揮中心內所有話音.數據視頻設備的布線綜合在一起的綜合布線子;
11.為監視車站及區間隧道的災害而設置的防災報警子系統(FAS);
12.為解決列車調度.人員管理.設備維修以及和公安.消防建立專線聯系而設置的無線通信子系統;
2.城市軌道交通通信系統關鍵技術分析
2.1通信系統傳輸框架設計
傳輸系統組成2.SG的MSTP保護環路,為各個車站與控制中心之間,以及各個車站之間提供了2M業務與10M/1OOM業務的總線型或點對點的傳輸通道。各個子系統利用這些傳輸通道,將車站設備與中心設備連接在一起,實現系統的整體功能。
1)公務電話系統各個車站的模擬和數字電話業務通過遠端模塊連接到控制中心的中心交換機上進行交換后實現公務電話互通,同時中心交招中l通過與市話中繼連接,實現公務電話的外線業務。2)專用電話系統實現了控制中心與車站的語音調度通信功能可以由中心的各類調度臺直接向各站發起調度指令。3)視頻監控系統形成了車站控制中心的二級控制網絡,可以從車站或控制中心公安控制中心的控制鍵盤對車站的某一路監控圖像發起調用,將其傳送到控制中心的綜合顯示屏或車站的車控室內的監視器顯示。4)廣播系統也實現了中心和車站的二級控制,可以從車站或控制中心的廣播控制臺發起緊急廣播,同時廣播系統根據中心接收到的ATS指令解析得到車輛運營信息,在車站發起車輛到站/離站預告的自動廣播。5)時鐘系統通過中心的一級母鐘對各車站的二級母鐘進行同步,同時實時向各子系統提供時鐘同步信號。各車站的二級母鐘對車站中的各個的子鐘進行同步,供乘客正確掌握時間信息。
2.2通信接口的設計
由以上各章節的分析可知,傳輸系統是軌道交通通信系統的骨干網,既要考慮通信發展的方向,又要考慮軌道交通的安全,還要考慮軌道交通通信業務的多樣性.復雜性而對通信系統業務接口的要求,因此傳輸系統選用IPoverSDH和綜合業務接入相結合是最佳選擇。SDH是目前傳輸網絡較好的選擇,其優點是:探佳,成熟,可用性.可命性.通用性好,靈活;但它也有缺點:點對多點或多點對點的傳輸以及圖像信號的傳輸不理想。IP的技術正好彌補SDH的缺點,IP的缺點也正好由SDH完成,因而IPoverSD日是目前解決軌道交通通信系統傳輸骨干網的最佳選擇。由軌道交通通信傳輸系統的設計可以知道,在車站的以太網承載6種相對獨立的業務:SCADA業務:BAS, OA業務;乘客導乘.錄像回放.廣播音頻下載.電源監控及專用電話預留業務;AFC業務;公安業務;調度監視業務,在控制中心即要接收處理各站點的業務,同時還要能控制整個網絡,因此網管在控制中心必不可少。SDH傳輸網是由一些SDH網絡單元組成的,在光纖.微波或衛星上進行同步信息傳送,融復接.傳輸.交換功能于一體,由統一網絡管理操作的綜合信息網。可實現網絡有效管理.動態網絡維護.對業務性能監視等功能能有效她提高網絡資源的利用率,能滿足軌道交通傳輸網的信息傳輸和交換的要求,因此設計基于IPoverSDH接口實現的網絡,能夠在很大程度上滿足城市軌道交通通信系統的技術要求。
在具體的實現上,采用了!PoverSDH來傳輸多種業務,在每個車站和停車場作為信息采集節點,通過以太網接入以及PCM設備接入方式將本站點的信息通過SDH傳輸通道送至控制中心和其他中心,在控制中心將采用統一的網管來管理整個網絡是目前最佳的選擇。在軌道交通的業務中,除了由IP解決的業務外,還有很多傳統的和非傳統的實時性強的業務,這些業務的接入采用目前先進的綜合業務,接入是最佳選擇。
對于綜合業務的接入,通過選用合理的通信設備,利用標準的2M傳輸通道(G.703標準),采用PCM30/32制式,直接提供語音.數據等多種用戶接口。組網靈活,可組成點對點.鏈路.環型等網絡。具有64K交叉能力,沿途上下電路無阻塞,在沿線可根據用戶需要自由上下電路。雙電源供電,使系統安全系數更大。設備模塊化設計,可靠性高,擴容方便,節省投資。
3.軌道交通中通信技術應用
(一)城市軌道交通通信技術應用功能
通信應具有高可靠性,以保證列車的安全運行。通信應保證運營管理的高效率,確保行車調度指揮.運營管理以及為旅客的各種服務能夠高效率地進行,因此國外在城市軌道交通中都采用了各種先進的通信技術,增大通信容量等,以保證信息的傳輸.存儲.處理能高效率地進行。通信和信號系統緊密結合,形成一個高級自動化的通信.指揮.控制和信息系統。
通信與計算機和計算機網相結合,形成一個現代化的運營.管理.服務系統。通信應完成多種信息的傳輸和提供多種通信服務,除了電話語音信息的傳輸外,還有數據.圖象.監控信號 的傳輸與處理.綜合業務數字通信網(ISDN)等。多種通信方式結合形成統一的軌道交通通信網。除了站間和地區的有線電話和數據通信網外,與運行中的列車實現通信聯系,應用無線通信技術,衛星通信和移動通信,室內無線通信等與光纖通信.程控交換等相結合,形成一個多種方式和手段的通信網,它將大大提高通信的可靠性,充分發揮通信保證行車安全和提高運輸效率的作用。
(二)通信的技術類別:
按照通信的技術類別可劃分成:
1)語音通信——主要傳輸人的語音信號
2)控制信號通信——主要傳送各種控制信號
3)數據通信——主要傳送各種信息系統的數據信號
4)圖像通信——主要傳送傳真圖像信號
5)運輸調度通信——主要是控制中心調度和各站調度之間的通信聯系
(三)軌道交通對通信的使用要求
按照城市軌道交通對通信的使用要求可分成三類:
1.有關行車安全與提高效率的通信系統
1)列車自動控制(ATC)用的通信‘
2)變電所遙控(OSC)用的通信
3)風速雨量監視用的通信
4)沿線電話
5)列車運轉調度電話
6)列車集中控制(CTC)用的通信
7)傳真電話
8)防護無線電話
9)站內無線電話
10)站間行車專用電話
2.為旅客服務的通信系統
1)預售通信
2)站內旅客向導通信
3)客運調度電話
4)列車公用電話
5)值班電報
3.設備維修及運營管理用的通信系統
1)移動無線電話
2)無線呼叫
3)直通專用電話
4)沿線電話
5)傳真電報
從上述城市軌道交通應用的通信技術概況可以看出,它是一個種類繁多技術先進的系統,包含了各種通信方式和手段,沒有這樣一個現代化的通信系統實現列車的安全.可靠運行是難于想象的。
結束語
城市軌道交通中的各種各樣的運用狀況,推動著通信技術的發展,通信技術要開發各種各樣的接口來滿足城市軌道交通的實際使用。為了確保城市軌道交通列車運行的安全.可靠.準點.高密度和高效率,實現列車運營的集中統一指揮,城市軌道交通系統必須配備專用的.完整的.獨立的通信系統。
參考文獻
1.上海大型市政工程設計與施工叢書《軌道交通明珠線一期工程》上海科學技術出版社2010.8第一版
2.城市軌道交通研究《城市軌道交通研究》雜志社2011第六版
3.吳論麒主編城市軌道交通信號與通信系統北京中國鐵道出版社2009-lO
隨著信息技術化時代的到來,我國的移動通信需求也在不斷的提高。而新一代5G通信技術的出現,在一定的程度上滿足了人們對通信的需求。特別是5G通信技術在我國城市軌道交通過程中的應用,它不僅為乘客們的通話提供了便利,還在一定程度上提高了城市軌道交通系統的安全性、可靠性和穩定性,從而為乘客們的生命安全也提供了一定的保障,促進了我國城市軌道在未來科技中的穩定發展。
一、什么是5G通信技術
5G通信技術是基于4G的移動通信技術,又比4G的移動通信技術高的一種新一展的產物。在信息技術不斷發展的背景下,5G通信技術的發展也非常迅速,它為移動通信用戶之間的傳輸奠定了良好的基礎。5G通過應用各種集成技術和先進的信息技術,讓其系統效率得以提高。它在4G的移動通信技術的基礎上,又增加了信息資源的處理能力,有效降低其生產能力,充分滿足通信市場發展的需求,間接推動了新科技革命的發展[1]。在我國通信技術不斷發展的背景下,雖然5G通信技術沒有完全和正式的被應用,但它已經應用到城市軌道發展的各個方面。與4G通信技術相比,5G通信技術的設備不僅僅限于手機和平板電腦等軟件,它還包括許多便攜式的電子設備。除此之外,它與4G通信技術相比,在速度也有了很大的提高。因此,5G通信技術的發展和出現標志著我國通信技術的在世界的科技發展中又得到了進一步的提高。
二、5G通信技術在城市化交通軌道中的重要性
城市軌道交通的通信系統主要包括無線通信系統和有線通信系統。然而,在當前信息技術快速發展的背景下,在城市軌道交通中的無線通信技術的發展是非常迅速。它基本上可以實現應急救援人員的實時通信,節省一定的時間。而5G通信技術在城市軌道交通中的應用已經成為一種新的實用方法,它可以縮短信息傳輸的時間,從而保障城市軌道交通系統的正常運行。可以說,5G通信技術已經軌道交通非常重要的組成部分,它在保證信息傳輸的及時性和可靠性的同時,又在一定的程度上大大地提高了城市軌道交通系統的事故處理能力。除此之外,5G通信技術的發展,還可以建立大規模的物聯網,使用戶之間的聯系不受地域限制,人們可以隨時隨地進行通信。同時,5G通信技術在城市軌道系統運行中的應用還可以提高軌道交通的運行效率,從而促進城市軌道交通的不斷發展。5G通信技術還增加了D2D通信功能,這在一定的程度上減輕了基站的負擔,減少通信的延遲。此外,D2D通信可以降低信息傳輸功率,并為彼此靠近的用戶節省能耗。同時,5G通信技術在安全性和可靠性方面也作出了更大的改善,這更加地有利于提高城市軌道交通通信系統的性能。
三、5G通信技術在城市化交通軌道中所存在的問題
3.1沒有得到完全的應用
在城市軌道交通的應用中,雖然5G通信技術給軌道交通帶來了便利和發展,但目前5G通信技術還沒有在城市軌道的交通系統中得到完全的應用,它在城市軌道交通的應用過程中還存在很多問題。5G通信技術目前最重要的特點是節約資源和提高傳輸效率。然而,在它在城市軌道交通的應用過程中,安全性無法得到保證,尤其是在網絡信息安全領域[2]。因此,相關的科技人員應該清楚我國目前正處于資源稀缺階段,如果不讓5G通信技術在城市軌道交通系統中得到充分的應用,這將不利于我國通信技術的可持續發展。
3.2對5G通信技術的應用還不完全
目前,由于5G通信技術正處于發展階段,它在實際的應用過程中會遇到許多問題。因此,相關的人員在應用5G通信技術的時候,需要遵循循序漸進的原則,從而提高技術的應用性和可擴展性。當5G網絡發生事故時,要及時的轉移到其他設備上保持通信,從而保證列車運行的安全,讓5G通信技術在城市軌道的發展中得到完全的應用。
四、5G通信技術在城市軌道交通過程中的應用
4.1加強了列車與列車之間的通信
目前,相關的研究人員為了完善列車的控制系統,防止列車因軌道旁網絡設備故障而降級或停運,它們把5G通信技術應用到了列車的控制系統中。由于5G通信引入了端到端通信技術,它讓列車設備之間的數據通信不需要基站的傳輸。而D2D通信技術可以用作另一種冗余通信方法。當軌側網絡出現故障的時候,它可以讓列車直接相互通信,并相互報告各自的位置信息以及運行狀態信息,從而保障列車的安全運行。同時,5G通信技術還可以進一步減少列車與列車之間的通信延遲,從而縮短列車的運行間隔,它在提高列車運行效率的同時,又提高了列車與列車之間通信的可靠性。除此之外,在列車與列車的通信中,5G通信技術中信息的傳輸是快速和安全的,它可以充分建立安全的網絡連接,使信息數據可以通過終端傳輸,從而有效的實現車與車之間的信息交互,為列車的運行安全提供保障。
4.2減少了城市軌道交通系統中的故障
5G通信技術讓城市軌道交通系統的終端接入設備作為了網絡的中繼,為其他設備提供了通信鏈路,這也讓整個網絡系統不會因為個別位置的信號微弱而無法通信,從而使整個軌道交通網絡更加健壯,進一步的提高通了信網絡的可靠性。除此之外,5G通信技術還讓車輛兩端的車輛控制器能夠直接通信,而不需要通過車輛的地面網絡在兩端之間鋪設直通線路,這在一定的程度上大大地縮短了其運作系統的建造周期,為列車的后期維護工作提供的保障和便利。
4.3提高了列車軌道的可靠性
隨著5G通信技術的到來,新一輪科技革命已經開始出現和發展。它不再由傳統產業驅動,而是由高科技產業驅動。5G通信技術在城市交通中的應用是促進軌道交通更加自動化和系統化的有效措施和手段。它在城市軌道交通中的應用,不斷提高了軌道交通的安全性和靈活性。因此,在新科技發展的背景下,相關的研究必須充分利用5G通信技術,了解技術在軌道交通中的應用,從而促進我國通信技術的可持續發展。然而,跟蹤間隔是衡量列車運行控制系統性能的關鍵指標之一,更是保證氣運行效率的重要參考[3]。5G通信技術在其系統中的應用,實現了較小跟蹤間隔的基礎,提高了列車與列車之間運行的可靠性和安全性,從而為乘客們的安全提供了保障。
4.4讓列車之間綠色通信
引言
現代城市交通建設中,軌道交通建設是尤為重要的內容,這是因為軌道交通具有用地省、運能大、運行時間穩定的特點,對促進城市發展、交通發展都具有重要的意義。但是軌道交通在建設過程中也具有一定的局限性,比如城市軌道交通的地下空間較為狹小、緊張,所以不利于各類通信電纜的敷設。而通信系統對軌道交通建設而言尤為重要,其直接關系到軌道交通的運行和安全。基于此,就需要根據城市軌道交通的特點和需求,加強對通信系統建設方面的研究。無線通信技術是利用電磁波信號進行信息傳播、交換的一種通信方式,其傳播不受通信電纜敷設的限制,所以可以解決城市軌道交通通信系統建設的問題。而分析現代城市軌道交通無線通信技術與應用也顯得十分重要。
1現代城市軌道交通對通信系統的要求
現代城市軌道交通堵通信系統的要求較高,其不僅要滿足軌道交通的安全穩定運行需求,同時還需要滿足乘客對通信的多樣化需求。所以現代城市軌道交通通信系統必須要達到相應的要求,比如無線網絡系統的覆蓋面要更廣,要實現全覆蓋;車載通信系統單元要與控制基站相聯系并授權,以此確保系統信息的交流穩定性;基本的通信要保障信息的及時性和雙向信息通信的穩定性等[1]。另外,城市軌道交通通信系統中還需要包括PIS系統,以此來為乘客提供媒體服務,如視頻播放、廣播廣告等。基于此,在城市軌道交通建設中,如圖1所示,加強對通信系統的建設就顯得十分重要。
2現代城市軌道交通無線通信技術與應用措施
2.1Zigbee技術及應用措施
Zigbee技術也成為紫峰協議,是基于IEEE802.15.4標準的一種無線通信技術,其具有短距離、低功耗、低數據速率、自組織的特點,目前在各種工業現場的遙測遙控領域中都有著廣泛的應用,且發揮著重要的作用。Zigbee在室內可以達到30~50m的作用距離,如在室外空曠地帶,其作用距離可以達到400m[2]。基于Zigbee技術低功耗、低成本、低速率、遠距離的特點,也可以加強其在城市軌道交通無線通信系統中的應用。城市軌道交通備用系統電池狀態的監測對地鐵供電系統的運行起到了至關重要的作用,但是地鐵備電系統電池組數量較多,如果每個電池采用專用電纜的方式進行通信,則會造成較大的成本,而通過應用Zigbee技術就可以有效解決這些問題。在具體應用過程中,可以在每個被檢測電池組及測量端子處安裝Zigbee終端模塊,通過自組網方案,以一定數量的終端模塊作為群組,向中繼Zigbee傳輸檢測數據,最終將傳輸的監測數據上傳至檢測系統微機管理系統中,就可以對備電系統電池狀態進行有效監測,進而為地鐵供電系統的可靠運行提供保障。
2.2WiFi技術及應用措施
目前在生活生產中,WiFi技術都屬于一種非常常見的無線通信技術,其在通信方面具有較高的靈活性和可靠性,可以滿足人們多樣化的通信需求。作為一種高效可靠的無線通信技術,其也可以在城市軌道交通無線通信系統中發揮作用和價值。但是在WiFi技術應用于城市軌道交通無線通信系統實踐中也發現了一些問題,WiFi技術與列車移動電視、信號系統CBTC、PIDS乘客信息系統的同在2.5GHz頻段,所以會產生一定的干擾。對此,就需要在WiFi技術應用過程中采取一定的措施來保證無線通信質量和效率。比如在WiFi技術應用過程中,為了保證城市軌道交通通信的穩定性和可靠性,可以將WiFi頻段固定在5.8GHz,這對于減少干擾問題具有重要的作用[3]。在WiFi技術應用過程中,也可以應用PIDS和CBTC系統,這對于提高WiFi技術的整體應用可靠性也具有重要的作用。但是如果應用PIDS和CBTC系統,則需要對軌道交通系統進行較大的改造,所以這需要根據軌道交通系統的建設需求和現狀慎重實施。為了更好地避免干擾問題,也可以對WiFi技術進行創新和完善,比如可以將WiFi與地鐵的信號系統設置在不同的信道當中,以此來起到避免干擾的效果。
2.35G通信技術及應用措施
Abstract: with the China's national sustainable economic development forward, to speed up the process of industrialization, urbanization rate the modern has been accelerating, the size of city radical expansion, the population grew rapidly. Residents to travel frequently passenger demand has increased dramatically. Urban rail transit development not only can effectively improve the traffic in the city environment, but also to the urban construction and economic development. In order to guarantee after completion of the rail transit safe and efficient operation can, must establish reliable, easy to expand and independent communications network, the transmission and processing of rail transit operation all kinds of information. This paper modern urban rail transit wireless communication technology and application were discussed.
Key words: the modern city; Rail traffic; Wireless communication; Technology; application
中圖分類號: U213.2文獻標識碼:A 文章編號:
引言
隨著經濟的發展,軌道交通已成為現代化城市理想的交通工具,在我國的人口密集及經濟增長較快的幾個大城市中,如北京、上海、廣州、天津、南京等地的軌道交通發展很快。城市軌道交通是解決大城市交通擁擠的一種有效措施。目前,在我國已興起了建設城市軌道交通的。
城市軌道交通的運營離不開大量信息的交互,專用的通信系統是必不可少的,其中無線調度通信系統則是提高運輸效率、確保行車安全及應對突發事件的必要手段。城市軌道無線通信系統是一個專用性很強、可靠性要求高、接口復雜的多動能調度系統,一般包括正線無線列調、維修、公安、環境控制等系統以及車輛段無線系統。
一、當下使用的無線系統
當下國內城市軌道交通行業存在的信號和通信系統都是相對獨立的,隨后產生的新興無線通信的應用都各自成系統、相對獨立,基本都使用各自不同的無線通信網絡。而無線通信技術主要有:TETRA(數字集群)、GSM、CDMA、3G、WLAN、Wi-Fi、WiMAX、DVB-T等。前3種制式均是使用廣泛且十分成熟的無線技術,但均存在傳輸速率低、且接入公網存在安全、干擾等問題,不能滿足城市軌道交通的使用需要。DVB-T數字視頻廣播是為了數字電視信號在地面傳播而開發的,具有容量大、接入方便等特點,其技術使用于下行高速數據的傳輸,可以工作在多個頻點,減少無線頻段干擾。場強覆蓋可以采用小功率、大密度的方式,因此符合軌道交通的無線通信需求,但由于其上行速率較低,對車載CCTV不適用。
本文就3G、WLAN、Wi-Fi、WiMax無線通信技術進行論述。
1.1 3G技術
3G(第三代移動通信技術)有3種制式:TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000。國家工業和信息部已于2009年1月7日正式向3家移動運營商:中國移動、中國聯通和中國電信發放了3G運營牌照。3G能夠處理圖像視頻、音樂等多媒體形式,提供了網頁瀏覽、會議電話、電子商務等多種信息服務。多媒體業務是3G數據業務的重點,其傳輸速率要求為高速移動時能夠達到144 kb/s,慢速移動時為384 kb/s,靜止狀態為2 Mb/s,其上行速率達到幾十kb/s,但仍然不能滿足車載CCTV、PIDS系統所需速率,同時3G屬于公網應用范疇,因此不適用于城市軌道交通行業。
1.2 WLAN無線局域網
基于WLAN(無線局域網絡)的多媒體信息傳輸,基于802.11協議族。IEEE802.11a規定的頻點為5 GHz,適合于室內及移動環境,傳輸速度為1~2 Mb/s。IEEE 802.11b工作于2.4 GHz頻點,IEEE 802.11e及IEEE 802.11g是下一代無線LAN標準,被稱為無線LAN標準方式IEEE 802.11的擴展標準,是在現有的802.11b及802.11a的MAC層追加了QoS功能及安全功能的標準。
當下中國城市軌道交通都是使用WLAN的標準和技術,如果想進一步接入更多的子系統,比如VoIP電話、CCTV等,WLAN的容量和性能就會受到限制。
1.3 Wi-Fi
Wi-Fi全稱Wireless Fidelity(無線保真技術),與藍牙技術一樣,同屬于短距離無線技術。典型的CBTC是基于802.11b無線網絡規范,該技術使用的是2.4 GHz附近的頻段,最高帶寬為11 Mb/s,在信號較弱或有干擾的情況下,帶寬可調整為5.5,2和1 Mb/s,帶寬的自動調整有效地保障了網絡的穩定性和可靠性,同時也與已有的各種802.11DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum直接序列擴頻)設備兼容。其主要特性為速度快,可靠性高,在開放性區域,通訊距離可達305 m,在封閉性區域,通訊距離為76~122 m,方便與現有的有線以太網絡整合,組網成本更低。
2007年9月,深圳地鐵采用思科統一無線解決方案,為地鐵1號線列車的安全防護系統項目搭建無線寬帶傳輸網絡,使得列車無論在站臺位置還是高速運行中,都可以在地面與列車之間實現清晰的數字視頻流實時播放、控制中心對車廂內的情況觀察、列車火災報警信息實時上傳等功能。它是國內首個成功部署Wi-Fi技術同時實現視頻上下行傳輸的城市軌道交通無線通信項目,為利用Wi-Fi技術進行實時視頻信息傳輸開創了先河。乘客可以在車廂內看到高品質、不間斷的數字電視節目,并能夠接收地鐵公司天氣情況、重要新聞、緊急疏散提示等消息。深圳地鐵運營中心控制室人員可以通過大屏幕看到運行中每列車每節車廂內上傳的實時視頻圖像及火災報警等多種安防信息,同時列車司機也可以隨時調用前方站臺的圖像,為安全行車提供更好的保障。
1.4 WiMAX
WiMAX(Worldwide Interoperability forMicrowave Access微波存取全球互通)是近年來出現的一種無線寬帶接入技術。WiMAX采用多載波調制技術,能夠提供高速數據業務,并且具有頻譜資源利用率高,覆蓋范圍廣(傳輸距離可達數十公里)等特點。
Wi-Fi是目前無線接入的主流標準,全面兼容現有Wi-Fi的WiMAX,對比于Wi-Fi的802.11X標準,WiMAX就是802.16x。與前者相比,WiMAX具有更遠的傳輸距離、更寬的頻段選擇以及更高的接入速度等,預計在未來幾年內將成為無線網絡的一個主流標準。
二、TRainCom®系統
TRainCom®系統是專為地鐵無線通信應用而設計的。雖然在建的中國城市軌道交通均是使用本地無線局域網(WLAN)的標準和技術,而且典型的CBTC是基于眾所周知的802.11b標準。但人們有意或無意中忽略了WLAN的技術并不適用于高速移動狀況下的無線通信。研究表明,WLAN帶寬和切換時間都會在高速移動的狀況下受到非常大的影響。
針對整合系統的解決思路,德國的得力風根公司是一家軍用通訊技術科技公司,研制了TRainCom®(德國得力風根無線電通訊系統),它把信號和通信系統集成于一套系統之中,并且擁有進一步融入更多子系統功能的、成熟的無線通信產品。下面就其系統特點加以論述。
(1)16 Mb/s全雙工無線電鏈路―頻分雙工。TRainCom®使用全雙工數據傳輸模式保證列車上傳與下傳互相分開,上下行數據能同時傳輸而且不會互相干擾:同一時刻在每個方向都是16 Mb/s,在半雙工模式下能達到32 Mb/s。協議開銷占10%,是802.11g 40%的協議消耗的四分之一。
(2)完全基于IP―可以集成其他的子系統。所有基于IP的協議,可以直接與VoIP、IP攝像頭、WLAN接入點連接。對于只提供串行接口的子系統,如RS232、RS422,這些串行數據流將被轉換成IP數據包進行傳輸。如有需要,其他的接口類型也能夠接入。
(3)全移動性―帶寬獨立于列車的運行速度。TRainCom®無線電系統的數據傳輸速率與列車的行駛速度無關,得力風根公司在上海磁懸浮列車(500 km/h)上服務的系統實際應用以及在地鐵的實際測試已得到證明。WLAN技術在列車高速移動時數據傳輸速率會急劇衰弱,TRainCom®所使用的無線通信協議是該公司專門為高速移動的列車系統開發的,采用防止多普勒頻移和擴散的特殊調制模式和多徑接收機制,當無線電信號衰弱時,數據傳輸速率能始終保持全雙工16 Mb/s。
(4)QoS―完全實現可配置的功能。普通的基于IP的網絡都是盡力交付,所有數據共享網絡容量,沒有數據包的優先權。對車載互聯網,PIDS之類典型的數據應用通常不會產生問題,但對于語音通話和視頻等需要實時傳輸,對時延敏感的應用會產生QoS的問題。當網絡容量有限的時候,更會產生競爭帶寬引起的時延和數據丟失的現象,因此服務質量保證顯得更為重要。
TRainCom®的QoS機制不但保證高優先級和實時業務的性能,在網絡容量有限的情況下也能保證每種數據業務的最小帶寬。鑒于列車控制的重要性,最高優先級始終為CBTC保留,視頻和語音業務一般設為中優先級,乘客信息和車載互聯網為低優先級。
(5)高可靠性。由于所有的基站工作在同一個頻率,幾乎沒有切換時間。使用一個無線電信道能達到99.9%的可靠性,使用雙信道可靠性更高,2個Rx鏈路時即使單個故障也不會造成數據服務供應中斷,4個Rx鏈路時更能容許同時發生兩處故障。同時在中心控制單元CRCU中使用冗余服務器,當一個服務器發生故障時能自動切換到另一個服務器繼續工作,以此保證運營的穩定性。
(6)安全性強。TRainCom®基于Linux硬盤加密和防火墻,中心控制單元CRCU文件系統可以得到Linux專用dm加密的保護。在車輛上,專用的網關計算機作為記錄狀態的數據包篩選防火墻。可以提供包括星形電話PBX和web服務器功能的外部服務。另外,CRCU可以作為軌旁網絡的記錄狀態的數據包篩選防火墻。另外,通過將唯一的標識號分配給所有組件,預防從無線電組件對無線電系統未經授權的訪問或錯誤訪問。只有分控制單元DRCU列出的這些組件才有權訪問無線電系統以及互相通信。
(7)抗干擾性好。TRainCom®工作在5.8G頻段,不會產生如2.4G的嚴重頻帶擁擠現象,也不會干擾軌旁GSM,WLAN系統。對于同頻干擾,每個收發器均能夠通過度量RSSI來監視其接收的信號質量,進而檢測干擾。使用RSSI可知道列車系統位置操作員檢測并定位射頻干涉。
三、結束語
城市軌道交通信息通信系統主要是為軌道交通運營而服務,是保障列車運行過程中一個關鍵的因素。目前,我國城市軌道交通信息通信系統的發展方向主要是兩個方面,分別是城市軌道交通信息通信系統的寬帶化和城市軌道交通信息通信系統中新系統的開發應用。
1我國城市軌道交通信息通信系統現狀
為了有效保障我國城市軌道交通信息通信系統安全、可靠以及快速地運行,就必須將城市交通系統與通訊系統之間進行有效配合,從而發揮城市軌道交通信息通信系統的服務功能。我國城市軌道交通專用通訊系統主要包括了十二個子系統,分別是公用電話系統、專用電話系統、廣播系統、閉路電視系統以及傳輸系統等。
隨著科技地不斷發展,我國城市軌道交通信息通信系統正逐步向多樣化方向發展。目前,我國城市在發展過程中,建立了大量城際軌道交通線,從而使城市軌道交通信息通信系統逐漸向大運量、中運量以及市郊線并存的方向共同發展。
2城市軌道交通信息通信系統中的核心系統
傳輸系統是城市軌道交通信息通信系統的核心,主要為各種應用業務提供必要的通道。通常來說,城市軌道交通信息通信系統的業務主要包括三種,分別是語言、數據以及圖像。
對城市軌道交通信息通信系統而言,主要包括了控制中心、車場與各個車站需要通信業務。其業務流程如附圖所示。
在實際運行過程中,為了保障傳輸系統的可靠性,就需要采用環形組網,也就是說控制中心與車站、車場形成了一個自愈性環形組織,當某一個部分出現問題時,整個系統能夠自行保障業務正常運行。
通常來說,城市軌道交通信息通信系統有兩個部分組成:其一,傳輸部分。該部分主要是為各種業務提供相應通道,并有效保障各種業務可以安全地從一個節點中進入到另一個節點中;其二,接入部分。該部分主要是對需要完成的業務進行接入與匯聚工作,同時將匯聚后的業務傳輸到傳輸節點中,并由傳輸節點完成最后的傳輸工作。
目前,主要應用的傳輸方式有三種形式:其一,開放式傳輸網絡技術。其優點是,該技術主要為城市軌道交通而開發的技術,接口類型比較多,同時接口數據也比較多,此外,在運用過程中性能比較穩定。其缺點是,標準還未得到統一,如果業務量比較大的時候,將無法勝任寬帶的要求;其二,同步數字傳輸技術。其優點是發展比較成熟,并擁有統一的標準以及強大的自愈功能。其缺點是主要是為語音而設置的,因此對業務中數據與圖像部分不能進行有效支持;其三,異步轉移模式技術。
3城市軌道交通信息通信系統中的其他系統
(一)公務電話系統與專用電話系統
城市軌道交通信息通信系統中的公務電話系統主要是為城市軌道交通提供有效的通訊工具。目前,在交換機技術不斷發展的基礎上,該系統在應用上有了更加多樣的選擇,其中,可靠性比較強而擴容比較方便的交換機在公務電話系統中的使用,促使了城市軌道交通的迅速增長。
專用電話系統主要是為列車指揮人員進行列車運行的指揮以及設備的操作提供相應通訊工具。通常來說,行車調度的可靠性越高,那么行車過程中的安全性也就越高,而行車調度的安全進行需要相應的設備支持。
(二)電視監控系統
城市軌道交通信息通信系統是直接為軌道交通運營和管理服務的,是指揮列車運行、進行運營管理、公務聯絡和傳遞各種信息的重要手段,是保證列車安全、快速、高效運行的不可缺少的綜合系統。它主要由以下分系統組成:傳輸系統、公務電話系統、專用電話系統、廣播系統、電視監控系統、電源系統、時鐘系統和無線通信系統。這是一個復雜的大系統,各個部分互相結合、協調,以完成具體的功能。現代城市軌道交通之所以具有快捷、高效、可靠、安全等眾多的優點,是與完善而先進的通信系統分不開的。城市軌道交通信息通信系統將向兩個方向發展:一是寬帶化趨勢。為了提高各種業務的質量,勢必要增加帶寬。二是各種新系統的開發應用。為了不斷完善城市軌道交通的服務,相應功能的分系統將不斷融合入現有城市軌道交通信息通信系統中。本文將依次對城市軌道交通信息通信系統的各個分系統進行闡述,并分析其技術構成和發展趨勢。
1 傳輸系統
傳輸系統是城市軌道交通信息通信系統的核心,它負責為各種應用業務提供通道。軌道交通系統的主要業務包括:語言、數據和圖像。不同業務對系統的帶寬、時延、可靠性等各不相同,這就要求傳輸系統有足夠的靈活性和可靠性以保證各種業務的順利完成。業務按不同的類型可分為:車站-中心業務和鄰站業務兩種。
在軌道交通系統中,需要通信業務的一般是控制中心、車場和各個車站。由于車場和車站業務比較相似,可將其歸為同一類業務。具體業務流程如圖1 。
圖1 通信系統業務流程示意圖
圖1 是邏輯上的業務流程示意圖。在物理上為了保證傳輸系統的安全可靠,須采取環形組網的方案,以利于自動保護的需要。這樣,控制中心連同所有的車站和車場組成一個自愈環,即使某段光纖壞掉,也可保證業務在備用通道上正常進行。其實現機制如圖2 。圖中,傳輸環一般有兩個光纖環組成,當一個環中斷時,系統自動跳到另一個環上, 即圖a 情形;而當兩個環在同一個地方斷開時,則兩側的節點自動打環,形成如圖b 的通路。
城市軌道交通信息通信系統可分為兩部分:傳輸部分和接入部分。其模型如圖3 。其中,傳輸層只負責提供各種通道,保證各種業務能安全可靠的從一個節點傳到另一個節點;接入層需完成業務的接入和業務的匯聚兩個基本功能;然后把匯聚好的業務交由傳輸節點完成傳輸。 技術將會在未來的城市軌道交通信息通信系統中被采用。
(1) 千兆以太網技術( GE) 。GE 與以太網、快速以太網兼容。GE 的實施具有直接、快速和千兆位的特點,設備便宜,傳輸距離長,可以滿足城市軌道交通通信系統組網的要求[2 ] 。同時,原來以太網的不足,如多媒體應用無QoS 、多鏈路負載分享、
圖2 通信系統環形組網方案虛擬網等,隨著新技術、新標準的出現已經和正在得到解決。10 Gbit 以太網的出現和成熟也為GE 的升級擴容提供了強有力的支持。
(2) CWDM (粗波分復用) 技術。DWDM 技術已經成為大容量電信骨干網的首選,其優點是技術簡單、大容量、易擴容等。而且隨著DWDM 技術
圖3 城市軌道交通信息通信系統模型圖的成熟和廣泛使用,它的價格也將逐步降低,其性
傳輸系統作為整個通信系統的核心部分,它的價比將更具優勢。所以,當未來城市軌道交通通信技術選擇十分重要。隨著通信技術的不斷發展,用帶寬需求進一步提高的時候,DWDM 技術將是很于城市軌道交通的傳輸技術也不斷的更新換代,尤好的方案。同時,由于考慮到城市軌道交通通信的其近幾年通信技術的迅猛發展,為傳輸技術的選擇實際需要, 可以選擇成本更低, 使用更可靠的了提供了更廣闊的范圍。我國現在使用的各種傳CWDM 技術。CWDM 的特點是波長數量較少(一輸技術及其優缺點如表1 。般在4~12 波),波長間隔較大,價格便宜[3 ] 。最但是,隨著通信新技術的涌現和成熟,隨著軌后,隨著各種新興的電信技術的涌現和采用,城市道交通新業務的出現和帶寬需求的上升,以下幾種軌道交通信息通信也完全可以借鑒和運用。
表1 各種傳輸方式的比較
2 公務電話系統
城市軌道交通信息通信系統公務電話子系統, 是軌道交通運營控制的重要通信工具。一般公務電話系統根據軌道交通的規模具有不同的容量。通常情況而言,一個車站基本上為一個2Mbit 通路(30 個電話) 。公務電話系統可設1~2 個交換局, 通常交換機置于控制中心,各個車站通過遠端模塊實現電話的接入。此時,需應用傳輸系統提供的2Mbit 通道。
公務電話系統通過2Mbit 中繼線接入市局,并從中獲取時鐘。呼出可采用全自動DOD1 方式,呼入采用部分全自動直撥DID 、部分采用半自動接續BID(人工/ 自動話務員) 的混合進網中繼方式或其它方式。考慮到與其它城市軌道交通系統的互連, 可采取2Mbit 中繼線連接的方式,為解決信令不一致可增加網關設備。近幾年,交換機已趨于成熟, 公務電話系統的選擇余地十分寬廣,但要注意選擇穩定可靠、擴容方便的交換機,以適應軌道交通的高速增長和話務量及其它業務上升需求。同時,也可考慮選擇合適的電信運營商,由公共通信網以虛擬網方式解決,以節省建設投資與運營成本。
公務電話子系統還兼有其自身的特點 區間電話設置。區間電話用于列車司機或維修人員與有關單位進行聯系及一般通話用。每隔300 m 左右設置一臺戶外電話機,1~3 臺話機使用一個用戶號碼。軌道兩邊各敷設一條電纜,每3 個電話使用同一對線,同一個號,電話采用熱線方式。
3 專用電話系統
專用電話子系統是調度員和車站(車場) 值班員指揮列車運行和指導設備操作的重要通信工具。行車調度直接關系到行車安全,需要設備高度安全可靠,操作方便快捷。專用電話系統由調度電話系統、站間電話系統、站內集中電話系統、緊急電話系統、市內直線電話等組成。調度電話系統中又分為:列車調度電話系統,用于控制中心列車調度員與各車站、車場值班員及行車業務直接有關的工作人員進行業務聯絡,并可兼管防災調度系統;電力調度電話系統,用于控制中心電力調度員與各主變電站、牽引變電所、降壓變電所等處工作人員進行業務聯絡;公安調度電話系統,構成公安指揮中心值班員與各車站(場) 警務值班室警官之間的直接通信聯絡,調度臺一般設在控制中心內。站間電話是直接為行車服務的,要求能及時、迅速溝通相鄰兩車站的通話。相鄰兩車站值班員之間通話利用交換系統的熱線功能提供,用戶摘機即能及時、迅速溝通兩車站值班室,站間電話由車站電話總機完成。站內集中電話類似調度電話系統,總機設在車站控制室,采用多功能數字電話機,分機設置在車站值班員所控制的部門,采用模擬電話機,系統功能由調度交換機及站內集中機功能來完成。緊急電話是在緊急狀態下供乘客或車站工作人員使用, 每臺電話都設置成熱線電話,用戶摘機即連接至車控室值班員數字話機上。在主變電所、控制中心至供電局調度之間可設置專線直通錄音電話。在每個車站站長室和警務室各設置市內直線電話,控制中心和派出所設置市內直線電話。
專用電話系統由樞紐主系統和車站分系統兩級結構組成。樞紐主系統和車站分系統通過數字傳輸設備提供2Mbit 數字通道,將調度電話、站間電話、站內集中電話和緊急電話等業務綜合起來, 便于安裝、調試、使用、維護和管理。2Mbit 數字通道同樣由傳輸系統提供,考慮到專用系統的小容量特點,為了節約帶寬,可采用多個車站組成一個2Mbit 環合用一個2Mbit 通道的方案。
4 廣播系統
廣播系統采用二級廣播控制方式,由控制中心一級和車站一級組成。一般分為三個部分:控制中心廣播系統,車站廣播系統(可根據實際需要連接多個車站子系統),停車場廣播系統。控制中心通過綜合接入系統提供的RS 422 或RS 485 通道與車站廣播系統互連。一般情況下,廣播業務為中心到車站的點到多點業務,而中心對車站系統的監控維護通道則為點對點業務。
控制中心行車調度員和環控調度員可對全線各站進行監聽及選站和選區廣播。當軌道交通發生故障或災害時,廣播系統自動轉為搶險通信設備。停車場廣播系統由值班員、運轉值班員和檢修庫值班員向工作人員播放車輛調度、列車編組等有關作業音訊。
車站廣播系統由控制中心的總調、列調、防災調(列調兼) 和各車站的正副值班員使用,為旅客播放列車到發信息、導向信息及緊急狀態信息等服務音訊,為工作人員播放作業命令及管理音訊。車站廣播區分為上行站臺、下行站臺、售票區、站廳、出入口和辦公區等。車站行車值班員和環控值班員可通過廣播控制臺對本站區進行選區廣播或全站廣播。
5 電視監控系統
閉路電視監控系統作為一種圖像通信,具有直觀、實時的動態圖像監視、記錄和跟蹤控制等獨特功能,是通信指揮系統的重要組成部分,具有其獨特的指揮和管理效能,已成為城市軌道交通實現自動化調度和管理的必備設施[ 5 ] 。
軌道交通電視監控系統為二級結構,分為車站一級監視和中心一級監視。車站攝像機輸出的圖象信號分成兩路,一路送車站控制器,車站值班員可選擇本站不同位置攝像機的圖像。另一路送車站前端處理機進行圖像編碼、壓縮,然后經傳輸系統送至控制中心,在控制中心解碼后送至圖像監視器。控制中心行車調度員可選擇任一車站的任何一個攝像機的圖像信號,也可將車站幾路圖像信號送至控制中心。彩色圖像信號的傳送一般采用MPEG-2 圖像編碼技術。
電視監控系統的傳輸為不對稱傳輸,車站到中心傳輸圖像信息,需要大帶寬(2~6Mbit) ;而中心到車站,只發送控制命令(圖像選取和攝像機控制命令),為低速數據業務,只需采用RS 422/ RS 485 通道即可。充分考慮到圖像業務的實時寬帶性質, A TM 技術是目前最佳的傳輸機制,采用A TM 作為傳輸媒介傳輸數字視頻,可以利用A TM 按需分配帶寬、按需連接的特點,在保證圖象質量(QoS) 的情況下,大大節省所占帶寬[ 1 ] 。
6 電源系統
電源系統是保證通信系統正常工作的必要條件,因此通信電源必須安全可靠。電源系統由配電設備、整流設備和蓄電池組成。系統配置不間斷電源(U PS) 交流供電設備,為各自動控制系統的計算機提供不間斷220 V 交流電壓。U PS 的工作原理為:同時有兩路市電輸入,取其一路,當該路出現故障時,自動切換至另一路;當兩路都出現故障時,啟動蓄電池繼續供電。
整個電源系統設有電源集中監控。在控制中心,所有U PS 將通過傳輸系統的低速數據通道進行信號傳輸,監控中心的計算機也將通過傳輸系統的低速數據通道進行信號采集,在監控中心計算機上裝有軟件,可實時監控到當前各個站點U PS 的狀態及使用情況。各站點使用現場的U PS 和開關電源一旦發生故障,警鈴將提醒現場有關人員進行及時的處理,同時在監控中心的計算機上同樣可看到輸出故障的警告顯示。
7 時鐘系統
為了統一整條城市軌道交通系統的時間,通信系統設有專門的時鐘系統。時鐘系統由GPS 全球衛星標準時間接收單元、主控母鐘、各站輔助母鐘、子鐘及傳輸設備組成。主、備GPS 信號接收機向中心母鐘提供同步時鐘源。當GPS 系統出現故障,還可以使用高精度的晶振供時鐘源。主控母鐘輸出的標準時間信號通過接入網提供的低速數據信道(RS 422/ RS 485) 傳給各站輔助母鐘,以供車站各系統和子鐘的使用。中心母鐘產生精確的標準同步時間碼,通過傳輸網提供給通信傳輸系統、無線系統、調度電話系統、公務電話系統、有線廣播系統、電視監視系統、信號系統、售檢票系統、防災報警系統、設備監控系統、電力監控系統等。
8 無線通信系統
無線通信系統為行車調度員與司機、車站值班員與司機、司機與司機以及公安、環控、維修等用戶提供移動通信手段。無線通信將主要采用數字集群式調度系統,信道集中控制方式。集群式調度系統由移動交換控制器、基站、中繼器、漏泄同軸電纜、車載臺、便攜臺和有線傳輸通道組成,可采用單基站大區制或多基站小區制。無線調度系統分為行車調度、環控調度、公安調度和維修調度等通話組。組間不能交叉呼叫,各組享有不同的優先權, 不同的無線用戶也擁有不同的優先權。
參 考 文 獻
1 Timothy Kwok. A TM The Paradigm for Internet , Intranet , and Residential Broadband Services and Application. Prentice Hall PTR , 1998
2 David G. Gunningham. 千兆位以太網組網技術. 北京:電子工業出版社,2001
傳輸系統作為整個通信系統的核心部分,它的價比將更具優勢。所以,當未來城市軌道交通通信技術選擇十分重要。隨著通信技術的不斷發展,用帶寬需求進一步提高的時候,DWDM 技術將是很于城市軌道交通的傳輸技術也不斷的更新換代,尤好的方案。同時,由于考慮到城市軌道交通通信的其近幾年通信技術的迅猛發展,為傳輸技術的選擇實際需要, 可以選擇成本更低, 使用更可靠的了提供了更廣闊的范圍。我國現在使用的各種傳CWDM 技術。CWDM 的特點是波長數量較少(一輸技術及其優缺點如表1 。般在4~12 波),波長間隔較大,價格便宜。最但是,隨著通信新技術的涌現和成熟,隨著軌后,隨著各種新興的電信技術的涌現和采用,城市道交通新業務的出現和帶寬需求的上升,以下幾種軌道交通信息通信也完全可以借鑒和運用。
面向對象的編程思想,將數據與對數據的處理方法放在一起,相對形成一個獨立的整體,即是對象,面向對象的設計思想是模擬自然界認識事務、處理事務的辦法,它是從同類的對象中,抽出共性,形成類(即Class),任何一個類中的數據,都有一套自有的方法來進行處理,類與類之間可以通過簡單的接口與外部的聯系進行消息的傳遞,面向對象的程序早期的時候,軟件行業曾經專門研究過面象對象的編程,但是大型軟件的開發,編程的工作只占其中很小的一個方面,而現在重新提出面向對象的編程方法則是因為它符合大腦的思維方式,也符合客觀世界的構成,因此,軌道交通收費系統的模擬軟件將把面向對象的思想方法貫穿整個開發的過程,它的實現過程就是一面面向對象的軟件開發過,面向對象的過程分五個方面:對象分析(即Object Orjented Analysis,也稱OOA)、面向對象設計(即Object Oriented Design,也稱OOD)、面向對象的編程(也稱OOP)、面向對象的測試(即Object Oriented Test,也稱OOT)、面向對象的維護(即Object Oriented Soft Maintenance,也稱OOSM)這五個過程,程序將進入這5個階段之后運行進入維護期,然后投入使用。
事件驅動程序的設計思想,這次的課題研究目是的生成軌道交通收系統統的模擬軟件,因此要描述輕楚輸出文件的整個過程,在這個過程中,將會出現很多計費的數據,同時還需要實現數據與數據之間的接口。
軟件代碼的設計原則,設計軟件的最終目的是要讓用戶能投入使用且達到預期的效果,因此,一款軟件設計得成功與失敗的徇方式則是要先按照程序設計的標準形成計計原則,再讓程序設計能達到正確、可拓展、可維護、可用、可重復使用、高效,這就是軟件代碼最終要實現的目的。
軟件界面的設計原則,軟件的界面是為了達到人機互動的目的,它是使用者和計算機互動的一個橋梁,應用軟件中最重要、最關鍵的一個部份就是軟件界面部份,軟件界面是否合理關系著整個軟件系統能不能發揮出應有的性能,用戶能不能通過軟件高效率的投入工作,因此,一個友好的軟件界面有以下幾個要求:
要求軟件界面能準確可靠,用戶在通過界面使用軟件的時候,要求少出錯、容錯度高、高可靠性,用戶輸入的每一個操作都能得到適當的響應,即使用戶在操作上失敗,也應允許在出錯之后,軟件能進一步與用戶互動,提供用戶修改出錯的過程,有糾錯的機制,讓用戶能接下來以正確的狀態重新再使用軟件,用戶的界面應當能夠有檢查用戶出錯的過程,如果用戶一旦出錯,則運行過程能中止,讓錯誤的操作不會在運行的過程中曼延,用戶的界面還應該能讓軟件內部的總價出現錯誤,一旦出現錯誤,軟件的界面應該能響應,且讓用戶繼續了解并進行操作;
軟件的界面必須簡單直觀,因為軟件界面的目的就是為了使環境復雜程序降低,以免信息超載,同時也要使工作效率提高,軟件界面的簡單直觀包括輸入和輸出都必須簡單直觀,輸入的簡單直觀是指用戶輸入的時候不必輸入太多的信息,可以設置缺省,擊鍵的次數和難度都要降低,用戶的記憶過程和操作過程都需要降低,輸出的簡單直觀是指顯示出的信息必須是簡單和易理解,軟件界面的簡單直觀還必須一臻,所有的命令語言都要有相同的結構,所有的關鍵詞都必須意義一致代表同一個內容,整個系統的風格要統一一致便于用戶理解;
軟件的界面要有易學習性和易使用性,軟件的界面要求能適用所有的操作用戶,能有多種的學習方式與使用方式,這樣才能極大的方便用戶,易學習性和易使用性還指在用戶需要的時候軟件能隨時提供幫助,這些幫助指系統功能的提示、用戶操作方法的提示、運行狀態進行的提示、錯誤處理方法的提式,易學習性和易使用性要求軟件的界面能與人的理解方式、記憶方式、通性方式、解決問題的方式相兼容。
城市軌道交通信號系統在當今社會中發揮著重要的作用,是軌道交通發展中必不可少的科研成果。隨著科技信息技術高速發展,列車對信號系統要求越來越高,不僅表現在安全方面,同時還表現在效率方面,都需要信號系統具有較強的技術基礎,為此,下文對城市中城市軌道交通信號系統的關鍵技術進行深入研究。
1城市軌道交通信號系統
1.1城市軌道交通信號系統在生活中的作用
城市軌道交通在實際運行中具有舒適性、不間斷性、準點性等特點,基于城市軌道交通的這些特點,在城市軌道交通系統中采用軌道交通信號系統能夠將信號設備的作用充分發揮,達到事半功倍的效果。從世界上先進的軌道交通運營中發現,只有高水平的信號系統,才能夠在交通中實現提高列車運行的效率,并且安全性能比較高[1]。
1.2城市軌道交通信號系統特征
第一,城市軌道交通中所承擔的客流量比較多,基于安全角度考慮,對于行車之間的最小行車間距要求比較高,進而對列車的速度監控提出了較高的要求,其主要的目的就是為了實現列車運行中的安全保障。第二,對城市軌道交通運輸速度進行分析,城市軌道交通運行中的實際速度與鐵路干線相比,數值上相差很多,所以,在實際的城市軌道交通信號系統中,不需要數據傳輸較快的信號系統,只需要傳輸速度較低的系統就可以實現信號傳輸功能;第三,由于在城市中,列車的運行間隔比較小,運行中所展現的規律性比較強[2]。
2城市軌道交通信號系統設計情況
由于我國在城市軌道交通信號系統研發中起步比較晚,與國際水平間存在一定的距離。在城市軌道交通信號系統建設階段,由于在各項技術上,外商對信號系統設計的核心技術掌握著主動權,因此,在國內市場中,不得不對信號系統進行比較長時間的調試;在信號系統的運營階段,進口設備在實際運行與維護上存在很多障礙,一些比較輕微的故障就需要外援,并且設備在實際運行中的風險比較大;在建設階段,對于網絡化比較復雜的城市,存在多種形式的信號系統,因此,在實際的信號系統投入使用中,要想實現多元化網絡系統的實際使用,需要在多種線路中進行線路互聯,但是該種方式在某種程度上嚴重影響了資源的共享[3]。
3基于LTE技術的城市軌道交通信號系統技術分析
3.1LTE技術概述
LTE技術是當今比較適用的交通信號技術,該項技術在實際城市軌道交通信號系統中能夠實現高傳輸速率,低時延,并支持信號系統中的多種功能,支持廣播組的播出業務,具有無線接入架構。LTE技術的主體性能為:在20MHz頻譜帶寬條件下,技術系統能夠提供上行、下行分別為100Mb/s和50Mb/s的峰值速率。實現的城市軌道交通覆蓋率達到了100Km。為了實現更加優化的功能,LTE系統中采取一種網格化結構,集成了適用于寬帶移動傳輸的眾多先進技術。LTE技術優勢有很多,能夠實現傳輸效率高、頻譜使用靈活等功能[4]。
3.2LTE技術與WLAN技術性能對比
第一,在項目干擾方面,LTE技術能夠申請比較專業的頻段,有效避免外部設備的信號干擾,并且由ICIC來解決系統內部干擾。但是WLAN技術在該方面采用的是開放性的頻段,信號很容易受到外部的干擾。從技術的可維護性上進行分析,LTE技術在網元上的數量比較少,實現無線覆蓋距離比較遠,城市軌道交通軌旁設備之間的距離比較大。在WLAN技術下,其信號覆蓋距離比較短,每200米就需要設置無線設備,后者在維護比較困難;從移動性上進行分析,LTE自動頻率校正技術性能比較高,能夠保證信號平穩。而WLAN只適合于低速環境;從技術的服務質量上進行分析,LTE技術支持優先級的設置,能夠保證信號系統的無線傳輸,但是WLAN技術卻不能實現信號系統的優先級。
3.3LTE信號系統在城市軌道交通中應用
隨著科技不斷發展,LTE技術在城市軌道交通中的應用越來越廣泛,LTE技術在諸多個城市軌道交通中應用。信號系統主要涉及的問題就是安全,無線信息系統要想實現穩定性以及可靠性,對于信息系統的要求比較高。信號系統在進行通訊傳輸時實時性要求比較高,而在PIS系統中,無線通信傳輸要求比較低,但是在寬帶方面的需求比較大。兩者在技術需求上的方向不同,因此,不能單一的將PIS系統中的LTE技術靈活應用到城市軌道交通信號系統中來[5]。2014年,在北京地鐵指揮中心的支持下,多家信號廠商對LTE技術在信號系統中的實際應用進行現場測試,希望能夠通過專業的技能檢測,促進城市軌道交通信號技術發展。在現場測試中,具有代表性的廠商有華為、中興、普天等,通過這些廠商對LTE技術的實際測試,得出結論,并提出LTE技術在信號系統中應用的測試結果:第一,從延時方面,其傳輸時延的測試結果為10~25ms,其中最長的延時為106.5ms;第二,從信號方面,信號丟包率上下行均為0.005%以下;切換延時為34~46ms左右,其中最長時間為135ms;15MHz頻寬的平均吞吐量為,上行11Mb/s,下行19Mb/s。在實際的測量下,LTE技術能夠完全滿足信號系統在無線傳輸中的要求。在頻率信息選擇上,工信部了與無線接入系統頻率使用的相關事宜,對城市中軌道交通的申請使用提供支持以及肯定,換言之,城市軌道交通單位可以使用該頻段,并獲取得該頻段的使用權。民用手持設備中,對于信號的頻段占位將不會影響頻段的使用。與WLAN的開放頻段相比,專用頻段能夠有效緩解外部信息的干擾。LTE技術逐漸成為移動通信發展中的關鍵技術,在城市軌道交通信號系統中發揮著重要的作用。
4結論
本文中所介紹的城市軌道交通信號系統,在軌道交通行業發展中作用突出,是城市軌道交通的主力軍。在科技不斷發展的進程中,城市軌道交通信號系統與科技相結合,逐步實現智能化與科技化。本文立足于城市軌道交通信號系統的作用、特點,針對目前我國城市軌道交通信號系統的發展近況,對相關問題進行分析,為信號系統中的關鍵技術的發展研究提供了一定的幫助。
[參考文獻]
[1]劉曉娟.城市軌道交通CBTC系統關鍵技術研究[D].蘭州交通大學,2009.
[2]王飛杰.城軌CBTC智能調度指揮系統關鍵技術的研究[D].北京郵電大學,2011.
[3]闞庭明.城市軌道交通乘客信息系統關鍵技術研究[D].中國鐵道科學研究院,2013.
中圖分類號:C913文獻標識碼: A
一、城市軌道交通通風空調系統的功能
通風空調系統作為城市軌道交通中的重要設備系統之一,擔負著對城市軌道交通內部空間的空氣溫度、濕度、空氣流速、空氣壓力和空氣品質進行控制的任務。列車正常運行時,為乘客和工作人員提供一個適宜的人工環境,滿足其生理和心理要求;當列車阻塞在區間隧道時,向阻塞區間提供一定的通風量,保證列車空調等設備正常工作,維持車廂內乘客在短時間內能接受的環境條件;當發生火災事故時,提供迅速有效的排煙手段,為乘客和消防人員提供足夠的新鮮空氣,并形成一定的迎面風速,引導乘客安全迅速地撤離火災現場;為各種設備提供必要的空氣溫度、濕度以及潔凈度等條件,保證其正常運轉。
從系統功能上可以看出,以滿足乘客出行為目的的城市軌道交通需要通風空調系統為乘客和工作人員營造一個安全良好的內部空氣環境,這是保證其開通運轉必不可少的基礎條件。
二、城市軌道交通通風空調系統的現狀
國外城市軌道交通通風空調系統是隨著工程建設不斷發展的,從最初完全采用自然通風到后來設置機械通風,再發展到空調降溫,基本上與地面建筑設備技術是同步前行的。國內城市軌道交通從1969年北京地鐵一期工程的通風系統開始,經過上海、廣州等城市的工程建設和運營,通風空調系統不斷完善,并在工程實踐中學習和借鑒歐洲國家和美國的技術和經驗,目前城市軌道交通通風空調系統已經能夠滿足功能需求,技術比較成熟和可靠。
目前城市軌道交通通風空調系統廣泛采用(1)通風系統(含自然通風、活塞通風和機械通風);(2)站臺不設屏蔽門的通風空調系統;(3)站臺設置屏蔽門的通風空調系統這三種形式。具體到某個地下車站或某段地下隧道,通風空調系統的布局可能差異較大,但系統構成則是相同的。
城市軌道交通通風空調系統存在諸多問題,其中最主要的問題包括:
1、系統設置構成復雜,控制運行不便;
2、占用面積和空間巨大,地下機房面積一般在1200~2500m2左右,占地下車站總面積的12%~30%;
3、系統運行能耗巨大,以地鐵為代表的城市軌道交通的電力能源消耗主要體現在地鐵列車的牽引用電和通風空調系統用電兩個方面,在現有地鐵線的實際耗能統計中,通風空調系統的能耗已經達到了地鐵總能耗的50%左右;
4、系統優化和技術創新,以及新產品、新技術、新工藝的應用進展緩慢。
三、城市軌道交通通風空調系統發展展望
1、安全健康
通風空調系統擔負著城市軌道交通內部的空氣環境控制的重任,事關乘客和工作人員的健康與安全,系統設置和設備配置上一定要以此為最基本的出發點。以往工程上采用的系統形式也都是以此為前提的,但隨著工程建設速度的加快,遇到的復雜實際情況越來越多,例如城市地下長大隧道、山嶺隧道、過江(河、海)隧道等。山嶺隧道經常伴隨著大埋深情況,過江(河、海)隧道經常具有較大長度,因此在隧道中部設置中間風亭的代價將極其巨大,甚至技術上不可實施;長大隧道由于結構施工的要求,其結構形式多種多樣,隧道通風和排煙僅依賴已有的技術措施已不能完全滿足要求或技術經濟合理性很差,這些都導致傳統的系統設置和運行模式無法適應實際的需要。中庭式車站、雙洞或三洞式全暗挖車站等多種新型建筑和結構形式車站目前也屢見不鮮,通風空調系統必須根據實際需要不斷改進,實現既滿足人員健康要求又保證安全的目標。
在實際工程建設的地質勘察過程中,不斷遇到地下氣壓較高的有害氣體的情況。當城市軌道交通線路穿越儲氣層時,在設計、施工和未來運營過程中,一定要認真考慮有害氣體對工程的危害以及對工程后期運營帶來的不利影響,這是通風空調系統面臨的新問題,如果沒有合理可靠的技術手段,將會威脅人員的健康尤其是安全。現實問題要求通風空調系統適應新情況,發展新技術,解決新問題。隨著列車運行速度的提高,隧道內的空氣壓力也隨之發生變化,國內已經有若干條城市軌道交通線路列車最高運行時速達到了120km/h,空氣壓力的波動對人員的舒適造成較大影響,情況嚴重時會危及健康。通風空調系統需要針對空氣壓力的變化,結合人員的健康要求,提出合理有效的控制標準,并會同有關專業共同加以解決。
2、經濟節能
傳統的城市軌道交通通風空調系統存在兩大突出特點,一是占用面積和空間巨大,一般來說地下車站設備及管理用房一半的面積被通風空調機房占用。二是運行能耗極高,南方城市約50%的運營能耗為通風空調系統耗能;而北方城市通風空調系統的能耗也達到運行總能耗的近1/3。
設計、科研單位和生產企業應高度重視這兩大難題,并加以解決。目前出現的集成系統等就是在這方面作出的有益嘗試,但這些與工程建設的需要,尤其是國家節能減排的國策要求還有很大差距,還需要繼續努力,繼續探索,要從系統的精確計算、系統制式的選擇、系統設備的配置、系統控制、系統運行模式以及新設備的研發與應用等多個角度來做大量的工作。
從系統制式的選擇上看,合理的系統方式設置對節省所占用的土建空間和運營節能至關重要,應當結合氣候條件、運力因素、土建結構類型、地質情況、建設標準和經濟實力進行綜合的技術經濟比較,發展和采用合理的系統制式。例如,日前通過由國內多位著名專家鑒定的課題---“可調通風型站臺門通風空調系統”就是一項意義重大的創新和探索。課題組開創性地提出了可調通風型站臺門的理念,研制了相應的產品,并且提供了基于可調通風型站臺門的適用于不同氣候條件的新型環控系統形式,能夠很好地滿足城市軌道交通各種正常及事故工況下通風空調系統的全部功能需求,節能效果顯著;同時,還可以有效解決嚴寒地區冬季站內溫度偏低的技術難題。
在系統方式和系統構成方案確定后,系統設備的選用及配置就成為重要的環節,在工程建設中,考慮到不同運營時期客流量和熱負荷的不同,通風空調應采用不同的設備配置標準以適應負荷的變化,達到最大的運行節能效果,因此,應該大力提倡設備的科學分期安裝實施,盡管這樣增加建設管理上的事務。另外,應從建設和運營管理及投資體制方面綜合研究適當的對策和政策。
3、環保美觀
從城市景觀角度考慮,凸出地面的風亭和設置在地面的冷卻塔、風冷機組等設施與設備無疑會對城市景觀造成影響。在一些敏感區域和道路、建筑物布局緊張地段,以及居民集中地區,這些矛盾極為突出。這就需要在風亭位置的選擇、風亭尺寸的選用、風亭建筑形式等方面多加研究。對于通風空調系統也應進行創新性研究,以利于解決此類問題。例如目前出現的蒸發冷凝式系統就是其中的一項實際舉措,這項技術采用蒸發冷凝機組取代傳統意義上的冷卻塔裝置,設置在地下,并充分利用水的汽化潛熱將熱量散發,實現制冷效率的提高,也有利于節能。
城市軌道交通通風空調系統對城市環境的噪聲與振動影響也不容忽視。城市軌道交通線路可能穿越城市不同環境要求的區段,其對周邊的環境噪聲與振動影響應滿足環保的要求。從這個意義上分析,城市軌道交通通風空調設備應低噪聲、低振動和低能耗。
結束語
城市軌道交通通風空調系統技術需要總結國內外城市軌道交通通風空調系統的實際應用經驗,結合新的理念,采用新的技術,改造和提升傳統系統方式,加快系統技術的更新和促進技術進步,并充分結合工程建設的具體情況,解決在技術上和運行上存在的諸多不足,實現通風空調技術在城市軌道交通領域的科學理性探索和符合工程實際、滿足國家需要的高水平發展。
參考文獻
1 引言
信號系統是現代大運量、高密度的軌道交通自動控制系統中的重要組成部分,保證列車和乘客的安全,對列車高速、有序運行起到重要的作用。閉塞技術是信號系統中的一項核心技術。閉塞是指為保證列車運行的安全,防止列車相撞和追尾,在同一區間同一時間之內只準許一列列車占用(即列車已經進入區間或列車雖未進入區間,但已取得占用區間的許可),為了達到這一技術要求而采取的方法。
閉塞技術經歷了半自動閉塞時期到如今的自動閉塞時代。并逐步建立起我國的自動閉塞、機車信號和列車運行超速防護的完整體系。實現了大運量、高密度安全可靠行車。
2 自動閉塞技術
自動閉塞是在列車運行自動控制系統(ATC)控制下,根據列車運行及有關閉塞分區狀態,自動變換通過信號機顯示而司機憑信號行車
的閉塞方法。按閉塞制式分為固定閉塞、準移動閉塞、移動閉塞。
2.1 固定閉塞
運行列車間的空間間隔是若干個閉塞分區,閉塞分區數依劃分的速度級別而定。一般情況下,閉塞分區是用軌道電路或計軸裝置來劃分的,它具有列車定位和占用軌道的檢查功能。固定閉塞的追蹤目標點為前行列車所占用閉塞分區的始端,后行列車從最高速開始制動的計算點為要求開始減速的閉塞分區的始端,這兩個點都是固定的,空間間隔的長度也是固定的。
由于地鐵的特殊條件,對安全的要求更加嚴格,因此必須配備列車自動保護系統。列車自動保護系統通過列車間的安全間隔、超速防護及車門控制來保證列車運行的安全暢通。在固定劃分的閉塞分區中,每一個分區均有最大速度限制。若列車進入了某限速為零或被占用的分區,或者列車當前速度高于該分區限速,列車自動保護系統便會實施緊急制動。列車自動保護系統地面設備以一定間隔或連續地向列車傳遞速度控制信息。該信息至少包含兩部分:分區最高限速和目標速度(下一分區的限速)。列車根據接收到的信息和車載信息等進行計算并合理動作。速度控制代碼可通過軌道電路、軌間應答器、感應環線或無線通信等傳輸,不同的傳遞方式和介質也決定了不同列車控制系統的特點。為了保證安全,地鐵列車在兩列車之間還增加了一個防護區段,即雙紅燈區段防護。后續列車必須停在第二個紅燈的外方,保證兩列車之間至少間隔一個閉塞分區。如圖1所示。
2.2 準移動閉塞
傳統的固定閉塞制式下,系統無法知道列車在分區內的具置,因此列車制動的起點和終點總在某一分區的邊界。為充分保證安全,必須在兩列車間增加一個防護區段,這使得列車間的安全間隔較大,影響了線路的使用效率。
準移動閉塞方式采取目標距離控制模式。在控制列車的安全間隔上比固定閉塞進了一步。它通過采用報文式軌道電路輔之環線或應答器來判斷分區占用并傳輸信息,信息量大;可以告知后續列車繼續前行的距離,后續列車可根據這一距離合理地采取減速或制動,列車制動的起點可延伸至保證其安全制動的地點,從而可改善列車速度控制,縮小列車安全間隔,提高線路利用效率。但準移動閉塞中后續列車的最大目標制動點仍必須在先行列車占用分區的外方,因此它并沒有完全突破軌道電路的限制。
目標距離控制模式根據目標距離、目標速度及列車本身的性能確定列車制動曲線,不設定每個閉塞分區速度等級,采用一次制動方式。準移動閉塞的追蹤目標點是前行列車所占用閉塞分區的始端,當然會留有一定的安全距離,而后行列車從最高速開始制動的計算點是根據目標距離、目標速度及列車本身的性能計算決定的。目標點相對固定,在同一閉塞分區內不依前行列車的走行而變化,而制動的起始點是隨線路參數和列車本身性能不同而變化的。空間間隔的長度是不固定的,由于要與移動閉塞相區別,所以稱為準移動閉塞。顯然其追蹤運行間隔要比固定閉塞小一些。一般情況下,閉塞分區是用軌道電路或計軸裝置來劃分的,它具有列車定位和占用軌道的檢查功能。
2.3 移動閉塞
目標點是前行列車的尾部,與前行列車的走行和速度有關,是隨時變化的,而制動的起始點是隨線路參數和列車本身性能不同而變化的。空間間隔的長度是不固定的。
通過車載設備和軌旁設備不間斷的雙向通信,控制中心可以根據列車實時的速度和位置動態計算列車的最大制動距離。列車的長度加上這一最大制動距離并在列車后方加上一定的防護距離,便組成了一個與列車同步移動的虛擬分區。由于保證了列車前后的安全距離,兩個相鄰的移動閉塞分區就能以很小的間隔同時前進,這使列車能以較高的速度和較小的間隔運行,從而提高運營效率。
移動閉塞的線路取消了物理層次上的分區劃分,而是將線路分成了若干個通過數據庫預先定義的線路單元,每個單元長度為幾米到十幾米之間,移動閉塞分區即由一定數量的單元組成,單元的數目可隨著列車的速度和位置而變化,分區的長度也是動態變化的。線路單元以數字地圖的矢量表示。如圖2所示,線路拓撲結構的示意圖由一系列的節點和邊線表示。任何軌道的分叉、匯合、走行方向的變更以及線路的盡頭等位置均由節點(Node)表示,任何連接兩個節點的線路稱為邊線。每一條邊線有一個從起始節點至終止節點的默認運行方向。一條邊線上的任何一點均由它與起點的距離表示,稱為偏移。因此,所有線路上的位置均可由[邊線,偏移]矢量來定義,且標識是唯一的。邊線e7連接節點n5和n6,默認方向為從n6到n5方向;節點n5與邊線e7、e8和e11相連。
移動閉塞系統中列車和軌旁設備必須保持連續的雙向通信。列車不間斷向軌旁控制器傳輸其標識、位置、方向和速度,軌旁控制器根據來自列車的信息計算、確定列車的安全行車間隔,并將相關信息(如先行列車位置、移動授權等)傳遞給列車,控制列車運行。
3 結語
通過與香港地鐵運營培訓公司的合作調研分析,并通過模擬實踐操作,更深刻地體會到不同制式下的應用。可以看出,在固定閉塞、準移動閉塞中是利用前行列車所在分區的始端作為后續列車行車的觀測點,在這種技術中分區的設置對行車的速度、密度等起著重要的作用;在移動閉塞中采用先進的通信方式進行大容量的地-車信息雙向傳輸,能夠實現列車精確定位,后續列車以前行列車的尾部作為觀測點,大大提高了行車的密度,縮短了行車間距,易于實現無人駕駛。
參考文獻
一、高職高專城市軌道交通控制專業分布情況
全國共有30所院校開設了此專業,而東北地區僅有5所,這遠遠滿足不了東北地區城市軌道交通通信信號技術行業對人才的需求。
二、高職高專城市軌道交通通信信號技術專業招生與就業崗位分布情況
近三年來東北地區的5所院校在校生人數基本維持在900人左右,招生數基本維持在300人左右。而從該專業畢業生就業的崗位分布情況來看,絕大多數都專業對口,其中吉林鐵道職業技術學院和遼寧鐵道職業技術學院的畢業生主要分布在各鐵路局的信號檢修員崗位,哈爾濱職業技術學院、長春職業技術學院和吉林交通職業技術學院的畢業生分布則以哈爾濱地鐵、長春輕軌、沈陽地鐵為主,以鐵路局為輔。
三、高職高專城市軌道交通通信信號技術專業教學存在的主要問題
因為每個學校的條件和基礎都不相同,所以在課程設置上的側重點也不同。但在課程設置上都存在一個共性的問題,就是實踐動手部分不夠突出。實訓條件是各個學校差距最大的地方,有的學校實訓條件非常好,有各種真實設備,但有的學校連模擬軟件都沒有。師資情況對于一些老的鐵道院校來說擁有較強的實力,但對于其他院校來講面臨著匱乏的窘境。
四、我國高職高專城市軌道交通通信信號技術專業教學改革建議
1.專業培養目標與專業方向調整建議。培養目標:本專業面向城市地鐵、國有鐵路、地方鐵路、信號工程公司等單位,培養掌握軌道交通通信和信號方面的專業知識,具備從事軌道交通通信和信號設備的檢測、維護與管理所需要的專業技能,并具有較強綜合實踐能力的有文化、技能型、高素質人才。專門化方向:通信信號技術。
2.專業課程設置的原則建議。根據對走訪企業人才需求反饋情況分析,企業需要的是具有一定理論基礎、具有可持續發展的高素質、技能型人才。因此,課程體系應包括素質類訓練、基礎類課程、專業基礎課程、核心課程及拓展課程,人才培養應遵循做實基礎、形成特色、提升能力這樣一條主線。