城市轨道交通设计

城市轨道交通设计（精选12篇）

城市轨道交通设计 第1篇

随着我国经济的飞速发展, 关系到国计民生的交通行业也得到了空前的建设, 而作为相对节能的城市轨道交通来说, 其能源利用率与世界先进水平相比, 还是略显偏低, 因此, 必须建立适合我国国情的交通发展模式, 不断提高能源利用效率, 以小的资源消耗提供更多更好的运输服务。

以有轨电车为例, 作为一种中等运量的交通运载工具, 是城镇化战略中公共交通体系的重要组成部分, 是节能环保型交通运输装备体系的典型代表。有轨电车道路摩擦阻力低, 以电力作为动力源, 与混合动力车辆、蓄电池车辆、天然气公交车辆相比, 能源利用率更高, 故障率更低。有轨电车的引入势必会有利于提高公共交通出行的准点率, 进一步提高道路通行效率, 进而全面提升城市轨道交通系统的运行和能源利用率。

有轨电车交通系统的能耗主要包括列车牵引制动、车站动力照明和车辆基地检修设备运转等, 而且主要为电力消耗。总消耗中, 车辆运行能耗占项目总能耗的大部分, 因此, 从节能的角度考虑, 有轨电车交通系统的节能重点应是合理的车辆运行及调度。

2 线上线下节能设计

1) 线路方面。考虑到线路要求的平顺性, 线路设计时应尽可能采用较大曲线半径, 避免因小曲线半径引起列车临时的制动和加速, 容易造成瞬间能耗的增加。

2) 车辆方面。还是以有轨电车为例, 车辆的走行部有钢轮钢轨和橡胶轮胎两种形式, 橡胶轮胎车辆运行时需要克服较大的摩擦力, 而钢制车轮与钢轨接触时, 其摩擦系数相对较小, 两者相比, 采用钢轮钢轨模式对于节约能耗有很大优势。同时, 建议车辆采用灵活的编组方式, 根据客流情况随之改变车辆编组, 或是根据客流的潮汐特性编发不同编组车辆, 避免出现长编组车辆空跑情况, 也能起到一定降低能耗的作用。

3) 行车组织和运营方面。城市轨道交通的规划、建设和运营一般都要经过严格的预可研阶段, 具体问题具体分析, 针对线路走向的客流分布特征, 同时从以人为本的角度出发, 考虑旅客乘坐的舒适度, 设立合理的定员标准。同时, 行车交路也要满足各线站预测期的高峰小时的最大断面客流量的运能需求, 以免造成拥堵进而酿成事故;进入客流低峰时要能灵活的对车辆编组进行调整, 以免造成不必要的运能浪费。

3 供电系统节能设计

供电系统牵涉到的方面很多, 各方面都应进一步采取节能设计。

1) 牵引变电所。要合理设置牵引变电所数量及间距。牵引供电系统在具备条件时应优先选择双边供电或大双边供电, 避免单边供电, 减少牵引系统损耗。牵引变电所容量按照近期负荷进行配置, 在满足近期需求的情况下预留远期实现条件。

2) 牵引系统。牵引系统上下行走行轨应设置均流线, 进而降低牵引系统阻抗, 达到减小牵引系统损耗的目的。

3) 输配电系统。应使降压变电所靠近负荷中心, 减小配电电缆的长度, 合理确定电缆截面, 减少低压配电系统的线路损耗。合理确定配电变压器容量, 使变压器高效运行。

4) 电缆敷设。合理确定电缆敷设路径, 避免电源出现返送电而加大配电电缆的长度。

5) 照明控制。根据功能分区和使用要求的不同, 照明控制应集中控制、分散控制和自动控制相结合, 根据需要开启与关断部分照明灯具, 为节约用电创造条件。

6) 无功补偿装置。对于荧光灯等功率因数较低的设备采取无功就地补偿方式, 并在降压变电所采用集中无功补偿装置, 降低线路损耗。

7) 设备选型。选用高效节能灯具;选用低损耗牵引变压器和配电变压器;建议设备专业采用变频节能等机电设备。

4 建筑及相关配置节能设计

1) 车辆基地建筑设计要具有良好的朝向、良好的自然通风、立体绿化系统等。车辆基地建筑应采用简单规整的体形, 尽量缩小体形系数;设计中宜采用合适的窗墙比;建筑设计应采用活动 (或固定) 遮阳, 可减少夏季空调的使用时间, 进而降低能耗;建筑围护结构要采取保温隔热措施, 并要符合相关标准要求。车辆段厂房宜采用屋顶自然通风器, 这样就可以利用风压、热压进行室内通风换气。有条件的基地、站段、车站的顶棚可采用光伏玻璃, 白天不影响采光还能储存太阳能, 可用于夜晚部分地段的照明用电。

2) 给排水系统。为了有针对性地实施节约用水, 建议各独立场所单独加装水表, 督促各方自觉节约用水, 并为给水阀加装节水阀门。生产、生活用水直接由市政自来水供应。尽量选用国家推荐的节水型卫生器具, 节水有助于节能。所有水泵均采用高效泵, 按高效工作区进行选型, 严格控制富余水头值, 选择低阻力的系统组件 (如管道、阀门、水处理器、过滤器等) 来降低系统的扬程等措施来实现系统节能。建立雨水回收系统, 作为绿化灌溉和道路冲洗用水, 节约水资源。

城市轨道交通设计 第2篇

南昌轨道交通有限公司（NanChang Rail Transit Co., Ltd.，英文简称NCRT，以下简称征集人，企业简介请浏览官网）是南昌市从事城市轨道交通融资、建设、运营、管理、开发“五位一体”的综合服务提供商。为更好塑造南昌城市轨道交通形象，由江西省美术家协会平面艺术设计委员会协办，面向全国专业设计机构和个人公开征集南昌城市轨道交通标识（含标准图形、标准字体、标准色彩及标准组合）设计作品。

一、征集时间

即日起至2012年1 月8日24：00。征集时间截止后送达的设计作品均不具有应征资格。

二、设计要求

标识设计作品应包括图案和中英文字体，既要体现城市轨道交通行业特性，又要展现南昌地域特征，还要凸现征集人企业文化精神。

标识设计作品应简洁明快、新颖现代、大气稳重，独特（不得与任何其他商标、企业标识雷同或近似），易用（方便印制

于交通工具和标牌设施上）（特别强调：为确保南昌城市轨道交通标识今后成功注册商标，应征作品应明显区别于其他任何商标与企业标识。）

三、投稿要求

本次征集活动采用电子文件稿投稿，收件电子邮箱： 44423324@qq.com联系人:付小姐；电话:0791-88120623。

电子邮件标题格式“应征南昌城市轨道交通标识作品—作者名”，标识设计作品尺寸：A4,电子文稿格式：jpg格式，分辨率不低于300dpi。可以由单幅图稿表现，也可以由不同色彩的多幅图稿组成。电子文稿送达时间以征集人收件邮箱显示的收件时间为准。

A.标识彩色图案与中英文简称“南昌轨道、NCRT”标准组合效果(色彩模式须为RGB色，注明标准比例和标准色，最多不超过4色。)；

B.详细的标识创意文字说明（500字左右）和图形分解，单独使用黑白样稿应能准确表达含义。

C.标识在站台标牌、地铁车头上的应用效果；

D.注明个人详细通讯地址、电子邮件、电话号码； 附：征集投稿示意图，仅供参考。征集人收到邮件后会及时回复并告知应征作品序号。

允许应征人提供多款设计，为方便独立编号，每件应征作品必须单独提交。）

四、评选办法和奖励方式

本次大赛将邀请省内外业界知名设计师组成专业评审团对作品进行终极评选。评选的入围作品和最终结果将通过省内新闻媒体向公众公布。

征集人先行初选确定入围作品十件各奖一千元，复选根据专家意见从中确定三件中标作品各再奖两千元，如征集人最终从中选择某件作品向国家工商行政管理总局商标局正式递交注册商标的申请，同时作为南昌城市轨道交通标识在相关网站和相关媒体上公布，则重奖该作品作者两万元。应征人参加征集费用自理，所有奖金均为税后。

应征作品如初选后确定为入围作品，在征集人发布入围通知后，应征人须填写《南昌城市轨道标识设计征集活动应征作品创作者承诺书》，并由创作者亲笔签署（创作者为机构的，须由授权代表签署并盖机构公章）。创作者不止一人的，所有创作者必须共同签署，提供个人有效证件的复印件，以机构名义提交作品须提交相应资质证明，同时作品必须及时取得版权登记证明。征集人保留从中标作品中选择一件或不选择任何一

件作为南昌轨道交通标识的权利。所有获奖者均颁发相应荣誉证书。

五、保密约定：

应征人开始创作起至本活动评选结果揭晓止，对其投稿的作品本身(及其创意)严格履行保密义务，不得以任何形式向除征集人以外的他人披露应征作品本身（及其创意）。

活动期间，征集人保留取消违反保密义务的应征人所提交的作品参选资格的权利。如应征人对保密义务的违反致使征集人遭受损失，征集人保留要求该应征人赔偿的权利。

六、特别声明

所有参赛作品必须是具有作者独立知识产权的、未发表过的原创作品。否则引起的法律纠纷及其责任由作者本人承担。征集人将取消作品的参赛资格。谢绝一稿多投，一经发现，征集人将取消作品的参赛资格。

中标作品一经采用，与该作品相关的一切知识产权（包括但不限于著作权、修改权、使用权以及对作品的一切平面、立体或电子载体的全部权利）归征集人所有（作者保留署名权）。征集人有权对成为其标识的作品进行任何形式的使用、开发、修改、授权、许可或保护等活动。

本公告备有简章，简章未明事宜以公告为准，凡应征者均视为认可并无条件接受公告内容，最终解释权归征集人所有。特别声明：征集人除一次性支付本公告规定的奖金外，不再支付任何稿酬和其他一切权利转让费用；独特性审查将贯穿始终，一经发现与其他商标或企业标识雷同或近似，将撤销该作品的获奖资格，且应征人应立即退回全部奖金。

征集人：南昌轨道交通有限公司

协办：江西省美术家协会平面艺术设计委员会

二〇一一年十一月十一日

城市轨道交通设计 第3篇

【关键词】轨道交通；信号系统；设计

城市轨道交通的信号系统是整个城市交通运营中最为重要的任务。如其主要任务是控制列车运行，同时也能对列车的实际运行进行相应的指挥等。可以说，它影响着整个城轨交通的实际运营情况，能影响到它的安全，能关乎它的效益，这是一个至关重要的关键点。而城市快速轨道交通现代化也是社会发展的必然结果，它的最为直接的标志我们可以进行把握，应该是信号系统的实际水平。而设计者的责任也就凸显出来了，其设计的优秀系统方案能利于行车的安全，有效提升道路的整体运输能力。更为直接的是能对行车进行迅速上的控制，能进行相应的准确及时的调度。总之，就是最大化的提高其服务质量。同时，还能有效降低工程投资以及降低工程造价等。

1、系统构成方案

城市轨道交通从本质上来说就是个运输体系，而这个体系具有技术先进的特点，同时还具备一定的自动化水平。信号控制系统的构成要依据整个交通运输情况。

《城市快速轨道交通工程项目建设标准—试行本》对信号系统划分为三个层次：第一层次，主要是设备在运量不大的线路，也或是在行车密度不高的线路上；第二层次，同第一层次恰好相对，其设备在运量相对较大的线路上，在行车密度较高的线路上，一般都可配置列车自动监控，也就是ATS系统，也可配置列车自动防护系统；第三层次，同第二层次较为相似，其设备在运量相对较大线路上等，很多时候都可配置列车自动监控系统或是配置列车自动防护系统，也可配置ATO系统。

在上述内容中，从水平等级来看，第一层次系统配置属最低水平等级。一般其适用线路较为固定，一般只适于行车间隔不小于3 min 的线路。话句话说，如果行车密度相对来说还是较高的。可以依据实际情况，对线路实施的整个系统进行相应的改造或是完善，但是这样就的话其实也是合适的。因为在改造的过程中就必须投入自己，而这样的造成了一定的浪费，进而也会出现一些烂尾工程等；另一方面，机车信号信息量有限。其自动停车装置也不能容纳更多的信息。这也造成了列车运行过程的安全性较不稳定，保障程度不高。更多时候依赖于司机的驾驶，依靠其经验实现。其国产化率水平和工程造价水平也都是呈现两极分化，一个最高，一个最低。此外，还有第二层次的信号系统配置，更为适于行车间隔在2min以上。而其行车安全主要是通过列车自动防护系统提供保障；第三层次的系统配置，它的现代化技术水平相对较高。主要适于行车间隔小于2min的线路运用，由列车自动防护系统来保证行车安全。

2、主要技术方案

2.1设计行车间隔

如今的城市轨道交通的乘客运量相对都较大，其行车密度也很高，这样相应的城市轨道交通工程就应该抓住这一特点，采取有效的办法，如多采取缩短行车间隔方法，进而减少旅客候车时间，相应地也能提高其服务质量。同时，还能减少列车编组辆数，进而最大限度的节省工程投资。然而受到信号ATP系统技术等诸多因素的影响，其正常的行车间隔的缩短也是有限度和范围的。

我们可以参照发达国家城市轨道交通的运营的成功经验，利用信号ATP系统。可以说，客流量如果在某个特殊时段内，增加到了预测高峰值的130%时，这样ATP系统还是可以满足运营采取的临时措施。如，临时增加运营列车等措施。表1以某一条线路运营方案为例予以说明。

而在对这两种方案进行分析后，我们知道，这两种方案都能满足其运量的要求。但是，方案A和方案B的单向运输能力与高峰小时单向最大断面客流量比分别为1.00和1.08，也就是说这个数值还是存在差异的。整体上，从信号系统设计角度分析出方案B应该是更为优化的，也是更为科学的，相对来说方案A还存在一定的缺陷和不足。

当然，在实际的工程运用中应结合线路近、远期运量，同时也要考虑到工程实施方案，结合ATS调控能力等，这些综合因素都需要注意。在此基础上，才能设计行车间隔，才能保证其能满足运营要求，同时还能最大化节省工程投资。

2.2ATP信息传输方式

一般来说，我们更为关注的是列车运行安全。而提供为其提供最为有效的保障的应该有很多环节或是关键设备。而ATP系统相对来说又是其最为关键、也是最为重要的设备。一般都是由轨旁设备，当然也必须包括车载设备等，由他们共同组成了ATP系统。在列车的运行中，其信息的接收途径相对单一，一般都主要通过地面ATP设备来实现。

而连续式的ATP设备主要是接收地面信息，基本都是利用轨道电路，也有的是利用连续敷设的电缆来实现的。其特点也比较明显，信息传递实时性相对高，同时其技术也相对复杂，进而造成了其造价也相对昂贵一些。点式ATP设备主要是通过地面应答器，也有的是通过点式环线等，实现列车的地面信息接收。但是，其具备实时性相对较差的特点，相对来说其技术较为简单，当然造价也相对低廉一些。

我国的现有地铁交通情况还不够理想，也可以说其实际情况还存在较大的不足。其特殊性也较为明显，在个别时期的运量非常之大，其行车密度也相对较高。还有就是在地铁隧道内的驾驶条件还不容乐观，这些实际问题很是明显。而这些特点也都是需要我们关注的。而依据这些特点就可采用连续发码方式的ATP系统，这也最为有效的，也是最为适宜的。

如今，点式ATP技术不断发展，其具体应用也越来越多，越来越合理。如在城市轨道交通工程中就能有效采用点式ATP设备。目前，较有代表性的西门子公司ZUB120点式ATP系统的主要技术指标如下：

·传输制式移频键控（FSK），串行

·传输速率50k-1

·传输间距130～210mm

·电码可靠性循环码多次判断，海明距为4

·电码长度可编程有用比特96位

·機车设备平均故障间隔时间2×104h

·地面应答器平均故障间隔时间9×105h

点式系统控制实时较差的缺点不容忽视，其还缺乏紧急停车功能等。而这些问题都应该想法解决，一般通过接近连续式发码方式就能进行一定程度上的弥补。如，上海莘闵轻轨交通线是我国第一条城市轻轨线路，在这一系统中就按点式ATP系统来实现其特有设计。而，最新的点式ATP系统打破了90s行车间隔限制，更为重要的是这一系统实现了自动驾驶的目标，具备独特的功能。

3、小结

总之，系统构成以及技术方案相继确定，那么信号系统也就随之构成，或是说基本上就定型了。然而这还不是一个良好的系统，在设计的过程中还需要注重很多的细节问题。因为这些细枝末节会影响到这个系统，正所谓牵一发而动全身。此外，在设计过程中，更应该关注城市轨道交通信号系统的特殊技术指标。这是其设计情况的最为直接的体现。

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城市轨道交通无线覆盖设计新思路 第4篇

轨道交通通信系统包含众多子系统, 如传输系统、公务电话、专用电话、无线通信等, 不一而足。这些系统各司其职, 或以保障轨道交通的正常运营为职责, 或面向乘客, 满足乘客的需求。通信系统的先进性与完备性, 不仅代表了轨道交通技术水平的先进与否, 更体现了轨道交通的人性化程度, 在众多子系统中, 无线通信系统是最能体现先进性的一个重要系统。

1 轨道交通无线通信系统概述

根据面向用户类型的不同, 轨道交通无线通信系统通常可分为专用无线通信系统、公安 (消防) 无线通信系统及民用无线通信系统三大部分。

所谓专用无线通信系统, 就是轨道交通内部独有的, 仅为轨道交通内部运营管理维护人员服务的系统。专用无线通信系统是辅助轨道交通指挥调度的工具, 轨道交通各调度员、值班员、列车司机以及各移动作业人员通过该通信系统实现彼此之间的语音通话以及文字消息甚至多媒体信息的收发。鉴于轨道交通内部通话的特点, 目前已建成以及在建的轨道交通线路中专用无线通信系统均采用800MHz的TETRA集群通信制式。

公安 (消防) 无线通信系统是为在轨道交通范围内活动的警务人员及消防人员提供无线通信服务的系统。由于目前国内大中型城市均已在地面上布署公安及消防部门专用的无线指挥调度系统, 轨道交通公安 (无线) 消防系统仅需将地面公安/消防无线指挥调度系统的信号引入至轨道交通地下线路区间、地下车站等地面信号无法到达的区域, 实现地面与地下的互联互通。轨道交通公安 (消防) 无线通信系统可被视为地面公安/消防无线指挥调度系统在轨道交通内的延伸, 故而轨道交通公安 (消防) 无线通信系统多采用与地面公安/消防无线指挥调度系统一致的制式。我国各地既有公安/消防无线指挥调度系统方案多采用350MHz模拟集群+350MHz常规通信方案。但近年来, 随着频率资源的日益紧张, 公安、消防部门对于集群系统数字化的诉求越来越强烈, 我国公安部牵头开展了拥有自主知识产权的警用数字集群 (PDT) 标准。随着PDT标准的制定, 各地公安模拟集群指挥调度系统将会逐步开展数字化改造, 在建的轨道交通公安 (消防) 无线通信系统将采用350MHz PDT数字集群方案进行建设。

民用无线通信系统 (也称为移动通信引入系统) 旨在将地面既有各大电信运营商信号引入至轨道交通内, 并完成对地下线路区间、地下车站等区域的信号覆盖, 满足民众在轨道交通地下空间内的移动通信需求。民用无线通信系统引入的信号需涵盖移动、联通及电信三大运营商的2.5G、3G系统信号, 随着4G系统在全国的大规模布署, 4G系统信号也应纳入民用无线通信系统引入范围, 从系统频率上来看, 民用无线通信系统工作频段应涵盖800MHz-2.6GHz频段。

2轨道交通无线通信系统常规覆盖方案

对于无线通信系统而言, 决定系统使用效果的关键因素有两个, 系统制式和信号覆盖效果。因此, 为了保证系统功能的正常使用, 在做系统设计时, 需重点关注信号覆盖方案。

鉴于三大无线通信系统参数的不同以及系统之间隔离度要求, 专用无线、公安 (消防) 无线以及民用通信系统的信号覆盖均独立进行, 不共享区间及站内信号覆盖, 且彼此之间保持间距。

轨道交通无线通信系统覆盖区域可划分为车站、线路区间和车辆段/停车场三大块。其中, 车辆段/停车场多为地面空旷敞开的区域, 仅需考虑专用无线通信系统信号的覆盖, 在车辆段/停车场的室外空间, 可以采用屋顶室外天线进行信号覆盖, 在库内弱场区可以采用室内分布系统进行覆盖。

对于车站, 通常采用室内分布系统完成系统信号的覆盖。在地下车站, 专用、公安和民用无线通信系统分别在车站吊顶内设置全向吸顶天线, 完成本系统信号的覆盖。对于地面/高架车站, 一般情况下地面公安和民用无线通信系统信号可以覆盖车站主要区域, 因此只需要设置专用无线通信系统的天线即可。

由于轨道交通线路呈链状结构, 为保证区间信号的稳定均匀覆盖, 保证通信质量以及通信的连续性, 轨道交通线路区间多采用漏泄同电缆进行信号覆盖。鉴于轨道交通地下线路通常为相互独立的双管隧道型式, 需在双向隧道内为专用无线、公安 (消防) 无线及民用无线通信系统分别敷设漏缆, 同时为了避免系统上下行信号之间的干扰, 民用漏缆为两根, 分别为上行信号链路与下行信号链路使用。因此单侧隧道区间内, 共有4根漏缆。

工程实施时, 隧道内4根漏缆通常按照专用漏缆、公安漏缆和民用漏缆的顺序由高至低固定在隧道壁上。为保证系统之间良好的隔离度, 每条漏缆之间间距不小于350mm。为了保证乘客在车厢内接收及发射信号的效果, 民用漏缆的高度应接近列车车厢窗户的高度, 以便于信号穿透车窗玻璃进入车厢内部, 因此民用漏缆通常安装在距轨面高度约1600mm—2000mm的位置。按照以上原则, 结合区间限界要求, 隧道区间漏缆一般如图1布置。

在地面及高架区间, 一般不用考虑公安 (消防) 无线和民用无线通信系统的信号覆盖, 因此仅在双向线路各敷设专用漏缆一根, 通常敷设于路中疏散平台下方或是线路外侧护栏上, 如图2中所示。

3 轨道交通无线通信系统覆盖新方案

前文提到的覆盖方案是近年来轨道交通行业内最主流的方案, 采用该方案可以满足绝大部分轨道交通线路的覆盖要求。但是近年来, 随着轨道交通行业的飞速发展, 轨道交通线网规模不断扩大, 线网由中心城区向郊区甚至是周边城市辐射。越来越多的市郊线和城际线被纳入规划建设范围, 这类线路具有几大特点, 线路多位于远城区, 多为高架线路, 站间距大。在这些线路周边, 地面公安/消防指挥调度系统的信号覆盖不一定完善, 甚至可能没有信号覆盖。因此即使线路是高架或地面线路, 也需要考虑公安/消防无线信号引入及覆盖工作。

某地的一条连接机场和郊区线路, 90%的线路为高架线路, 全程均为长大区间, 平均站间距约10km, 最长区间全长约18km, 区间中段跨越一个长湖, 跨水面上的线路长度约12km。作为一条典型的市郊线, 该线经过的地区多为农田和鱼塘, 站点设置在公共交通不太发达的村镇附近, 沿线大部分区域没有公安/消防无线指挥调度系统的信号, 需考虑公安/消防无线通信系统的信号引入和覆盖。

对于车站信号覆盖, 仍可沿用常规方案, 即设置车站室内分布系统进行信号覆盖。但是对于线路区间, 如果仍旧采用漏缆方式进行覆盖, 就不太合适了。

首先从技术角度对漏缆方案进行分析计算。

假定采用以下参数:

基站输出:40d Bm最小接收电平:-85d Bm

移动终端输出:30d Bm最小接收电平:-88d Bm

列车屏蔽:5d B

人体屏蔽:5d B

器件插入损耗:9d B

配线电缆损耗:1.5d B

根据以上参数得出, 上行漏缆所能允许的最大损耗为104.5d B, 而下行漏缆所能允许的最大损耗为97.5d B。

经计算得出, 对专用无线通信系统而言, 采用漏泄同轴电缆可以覆盖长度不大于2.3km的区间, 如果区间长度超出2.3km, 则需要在区间增设直放站设备进行信号中继。对于公安/消防无线通信系统 (350MHz) 而言, 采用漏泄同轴电缆可以覆盖长度不大于2.8km的区间, 如果区间长度超出2.8km, 则需要在区间增设直放站设备进行信号中继。

根据线路概况, 本线的每个区间长度都超过2.3km, 因此每个区间都需要设置专用和公安光纤直放站设备, 粗略估算下, 最长的区间甚至需要设置约24处直放站设备。从投资的角度来看, 采用漏缆方案, 除了要考虑区间中继设备的费用外, 还需要考虑中继设备所需的光缆及供电电缆费用及施工工程量的增加。

而从施工的角度来看, 该线在桥梁中间未设置疏散平台, 漏缆只能安装于线路外侧的护栏上, 由于护栏高度的限制, 区间安装条件非常紧张, 在安装强弱电电缆托架后, 剩余空间基本上无法在保证安装间距的前提下同时敷设两条漏缆。而且跨湖段区间大部分线路在水面上, 对于区间设备及线缆防护要求高, 尤其是防水、防潮、防腐蚀性能, 对于施工工艺的要求也相应提高, 区间维护点过多, 后期的维护难度也比较大。

在这种情况下, 谋求一种更加合适的信号覆盖方案成了当务之急。经过计算和分析, 本工程可以考虑采用空间波方案, 即采用室外定向天线+铁塔的方式进行覆盖。

首先, 从技术的角度分析空间波方案是否可行。针对空间波 (150~1500MHz范围) 覆盖的计算, 采用的是Okumura-Hata模型算法。Okumura模型属于“统计”类计算方法, 是根据Okumura曲线图所作的经验公式, 它以市区传播损耗为标准, 在其它地区以此基础进行修正, 其空间路径损耗中值标准公式为:

Lm:收发天线之间的空间路径损耗中值

ht:基站发射天线高度, 有效高度30~300m

hr:移动台接收天线高度, 有效高度1~10m

d:收发天线距离, 即基站覆盖半径

a (hr) :移动台天线修正因子

对中小城市, 修正因子为:a (hr) = (1.1log fc-0.7) hr– (1.56log fc-0.8) d B

对于郊区的覆盖损耗, 标准的Okumura-Hata模型公式修正为:

对于平原开阔地区的覆盖损耗, 标准的Okumura-Hata模型公式修正为:

由实际应用可知, 在d (基站覆盖半径) 超过1km的情况下, Okumura-Hata模型的预测计算结果与原始Okumura模型统计结果非常接近, 适用于中大区制移动通信系统覆盖预测。

系统增益SG=Pt+Gt+Gr-Pmin, 式中Pt为发信机输出功率 (d Bm) , Gt为发信天线增益 (d B) , Gr为接收天线增益 (d B) , Pmin为最低接收保护功率, 即设备接收灵敏度 (d Bm) 。

除去系统余量, 系统增益与系统损耗之间保持平衡, 系统损耗计算式如下:

式中Lm为空间中值路径损耗 (d B) , K为各种校正因子总和 (d B) (如人体损耗、环境衰落余量等) , Lt为发信端附加损耗 (d B) (包括馈线、外接合路器及匹配损耗等) , Lr为接收端附加损耗 (d B) (包括馈线、外接分路器及匹配损耗等) 。

那么, 只要参数选定合理, 就可以根据Okumura-Hata模型可以计算出基站的小区覆盖范围。

对于专用无线通信系统而言, 假定以下条件:

基站天线高度:40m

发射功率:基站25 W、手持电台1 W、车载电台3.16 W

基站天线增益:20d Bi

手持电台天线高度:1.5m

车载电台天线高度:2m

中心频率:800 MHz

在市区中, 95%覆盖率时的手持电台空间路径损耗中值为138 d B;

基站 (市区环境, 天线挂高40m) :手持电台室外覆盖半径约为4km, 车载电台室外覆盖半径约为6.5km;

基站 (郊区环境, 天线挂高40m) :手持电台室外覆盖半径约为5km, 车载电台室外覆盖半径约为7km。

对于公安 (消防) 无线通信系统而言, 中心频率为350MHz, 可得出:

基站 (市区环境, 天线挂高50m) :手持电台室外覆盖半径约为5km, 车载电台室外覆盖半径约为7km;

基站 (郊区环境, 天线挂高50m) :手持电台室外覆盖半径约为7km, 车载电台室外覆盖半径约为8km。

对于轨道交通线路而言, 车载电台的覆盖指标是最有参考意义的, 从计算结果可以看出, 公安无线通信系统覆盖数值优于专用无线通信系统, 如两者共用天线铁塔, 可参照专用无线通信系统的覆盖指标进行设计。

本工程平均站间距约为10km, 除了最长的区间外的其它区间长度都在13km以内, 可在车站附近架设50m铁塔 (天线距轨面约40m) , 铁塔上安装高增益定向天线向线路区间发射信号满足区间覆盖要求。本工程的设计难点是最长区间跨湖段的覆盖设计, 由于跨湖段湖面上的桥梁长度将近12km, 对于区间信号的覆盖以及区间设备的安装、数据传输和供电都是一个挑战。在对这段线路进行研究后, 发现这段线路在湖面的部分基本上是直线, 可考虑在车站与湖边各设置基站和50m铁塔, 由湖边的基站通过定向天线对射完成湖面线路的信号覆盖, 对于信号在水面上的反射可能带来的多径效应问题, 可以通过采用窄波束定向天线来解决。

从投资角度分析, 相对于漏缆方案, 空间波方案区间中继设备少, 光电缆数量及相应施工量也少, 但是要考虑设置铁塔的费用, 区间基站及铁塔的设置也许还会涉及到征地拆迁的问题。从施工及维护角度来看, 空间波方案的施工量比漏缆方案少, 区间维护点少, 维护的工作量也减少。

结合本线的实际情况, 由于本线是一条市郊线, 沿途经过的地区大多为空旷的田地或是鱼塘, 距离线路最近的村镇也有几百米间距, 在线路附近架设铁塔对周边居民生活影响较小, 此外, 除跨湖段区间外, 其它铁塔基本上都跟随车站设置, 可以设置在车站红线范围内, 无需另行征地。而在跨湖段区间, 经过与供电专业的配合, 区间铁塔跟随区间变电所的位置设置, 在变电所内预留基站的安装位置, 并在变电所征地范围内设置铁塔, 不仅避免了铁塔征地的工作, 还可以解决基站设备供电的问题。

4 结语

综上所述, 空间波信号覆盖方案可以说是轨道交通线路区间无线信号覆盖的一个新思路, 针对站间距大、以地面或高架区段为主的郊区或城际轨道交通线路来说, 空间波方案比现有漏缆方案更简单, 工程投资和施工难度更低, 不失为一种好的选择。

摘要：简要介绍了城市轨道交通无线通信系统组成、制式以及现有主流无线通信覆盖方案。结合某市一新建轨道交通市郊线路工程情况, 提出基于空间波的区间信号覆盖优化方案, 根据Okumura-Hata模型对方案的覆盖指标进行计算分析。最后从工程投资及工程实施的角度将空间波方案与现有方案进行对比, 确认空间波覆盖方案的可行性, 并得出结论空间波覆盖方案是对应高架轨道交通线路无线覆盖设计的一条新思路。

关键词：无线通信,信号覆盖,空间波

参考文献

[1]Hata, Masahuaru, Empirical Formula for Propation Loss in Land Mobile Radio Services[J].IEEE Transactions on Vehicular Technology, August 1980, 29 (3) :317-325

[2]张鑫, 杨明华.基于城郊环境下Okumura-Hata预测模型的校正与实现[J].通信技术, 2008 (6)

城市轨道交通设计 第5篇

1.对工程重大风险进行工程设计交底，

2.对重要周边环境影响区域进行风险影响分级，共同参与编制周边环境保护措施，

3.制定工程重大风险预警控制指标，明确现场监控监测要求。

4.参与制定施工注意事项及事故应急技术处置方案。

5.配合施工进度进行重大风险沟通与交流。

6.参与建设单位风险管理，检查现场施工注意事项落实情况。

7.指导审查施工单位风险管理方案、处置措施与应急预案。

城市轨道交通设计 第6篇

前言

本人自毕业以来，一直从事着建筑施工图、效果图和工程方案设计工作。通过努力推动理想和现实进一步完美结合，更高兴的是与个人先期职业规划非常相符，职业加爱好顺势互补。斗转星移已历经了六年雨雪风霜的检验，沉淀的是经验，发扬的是经典。闲暇之余结合工作特性，进行了长时间求知探索，对于工程方案主题的制定，工程设计理念的形成，进而加入色彩元素的运用，来实现完成工程目标，最终达到工程体现所在城市的历史文化.、商业文化、艺术文化等明确目的。逐渐积累些许经验，愿与业内同行、学友、互动共勉。

一、方案主题

车站装饰设计规划需要综合多方面因素，方案主题思路制定准则要贯穿在每一条线路和各个站点，而每个站点都要有的放矢的突出独特的个性和特色。

1号线 体现寓意《新中国》方案主题。地铁1号线沿长安街展开，贯穿北京的东西方向中軸线，其地面上分布有几乎所有代表国家历史、文化和富强形象的构筑物。从政治、经济、历史、科技、文化、艺术军事等多方面展现新中国复兴之路的深远寓意。

2号线 位于老北京的旧城墙城门旧址上。城墙虽然于上世纪大部分已拆除，但仍然保留有部分城墙和城门，是作为历史文化名城的重要标志。在其地下还原北京城墙，城门、历史和文化，既具有现实性又具有必要性。

4号线 是北京向南发展的延长线.，新城核心区域，用色彩条带装饰象征动脉主题，为区域城市化进程提速，给其区域增添活力，体现《兴动脉一新动脉》主题思想。

5号线 围绕《活力亦庄》主题展开全长23.2公里共计14座车站，其中8座高架站6座地下站。基于总体规划中的定位和沿线富于变化的城郊风貌.主题装修设计以《活力亦庄》为方案创意主题，打造反映亦庄产业新城的独特活力空间。

6号线 是第二条贯穿东西的交通大动脉真正穿越老城内部中心的线路，此线路展现了城区间不同的文化特点发展偏向，是整个城市发展的记忆和未来。该线是连接历史和未来的一条长廊，方案主题为《京城连廊》意寓非凡。

二、设计理念

把握尊重历史文化、强调通用化、艺术化、简约化等创意构思，明确分段节奏与色彩运用，将老北京红墙青砖历史背景融入设计理念之中，展示廊之韵、砖之韵核心理念。

1北海北站（站点）位置特点。车站里的三个通道墙体在色彩上与地上相近的构筑物呼应，因此车站的使用者在站台上即能够意识到与地面建筑的相对位置，从而更好的引导客流到达那座《藏着的北海》设计理念。

2.南锣鼓巷（站点）位置特点。北京最古老的街区之一，北京保护最完整四合院区。明、清以来这里一直都是富人区，很贵气、优雅的内涵这里的每一条胡同都有丰富的文化积淀，每一个院落都诉说着老故事。

3.地铁东四（站点）位置特点。东四自古以来就是商业集市区，古典美与现代美的结合体验主流与非主流、灰色韵味和色彩的冲撞是东四低调，古朴中彰显的个性，是理应重视体现的设计理念。

4.朝阳门（站点）位置特点。以前是老北京内城九门之一，位于二环古城墙保护带上，是2号线的新城与旧城分界线，是城市发展的里程碑，设计理念定位于《天际线》。

5国贸站（站点）突出商务办公区现代而简洁的特色，反映快速而现代的城市节奏，以横线条造型为主，建筑材料运用玻璃砖为维护结构，产生通透和体量感小的效果，具有时尚和信息媒体时代特色。

6.农展馆站（站点）地处使馆区和农展馆地标建筑环境，强调大方、简洁、稳重的风格，以现代感的造型设计，结合中国传统特色的窗格元素.寓中国文化于时代气息，体现大国风范。

7.花园东路（站点）以自然通透的形象与元大都城墙遗址公园的氛围相融合，起到塑造园中景观小品的作用，木材饰面增加亲切感和自然气息，给现代人们一种悠然拥抱大自然的设计理念。

三、色彩运用

色彩运用已作为城市建筑，装饰景观中的重要组成因素，运用得当可返映出一个地区的历史地方特色.和文化传统.以及创造新的都市文化，起到越来越重要的作用，发挥其独特优势，拉近视觉造型环境和人之间的关系，色彩运用中必须处理好整体与个体的关系，重在把握基调，注意整体性，而后在个体或局部发挥个性，在统一中寻求变化之美。

地铁国贸（站点）色彩运用。以浅色为主，配以鲜明的信息版色彩和光电效果，使其具有时尚和信息媒体时代特色。

农展馆站（站点）局部运用墨绿色彩，顶板和侧板则使用暗红色彩与农展馆的绿色玻璃相呼应，置身其间.，联想朴实贴近自然的原始状态，产生绿色自然田园之美感。

3.黄庄站（站点）色彩运用。以淡蓝色为主，简洁的横线条.加之玻璃斜向拉杆的细节处理，凸显精致光滑的质感效果与中关村科技园区氛围相融合。

四、结束语

本文是以实际设计工程为例，阐述的工程方案主题构思和建立在此基础上的创意设计理念及运用色彩文化元素所表现的特色、创新、效果三部曲，综上所述在对待一个系统工程时一定要从整体考虑，进行全面分析，统一认识.，善于运用已有资源充实自己，扎实行进每一步，只有这样才能更加有效完成企业赋予的使命和历史责任。由于文章篇幅有限，仅作综合性叙述，不尽之处，敬请见谅。

城市轨道交通安全设计及评价研究 第7篇

衣食住行是人们所最关切的事情, 其中交通的便捷和安全性早已成为出行必须要考虑的问题。传统的交通安全研究致力于事故多发点判别、事故致因分析和安全改善措施的选取, 分析已有的数据我们发现, 交通设施的安全性在一定程度上可以减少交通事故的发生, 但却无法从根本上解决问题。也因为交通安全问题不是一个单因素问题, 为是一个综合的复杂的问题, 其中的各个因素要协调配合方能将事故的发生降到最低。考虑到交通规划对塑造交通系统的深刻影响, 交通安全应该在规划阶段就得到足够的重视和充分的考虑.近十几年, 国外一些国家已经开始对交通规划产生重视, 并且通过定量研究来分析道路区域属性特征、交通特征及区域其他影响因素与交通安全的关系, 其中以交通分析小区层面的研究成果最为丰富。

一、城市轨道交通安全的必要性

城市轨道交通的安全性, 关系到每一位出行人的生命财产安全, 随着交通方面的迅速发展, 城市轨道交通安全也逐渐引起人们的注意。交通网络的建设已成为一个城市文明程度的象征, 是现代城市不可缺少的一部分。

道路交通与人的生活更是密不可分, 所以保证道路交通的安全通行至关重要, 既有利于经济社会效益, 也同时是人民财产生命安全的保障。城市道路的交通管理问题, 具有很强的现实意义, 和人们的生活息息相关。同时也是人民生命财产安全的重要保证。

二、安全设计原则及注意事项

城市轨道安全设计应根据其方法原则去实施设计, 这样才能最大程度的保证工程的质量以及城市轨道的安全性。所以设计人员在设计的过程中应遵循以下原则及注意事项:

1、在正常使用的情况下要尽量防止由于乘客使用系统而对乘客造成伤害或者危险, 同时要防止系统对运营人员及其他人员的伤害与危险, 同时要防止运营设施及车辆遭受到损害与损失。

2、城市轨道交通车辆与运营设备的选择上要遵循以技术成熟为前提, 保证其安全与可靠性, 满足使用功能, 便于维修, 经济合理。便于乘客使用与操作, 便于识别, 同时要将其设置在便于触及的地方, 同时要保证一旦操作失误不会威胁到使用人员的安全, 在设计的时候要充分的考虑到老人、孕妇、孩子及残疾人等特殊群体, 要让其可以顺利应用该系统。

3、可以人流密集的运营场所的项目位置设置保障城市交通安全运营的标识, 如:警告、提示、禁止等标志。对于起火风险较大的设施, 必须要进行维护, 尽量减少可能的火情蔓延, 对火情及有害燃烧气体与热量的控制上, 要尽量保障有效地疏散措施。

4、地下车站及隧道等电缆不能含有有毒物质尤其是卤化物, 要极大程度的避免由于燃烧而释放的有毒有害气体, 如果发生火灾, 应在最短时间内组织人员的疏散, 保障人员安全。

三、城市轨道交通安全体系建立

3.1安全标准体系结构

标准体系是由为了达到最佳的标准化效果, 在一定范围内建立的、具有内在联系及特定功能的、协调配套的标准有机整体。标准体系可以分解成若干个子体系, 每个子体系由具有内在联系和特定功能的标准组成, 各子体系联合起来形成总体系, 并完成总体系的系统目标。同时, 体系的层次应清晰明确, 针对各子体系所共有的特性设定基础标准, 在各子体系内部应根据标准的涵盖面、个性和共性, 区分为通用标准和专用标准, 从而形成功能全面、层次分明的体系结构。

在国外, 城市轨道交通安全标准体系包括安全技术标准子体系、安全管理标准子体系、安全行为标准子体系, 就是制定有关的方法办法, 来保证各类工程实体因素的安全;通过规定合适的方法和要求, 在管理中对安全进行控制;通过规范的行为准则, 保障建设者和运营操作者的人身安全。在三者共同作用的情况下, 切实保障轨道交通的安全。同时根据城市轨道交通的特点设立基础标准, 在安全技术、安全管理、安全行为三个子体系内部设立相应的通用标准和专用标准两个层次。

3.2安全技术标准子体系

安全技术标准体系主要对应于城市轨道交通工程不同阶段涉及到的各类实体因素, 例如:车辆、信号系统、运营设施等, 从系统安全的角度对各类实体从技术、经济、环保等角度对其功能和技术性指标等做出具体的规定。其内容涵盖了一系列的标准规范, 例如:车辆安全技术标准、运营安全技术标准等。

3.3安全管理标准子体系

安全管理标准体系是通过科学的管理方法, 达到对城市轨道交通的安全控制。它是结合风险管理和过程控制等方法理念而提出的, 在分析城市轨道交通使用周期的基础上, 提出对安全性进行统一的评估和评定。其主要应包括各阶段的安全管理标准、安全评价标准、风险管理标准、应急预案管理标准。

3.4安全行为标准子体系

安全行为标准体系是对城市轨道交通建设和运营过程中所涉及“人”的行为加以规范和控制, 包括对各参与方的安全责任划分、对施工人员或运营人员的具体操作要求、对各参与人员的培训要求、对作业人员所提供的安全保障规定、对参与人员的安全行为评定、对特种作业人员的安全行为操作要求。由于人的行为在事故中起着主要作用, 安全行为类标准就是规定预防和控制这类错误的具体要求, 同时对各个组织的安全行为要求、安全责任划分加以界定, 从而防止事故的发生。

四、评价

通过对我国城市轨道交通现有的相关标准进行系统总结, 初步构建了我国城市轨道交通的安全标准体系。该体系的构建与完善应遵从与现有标准的可协调性、可操作性和适应性、分类指导性, 以及循序渐进、突出重点的原则, 反映安全标准制定的系统性和全寿命周期安全控制的理念, 应包含安全技术标准、安全管理标准、安全行为标准三个子体系, 并在子体系的基础上纵向划分为基础标准、通用标准和专用标准三个层次, 使其内容详略得当, 控制全面。目前我国应从标准现状出发, 进一步明确各层次之间的关系和内容, 梳理目前所需更新以及尚需优先制定的标准类型, 全面完善和健全城市轨道交通安全标准体系已成为当前的

首要工作。此外, 建立健全相应的标准管理机制和运行机制也是标准体系得以完善的必要保障。由于对规划层面的交通安全研究不足, 道路网络特征、区域交通特征及区域其他与交通安全的关系尚不明确, 导致在交通规划阶段缺少可用的方法和工具来评价不同规划方案的安全性。

五、总结

城市轨道交通的安全, 要从最初的设计开始抓起, 合理的设计可以保证工程的顺利投入使用, 减少不必要的不安全因素, 对于城市安全管理具有十分重要的意义, 对强化城市轨道交通安全具有十分重要的意义, 其可以让城市轨道交通安全工程更加系统化、程序化、规范化。

参考文献

[1]曹飞, 刘伟庆, 陆伟东.我国地下轨道交通工程建设标准化分析[J].交通标准化, 2009, (2) :6-9.

城市轨道交通自动售检票系统的设计 第8篇

网络票务管理中心主要实现车票采购、清点, 包装和流通等功能。对可变更的数据, 通过参数控制的方式实现。网络票务管理中心主要由票务总中心, 线路票务中心和车站票务中心组成。 (1) 票务总中心设计:票务总中心的主要功能为制定所有轨道的票务规则, 车票的调配, 通过票务总中心完成对车票的初始化并下发至各个销售网点, 同时对车票的销售情况进行随时跟踪。 (2) 线路票务中心设计:线路票务中心主要负责实现线路间的车票调配, 实现本线路车票的密钥管理以及对车票的销售和自动充值的授权。线路票务中心在独立运行的前提下制定车票发行计划, 采购管理, 车票初始化和二次发行;同时完成本线路车票的预赋值, 分拣以及车票的消毒处理;车票的调配, 补充和回收等工作。 (3) 车站票务中心设计:车站票务中心的主要功能是随时监督车票的销售情况以及旅客的需求, 确保车票的数量, 实现车票的合理调配和利用。通过车站票务中心, 旅客可以随时查询车票的销售情况;车站票务中心还负责实现不同班次列车的交接。

二、线路中央系统和车站计算机系统的设计

线路中央系统是自动售检票系统的重要组成部分, 它主要负责监督整个系统的运行情况, 对票务数据进行整理和审核, 接收网络票务管理中心的车票价格等基本数据, 并将其下载到设备终端, 完成与网络票务管理中心的对账, 并通过网络票务管理中心的命令实现车票的合理调配。

三、权限管理的设计

权限管理是SC系统的核心。通过权限管理, 对授权用户的身份信息进行确认, 只有通过授权的用户才能进入系统进行操作, 确保安全系数。同时, 当出现系统安全问题时, 可以通过对权限的设置防止问题扩大, 权限管理主要包括对权限信息的管理, 主体用户的管理, 客体对象的管理以及权限的设置。具体分析如下: (1) AFC系统的权限信息可用一个树状结构来表示, 通过上下级关系来实现。其内容主要有系统管理权限、用户登陆管理等一般分为可授权与可访问两种类型。 (2) 权限设置的主体为用户, 系统将分为不同的组别, 每个组别可享受的权限级别不同, 每个人也可以拥有自己的权限。 (3) 角色的设置为了对用户登陆等进行更加完善的管理。系统将使用者分为管理员, 普通用户以及游客等类型, 并赋予不同角色不同的权限, 通过管理员进行一定的管理。角设置与权限信息一样, 具有树状结构, 这样可以方便管理。 (4) 组是实现对用户过多或者情况较复杂下的权限管理。组的出现方便了用户权限管理。

四、总结

交通自动售检票系统是实现地铁等交通设施自动售检票的重要手段, 自动售检票系统具有方便快捷, 安全性能高等特点。设计内容包括ACC, LC, SC以及车站终端设备等。自动售检票系统能够帮助工作人员及时分配调节站内车票供给, 方便旅客的查询。旅客可根据自身需要和列车拥堵情况自行选择乘坐班次, 可以有效地使旅客避免高峰期拥堵。目前, AFC系统技术已经被广泛的应用于地铁的交通工具中, 但是并没有完全普及, 这就需要相关工作人员进一步完善城市轨道交通自动售检票系统的设计, 使其更加合理, 应用更加广泛。

参考文献

[1]刘京西, 高洪波.北京轨道交通自动售检票系统的设计及实现[J].铁路计算机应用, 2011, 20 (11) .

城市轨道交通设计 第9篇

上海城市轨道交通在20世纪90年代进行了大规模的信息系统建设, 由于体制问题, 各条线路、各个业务采用的信息系统都不同, 大量数据采用不同存储方式, 产生了大量分散的异构信息源, 至少造成以下问题: (1) 无法实现信息资源的共享, 各信息系统之间连通困难且成本较高, 影响运营部门的实时响应和运营效率; (2) 为实现运营的协调统一管理, 不得不加入人工干预, 降低了系统可靠性, 增加了运营的难度和成本, 同时带来了安全隐患; (3) 缺少有效的信息资源整合和挖掘, 难以为轨道交通在突发事件处理、提高服务质量、提升运营效益等方面的决策和风险管理提供支撑。

通过城市轨道交通信息集成平台的研究, 建立城市轨道交通各应用系统独自产生的多源异构信息资源的整合方法, 以及在整合信息资源的基础上, 构建用于决策支持、风险控制和故障修复的框架、模型及方法, 并开发相关模拟仿真软件、面向乘客的城市轨道交通公共信息发布系统、面向乘客的城市轨道交通导示系统、面向乘客的城市轨道交通一体化智能优化软件和城市轨道交通数据挖掘模拟系统。为城市轨道交通信息系统集成提供基础, 提升城市轨道交通信息利用效率、运营效益和公众满意度。

2 系统的功能设计

根据城市轨道交通信息集成平台的业务和功能需求分析, 本系统将功能划分为:“综合监控”、“安全管理”、“调度命令管理”、“预案管理”、“系统维护管理”五大模块, 如图1所示。

每个模块作为一个子系统存在, 每个子系统下面又对应不同的功能, 以满足业务上的需要。

3 系统功能详细设计

3.1 综合监控

3.1.1 功能设计

综合监控子系统集防灾安全监控、视频监控、运行调度接入于一体, 主要对城市轨道交通固定设备及信息设备进行综合监控。其功能结构如图2所示。

3.1.1. 1 防灾安全管理

其功能包括:基础信息管理、应急预案管理。

(1) 基础信息管理将各类灾害监测基础信息实时地无线接入, 并入库管理。

(2) 应急预案管理对不同类型的灾害应急预案及其启动机制进行管理。

3.1.1. 2 视频监控管理

视频监控管理具体功能如下:

(1) 实时视频图像管理:各单位可以监视到视频监控点的现场实时图像, 提供给不同的部门以供查看。

(2) 录像资料查询:提供按时间、摄像点等进行查询, 方便需方对各种录像资料的调用。

3.1.1. 3 运行调度接入

运行调度接入主要包括运行图查询、车站监视、行车日志查询等功能。

(1) 运行图查询。实现以图形和时刻表方式接入客运专线运营调度系统的基本图、实施列车运行计划图、列车运行调整计划图和实际图。各级用户可查看管辖范围内所有车站的基本图、运行调整计划图、实际图。主要包含以下功能: (1) 基本运行图浏览及查看。 (2) 日实施计划图浏览及查看。 (3) 调整运行图浏览及查看。 (4) 列车实际运行图浏览及查看。

(2) 车站监视。以全景图、单个车站站场或任意选择的几个车站来显示列车车次、列车速度、列车位置、列车早晚点、联锁和列控信息。主要包括以下功能: (1) 列车运行监视。 (2) 车站信息显示。 (3) 列车运行历史数据回放。

(3) 行车日志查询。行车日志查询主要是接入客运专线运营调度系统的行车日志, 行车日志查询可提供列车车次号、列车预告时分、邻站实际出发时分、本站实际到达时分、本站规定到达时分、占用股道号、本站实际出发时分、本站规定出发时分、邻站实际到达时分等信息。

3.1.2 信息流程设计

该模块内部以及与外部模块之间的信息流程如图3所示。

3.2 安全管理

3.2.1 功能设计

安全管理子系统包括问题管理和评价管理功能。其结构如图4所示。

3.2.1. 1 问题管理

(1) 问题库管理。问题库中将问题分为设备安全问题和管理安全问题两类。设备安全问题数据主要是各类影响安全的工务设备在各项检测中发现各类设备问题, 可以通过各类检测数据中需要临修的数据自动获得, 同时将需要临修的灾害信息纳入设备问题之中。管理安全问题数据主要是生产过程中产生的违章、违纪问题及其他管理问题。

(2) 整改追踪管理。对在生产过程中发现的安全问题, 各级单位要及时进行整改。上级检查中发现的问题, 下级要进行整改、消号, 并对整改落实的情况进行反馈。上级对整改情况可进行追踪复查, 如果整改合格, 则予消号。对于经过整改、跟踪、复查仍不达标的问题需要重新纳入问题库进行再次整改。

(3) 事故案例管理。展示集团、运营中心、车站及线路的各类事故和各调度指挥中心、各站、班组的事故苗关、严重违章违纪和典型的违章违纪的情况。

3.2.1. 2 评价管理

该模块中设置了重点工作管理、安全管理评比和安全管理业绩3个功能。

(1) 重点工作管理:对安排的重点工作及落实情况进行考核管理。

(2) 安全管理评比:对运营安全状况进行评比统计。

(3) 安全管理业绩:动态地对各级单位的安全天数进行统计, 并对各类安全问题进行多种统计分析。安全天数在大屏幕进行动态显示。

3.2.2 信息流程设计

该模块内部以及与外部模块之间的信息流程如图5所示。

3.3 调度命令管理功能设计

调度命令管理模块是调度集中系统中重要的一部分, 负责调度命令的生成、发送、签收、打印、查询等一系列操作, 提供了方便的操作模式和强大功能。为了尽量减少操作人员的工作量, 采用了数据字典选项方式来解决大部分的字段输入, 在命令正文方面也提供了方便、可分级的命令内容模板以及常用词汇的选填功能, 以不同的色彩区分用户输入的内容, 大大方便了操作人员的使用。

该系统中设置了调度命令操作、特殊操作、离线操作三部分内容。其功能结构如图6所示。

3.3.1 调度命令操作

调度命令操作需要实现以下功能:通过属性数据库, 提供调度命令的增加、修改、删除、下达、签收、代签、转发、查询与统计、打印等管理功能。

3.3.2 特殊操作

特殊操作是在日常工作中较少用到的特殊情况下的操作方式。

特殊操作模块需要实现以下功能:调度命令预发审阅、根据施工标记自动生成施工调度命令、增补受令人后再重新下发、增补无线受令人、根据当前内容新建命令、保存当前屏幕显示布局、自动生成“取消本命令”的调度命令、发送重复号码的调度命令、查看回执记录。

3.3.3 离线操作

离线操作的主要功能是:在数据库服务器不可用时, 仍然可以编辑命令, 并可以离线保存在本地缓冲文件中, 等数据库服务器恢复后, 系统会根据本地缓存保存的数据, 自动同步更新到数据库服务器。

3.4 预案管理功能设计

预案管理子系统主要有4个模块:预案类别管理、预案模板管理、预案编制、预案摘要管理。帮助企业提高应对突发事件的快速反应能力。其功能结构如图7所示。

3.4.1 预案类别管理

预案分类由铁道部制定全国铁路范围统一的分类体系, 各地方部门遵循铁道部标准, 规范统一。对预案的分类进行管理, 可以便于数据统计和事件归类。

其功能包括:分类标准的管理、事故类别管理。

(1) 分类标准的管理。允许用户根据自身的情况建立新的分类标准, 并对分类标准进行维护。如果现有的事故分类体系不能满足业务的需求, 用户可以通过本模块建立新的分类标准, 并依据新的分类标准建立新的事件分类。

(2) 事故类别管理。本模块中用户选择相应的分类标准, 维护类别名称、类别使用范围等属性可以新建事故类别。

3.4.2 预案模板管理

预案模板, 也叫框架结构, 主要包括预案的核心内容要素, 如组织结构及其职责、危害辨识与风险评价、通告程序和报警系统等, 编制预案时, 应用预案模板, 可以按照模板的结构创建预案。

预案模板管理功能包括:新建预案模板、预案模板列表、查看预案模板和删除预案模板。

(1) 新建预案模板:用户选择预案类型, 填写预案模板名称、适用范围等属性创建预案模板。

(2) 预案模板列表:返回符合用户查询条件的预案模板。

(3) 查看预案模板:用户可以查看预案模板的树形结构, 并对预案模板的结构进行维护, 添加或删除模板节点。

(4) 删除预案模板:用户通过勾选预案模板列表中的数据项, 可以批量删除预案模板。

可根据预案分类体系, 按照适用对象范围分类的方法, 对不同级别的预案建立不同的适用模板, 以实现预案格式化。

3.4.3 预案编制

其功能包括:新建预案、预案维护、标签管理、附件管理、版本管理。

(1) 新建预案:根据已经建立好的预案模板, 将预案内容录入到系统中, 实现各级预案的格式化存储。

(2) 预案维护:可以对预案的基本信息进行维护, 删除预案是并不真正删除预案, 而是将预案放置到预案撤销库中, 以备在需要的情况下可以将已删除的预案恢复。

(3) 标签管理:在编制预案的过程中, 为了方便预案的检索, 可以在预案的节点中添加关键字, 这里的关键字称之为“标签”。

(4) 附件管理:允许用户添加图片、文档等附件等描述预案应对突发事故的措施。

(5) 版本管理:业务人员总结事故处理的经验, 对现有预案进行修订, 经上级批准后发布, 新修订的版本投入使用, 同时旧的版本进入版本库。

3.4.4 预案摘要管理

为了提高预案应对突发事件的响应速度, 可以建立预案摘要, 简要概括应对突发事件的流程、工作人员、物资资源的配置状况。一个预案可以建立多个预案摘要, 以便应对不同的事故环境。

预案摘要管理主要包括两部分:摘要模板管理和摘要管理。

(1) 摘要模板管理主要有:新建摘要模板、摘要模板列表、查看摘要模板、删除摘要模板。

1) 新建摘要模板:用户填写预案摘要模板名称、适用范围等属性, 新建预案模板。

2) 摘要模板列表:返回符合条件的摘要模板。

3) 查看摘要模板:可以查看摘要模板的树形结构, 并可以对该结构进行维护, 添加或删除摘要模板节点。

4) 删除摘要模板:用户可以勾选摘要模板列表中的数据项, 批量删除多个预案摘要模板。

(2) 摘要管理主要有:新建摘要、摘要列表、查看摘要、删除摘要。

1) 新建摘要:用户选择预案, 选择合适的预案摘要模板, 按照摘要模板的结构创建摘要。

2) 摘要列表:用户选择预案, 返回该预案的所有摘要。

3) 查看预案摘要:可以看到预案摘要的详细情况, 允许用户添加或删除预案摘要节点。

4) 删除摘要:用户勾选摘要列表中的摘要, 批量删除预案摘要。

3.5 系统维护管理

系统维护管理要实现如下功能:

(1) 用户认证与安全管理:结合各个子系统应用对象的需求, 建立统一的用户基础信息, 描述每个用户的信息, 提供统一的维护界面并建立访问权限控制机制。

(2) 数据存储备份管理:数据存储中心建立在运营管理中心, 根据数据备份管理的设计及备份计划, 对数据系统进行备份定期及相关管理。

(3) 系统日志管理:对操作人员的操作日志、配置变更日志、服务器运行状态日志、错误日志等进行管理。

(4) 数据同步管理:业务数据由下级单位向上级单位进行数据同步, 基础字典数据由上级单位向下级单位进行数据同步, 不同的数据按照各自的时限进行数据同步, 保证实时性、一致性、完整性。

(5) 软件版本升级管理:对单位应用软件升级进行统一管理。制定软件版本命名规则, 对各单位运行的应用系统名称、应用系统版本号等进行动态检测管理, 实现软件在线升级、自动下载, 并记录升级日志。

(6) 在线支持管理:在运营管理中心内部服务器上建立统一的在线支持系统, 对各级用户使用中遇到的问题进行在线实时技术支持, 并对在线支持进行考核管理。

(7) 基础字典数据维护管理:对基础字典数据进行统一维护管理, 由上级系统维护人员统一维护及发布管理, 规范各种基础字典内容。

4 结论

轨道交通信息集成平台的研究有助于城市轨道交通进行符合其业务模式和发展目标的信息系统工程战略规划, 建立多元、异构城市轨道交通信息数据标准, 协同与优化信息流程, 进而提升城市轨道交通信息资源利用效率和共享水平。

轨道交通信息集成平台的决策支持和公共信息发布研究提升城市轨道交通在设备保障、指挥调度、电力调配、安全保障预警及资源优化过程中的决策。帮助城市轨道交通提高运营效益和顾客满意度。

轨道交通信息集成平台的风险控制与故障预警研究可以提高其运营可靠性, 降低运维成本, 进而提升城市轨道交通信息系统的应用安全性和运营效益。

参考文献

[1]李安文.闫凤良.XML技术在铁路信息交换中的应用研究[J].铁道技术监督, 2006, 34 (10) .

[2]邹荫文, 林丽闽, 廖世超.基于XML的供应链信息交换体系[J].物流技术, 2002 (4) .

[3]徐杰, 刘春煌, 李平, 等.城市轨道交通系统信息共享平台研究[J].城市轨道交通研究, 2005 (2) :35-39.

[4]张瑞新, 门红, 廖凌松.安全生产应急救援地理信息平台建设探讨[J].地理信息世界, 2007, 2 (1) :13-18.

城市轨道交通设计 第10篇

城市轨道交通站台屏蔽门沿轨道交通站台边缘设置, 具有安全、节能、减噪、环保等特点。屏蔽门培训由于其地铁岗位自身的专用性及安全性, 造成了实践培训的困难。研发仿真培训系统软件的目的是利用三维技术, 以较低代价快速培训出具有操作屏蔽门能力的地铁运营人员。

本文以郑州轨道交通1 号线的实例为研发背景, 通过建立屏蔽门系统的三维模型, 为学员提供尽可能真实的实训平台, 提高学员的实践动手能力。

1 系统定位

屏蔽门仿真培训系统培训的对象是地铁公司的运营操作和设备维修人员, 或者是将来欲从事以上岗位的高职院校的学员。设计的目的是开发出一套屏蔽门实物与模拟仿真相结合的培训系统, 可以快速培训合格的屏蔽门运营人员。一方面使学员能快速消化理解学到的屏蔽门理论知识, 另一方面也能使学员尽可能多地操作屏蔽门系统。培训后使他们获得必要的知识和技巧, 并能熟练地使用这些知识和技巧操作和维修屏蔽门设备。

2 系统结构及功能

屏蔽门仿真培训系统在充分考虑了教学需求的基础上, 将培训内容合理分为系统构成、安装调试、运营操作、维护保养和故障维修五部分, 这五部分的内容多以三维动画、视频和PPT等形式展现。根据学员的动手操作需求, 开发了虚拟互动功能, 使每个学员都可动手操作虚拟设备, 达到的效果同现实操作真实设备相同[1,2]。系统采用分层架构, 基于面向对象的设计方法, 采用模块化和分层设计。

屏蔽门仿真培训系统的功能实现主要有两种形式:用于课程培训类型的视频和文字播放以及用于实践模拟的虚拟互动, 功能模块图如图1 所示。底层管理模块主要针对系统框架的定义和设置, 以及对通用性、统一性功能的开发。层次窗体模块主要对系统内容的层次进行窗体归属划分, 对其中包括的控件属性及事件进行编写。三维仿真模块对三维互动所需的三维子模块进行定义, 并对其和外层框架的相关事件进行编写、管理。数据库模块对系统逻辑关系进行管理, 对使用的素材进行必要的转换和管理。

3 数据库

处理的数据主要有两类:一般数据和三维数据。

对需要的一般性数据, 例如:文本、图片、图标、视频等文件进行通用数据库制定。数据库保证文件的分类存储、定位。

对三维数据的管理则需要编写内置三维渲染模块的三维数据库。三维数据库对三维互动需要的模型、纹理、材质、效果文件等进行处理、分类、管理。数据库为渲染模块提供素材管道转换和预处理运行两个帮助。素材管道转换可以保证文件能够直接被GPU或CPU执行, 无需每次调用时对文件格式和规格进行判断;预处理运行保证文件在更新和渲染前就已经被执行, 从而保证三维效果的流畅性[3]。

4 研发中遇到的重要问题以及解决办法

4.1 三维互动的加载

三维互动部分拥有自己的数据加载、刷新、渲染等功能模块, 为了保证其能够在系统框架下运行, 必须对两者的关系正确定位。再以三维互动程序为主体接口部分, 把主框架的事件转为三维互动的委托, 并对主框架的入口函数进行修改后解决该问题。

4.2 自定义播放器

由于操作系统自带播放器色调与系统主色调不一致, 并且考虑到系统安装到不同操作系统后, 不能保证其播放器的效果一致, 所以重新编写播放器模块。播放器的基本控制通过定义新的按钮类型, 并调用操作系统底层播放函数解决;播放器进度条的定义是通过添加多个区域性时钟, 并对之采用高频刷新完成。

4.3 三维仿真渲染环境灯光

在三维模型导入后, 出现图像无色彩、局部不能透明、模型体无阴影等多种错误现象。在加入虚拟点光源, 并且改为逐顶点渲染方式后问题解决, 但仍然出现中轴左右色彩区别过大的现象。在加入两个虚拟平行光, 打开纹理通道, 并执行同步对角渲染后问题解决。

5 总结

本文介绍了屏蔽门仿真实现系统的详细设计, 结合郑州1 号线的实例建模, 重点介绍了系统的设计方案。该系统已经在多个铁路职业学院中得到了应用, 深受老师及学生们的肯定和欢迎。

参考文献

[1]陈韶章.地下铁道站台屏蔽门系统[M].北京:科学出版社, 2005.

[2]洪炳熔, 蔡则苏.虚拟现实及应用[M].北京:国防工业出版社, 2005.

城市轨道交通设计 第11篇

关键词：轨道交通、自动售票机、设计开发、支付与找零子系统

一、系统的整体架构分析

本文所述子系统的功能主要有三个，它们分别是：1）钱币的支付，包括纸币以及硬币；2）对钱箱进行科学的管理；3）硬币找零。

该子系统的整体架构可以被划分成为五个部分，即：表示层、业务层（主要包括支付与找零）、基础业务层（包括钱币支付和硬币找零）、设备控制层以及通信层，详见图1-1。

图1-1 支付与找零子系统的整体架构

其中，每个层之间是通过相应的接口来实现的，也就是说：下层发生变化，但系统运行的方式维持不变，上层部分就不会发生太大的变化，以尽可能的降低每个层之间的耦合度，进而直接性的提高了层之间的内聚性能，并由此来达到提升系统可复用性的目的。

二、系统基础业务的设计分析

（一）支付方面

该业务能够支持多种功能，比如：接受/取消支付、退还款项以及接受已收款项。当人们在系统的主界面上确定了所需购买的票价之后，系统就会自动的进入单程票界面中，并开始执行接收付款的程序，其执行的整个流程详见图1-2。

图1-2 接收付款流程图

从上图中我们可以看出，该业务的执行过程是较为简便的，当系统在执行该业务之时，会先对应该支付的数额进行科学的确定，然后再依据系统中纸币设备的实际运行状态，来准确的判定是不是应该进入到接收支付的流程当中。针对该业务的设计，我们不用为其设置某些特定的接口，而只需要对其下层中的接口进行合理的调用，就可以实现其基本的功能了。如此一来，即使是基础业务层发生了改变，其依旧可维持原状，而不会发生任何改变。

（二）找零方面

一般来说，找零可被划分成为两种方式，其中一种为硬币找零，而另一种则是纸币找零。通过对某個接口的合理运用，可以让整个子系统在执行找零命令的前一阶段，依照实际情况，对找零的方式作出最恰当的选择。就我国南京地铁10号线来说，其找零的方式只有一种，为：硬币找零。在此情况之下，可通过先把纸币找零的初始状态甚至成为0，即：计算机语言当中的“False”，就可以限制系统的找零方式，并将其严格的限定在硬币找零这样的方式当中。其次，在判定是否需要进行找零操作之前，还应当对能够进行找零的金额以及所需找零的金额作出准确的分析对比，以科学的判断出系统当前是否具备足够的找零金额，假若答案是肯定的，那么就可执行找零操作，可若答案是否定的，那么系统将会自动的退出交易操作。

三、系统模块的设计与开发剖析

（一）通信协议方面

系统中的“BIM设备”，它们和上位机之间通信功能的实现，主要是依靠“RS232”的，其通信协议详见表1-1。

[项目名称＼&规格＼&通信方法＼&全双工＼&数据长度＼&最高可达到256个字符＼&通信速度＼&9.6千波特＼&传送线路＼&RS 232C＼&错误控制位＼&LRC＼&]

表1-1 通信协议表

（二）重发功能方面

如果系统在实际运行的过程当中，“BIM”未能及时的对上位机传达下来的“BIM”命令作出合理的判断，亦或者是接收到了相应的命令，但未能正确的对该命令作出及时的反馈，那么上位机将会自动的将命令再次下达给“BIM”。若在经过三次下达命令，可“BIM”仍未正确执行该命令之时，系统将会自动进行出错处理。

（三）超时定义方面

通常情况之下，“BIM”对命令的执行周期是非常短的，也就是说：进行通信的双方，他们对命令的下达以及执行是有一定的响应周期的，且该周期一般设置为t，假若，在一个t时间段之内，“BIM”仍未开始执行上位机下达下来的命令，那么系统将会自动的将其判定为“超时状态”，进而将其交由重发体系去进行科学的处理。值得提出来的是，系统命令的响应周期一般是3s，系统数据的响应周期一般是2s，而命令的执行超时周期则是20s。

四、结束语

城市轨道交通设计 第12篇

城市轨道交通中的车站操作员工作站LOT (Local Operator Terminal) 是在地铁运行中, 车控室操作员用来对其进行本地实时监测与控制的系统。LOT包括一台工业PC、一个LCD显示器、一个数字字母键盘以及一个鼠标, 一般情况下, LOT通过显示器的现实提供系统监视功能, 并可以通过鼠标和键盘进行操作。

线路配置工具LCT (Line Configuration Tool) 以友好的终端界面, 使用户能够依据各种地铁线路的现场具体情况, 绘制相应的地铁线路运行监控图, 并配置地铁各线路上的元件属性参数, 以实现对现场线路拓扑、元件属性等的组态重构, 并将重构结果无缝嵌入系统的监控软件中。

1 系统工作流程

目前, 城市轨道交通中一般信号元素有:信号机、道岔、区段 (包括物理区段和逻辑区段) 、站台、车站等, 为了满足各家地铁业主的非一般需求 (如是否有屏蔽门、安全门等) , 需要具有进一步添加其它信号元素的能力, 即具有可扩展性。线路配置工具采用基于XML及数据库的架构设计, 提供了配置元素、元素属性设置、解析元素颜色显示等功能, 可以满足对信号元素及显示颜色的扩展性要求, 方便在操作员工作站上如实反映现场设备状态。

线路配置工具可安装于便携式电脑或普通PC上, 根据设计具体需求可以配置相关元素, 并且定义相关的属性。在完成元素配置、属性定义、元素颜色定义之后, 可采用此工具完成线路拓扑布置并以XML格式保存为一个站场文件。

LOT系统通过调用此站场文件在界面上显示整个地铁线路的网络拓扑, 并从信号系统中的联锁、ATP子系统接收到数据之后, 修改对应元素的属性, 在操作员工作站上根据实际线路状况进行显示, 系统的核心工作流程如图1所示。

2 系统功能设计

LCT软件设计的基本要求是:提供友好的人机交互方式, 方便定义和设置信号元素及其属性。使用户能够依据各种地铁线路的现场具体情况, 自动化、图形化地生成相应的地铁线路运行监控图, 且具有站场的缩小与放大、过滤显示等功能。能够将格式化保存的站场文件加载到监控程序, 实现站场状态的实时显示、用户操作交互等。

2.1 定义

(1) 基本图元

构成图形化设计工具的基本元素。如:矩形、三角形、圆、多边形等。

(2) 信号元素

信号元素是地铁站场线路设计与显示的基本单元。如:信号机、道岔、区段 (包括物理区段, 逻辑区段) 、站台, 车站、WorkZone等。

(3) 属性

属性是指某个信号元素的相关参数, 是对信号元素特征的描述。如名称、位置、尺寸、旋转角度、所属联锁站等。

2.2 功能设计

LCT软件由线路配置组件和线路组件两部分组成。线路配置组件是一个独立的软件, 主要实现站场的图形化设计;线路组件无缝嵌入LOT实时监控软件, 配合监控软件实现站场状态显示与控制操作。软件功能结构如图2所示。

线路配置工具作为站场的图形化设计工具, 由信号元素库、站场设计和文件管理3个主要功能模块组成;嵌入在LOT监控程序中的线路组件主要由站场监视、操作传递和文件管理3个功能模块组成。

2.2.1 库元素配置

地铁站场由信号机、道岔、站台、车站等信号元素组成。图形化站场设计便是利用这些信号元素进行站场的布局与属性设置。在进行站场设计前, 先要对站场设计中将要用到的信号元素进行编辑与配置, 以适应不同地域对地铁系统的设计要求。库元素配置即用来实现对期望的信号元素进行编辑与配置的功能。

信号元素的形状由基本图元组合而成。基本图元包括:矩形、三角形、圆、多边形等。在建立或修改信号元素的形状时, 用户从基本图元库中选择适当的图元来组合成信号元素, 图元自身是可配置的, 根据需要可对每个基本图元进行拉伸、旋转、翻转、对齐等一系列操作, 其形状也可以根据用户需要作适当的调整。比如直角梯形图元的斜边的斜率是可以调整的 (如图3所示) , 而折线图元每个弯折点都可以调整。这样, 在多个图元拼接时, 就可以改变接合处线条的斜率, 使图元之间达到无缝拼接的效果。

各图元的显示样式是由图元的当前状态所决定的, 而图元的每个状态又由信号元素所维护的当前属性值表唯一确定, 所以在构建好信号元素的形状后, 需要为信号元素配置属性。用户可以从列表中选择现有属性项, 也可以添加列表中没有的新属性项, 直到完整的配置好信号元素应有的所有属性。

最后需要为信号元素中的每个基本图元定义状态, 并将状态与属性相关联。定义各基本图元状态时, 信号元素状态窗口上将会列出所有已被配置为信号元素属性的属性项, 只要勾选有关的属性项, 并填上相应的属性值, 再设置好状态对应的颜色、文本、闪烁等信息, 就完成了一个状态的定义。重复这项操作, 即可定义信号元素中所有基本图元的全部状态。最终配置好的信号元素将被保存到当前信号元素库中, 供站场设计时使用。

2.2.2 库元素管理

由于各种类别的信号元素众多, 对于加入到库中的信号元素需要进行分类管理。

在配置信号元素时, 可以为每个信号元素设置类别。可以从已有的类别列表中选择一个类别, 也可以添加新的类别, 程序会将新添加的类别自动加入到类别列表, 方便为新的信号元素设置类别时选择。

加入到库中的信号元素将会呈现在库元素列表中, 并按照信号元素类别以树形方式显示, 在站场设计时方便用户使用。

2.2.3 站场页面设置

在站场设计前, 需要通过站场页面设置功能对站场页面的尺寸、背景颜色等进行预先设定。在站场设计过程中, 也可以随时调出页面设置对话框, 对站场页面的尺寸和背景颜色进行调整。

2.2.4 图形化布局

图形化布局是线路配置工具中的主要功能模块, 实现了站场设计的图形化操作和快捷的编辑功能。用户使用信号元素库中预先定义的各种信号元素进行站场的设计和规划, 在站场布局的所有操作均可以通过鼠标操作来完成。在快捷布局的前提下, 同样可以使用剪切、复制、粘贴的菜单功能 (或Ctrl+X、Ctrl+C、Ctrl+V等键盘快捷键) 得到站场信号元素的精确副本, 也可以使用键盘的光标键对站场信号元素进行精确的定位。

2.2.5 站场元素管理

在站场设计的过程中, 需要对站场上的信号元素的属性进行设置, 如信号元素名称、所属联锁站、所属控制区、所属车站等等。当选中某个信号元素时, 在信号元素属性窗口中会列出信号元素的所有属性, 在列表中可以对各属性值进行设置。属性设置同时还支持批量操作, 当有多个信号元素被选中时, 属性窗口中的属性列表只会列出所有被选中的信号元素的公共属性, 对其中的属性值进行设置, 即可完成所有选中的信号元素的相应属性的统一设置工作。

对于站场上大量的信号元素, 将以树形方式列出当前站场的所有信号元素, 并按照信号元素的类别进行分类显示。在列表中选择某个信号元素时, 此信号元素在站场中将处于选中状态, 属性窗口中显示当前信号元素的所有属性;当在列表中选择多个信号元素时, 选择的所有信号元素在站场中都将处于选中状态, 属性窗口显示信号元素的公共属性。

2.2.6 条件显示

本项功能在线路配置与线路组件中都需用到。它根据用户设置的不同显示条件来显示当前站场线路, 有过滤显示、缩放显示和自适应显示等3种显示条件。其中, 过滤显示功能可以和缩放显示或自适应显示功能叠加使用。

缩放显示按照用户设定的特定比例进行缩小或放大站场线路, 也可以按照宽度或高度由程序自动计算缩放比例完成缩放显示;自适应显示则由程序根据战场页面尺寸、屏幕尺寸和分辨率以及切割方式计算显示样式, 并以全屏方式显示出来。自适应显示时对战场线路的切割和布局方式是由用户设定的, 在弹出的对话框上, 用户可以拖拉水平和垂直切割线将战场线路分成多个切割块, 然后指定每一块在屏幕上显示的区域, 程序会根据用户的设置, 将战场线路显示在屏幕上。

2.2.7 辅助功能

2.2.7.1 网格功能

网格作为辅助战场设计布局的功能, 可以使用户对信号元素快速、准确的定位, 从而提高战场设计的效率。

2.2.7.2 视图管理

由于程序中各种工具栏、工具窗口以及设计窗口比较多, 需要程序提供较好的视图管理功能, 对显示的工具栏和窗口进行合理的布局。

2.2.8 文件管理

文件管理是线路配置工具和线路组件公有的功能模块, 它主要用来完成信号元素库文件和站场设计文件的保存与加载。线路配置工具包含了站场设计与元素库配置的功能, 因此线路配置工具中的文件管理具有库文件和站场文件的保存与加载功能;而线路组件中只需站场文件的加载功能。

文件管理将已配置的信号元素库以及最终的站场设计文件, 以XML格式存储到磁盘上。在关闭软件时提示文件保存, 在文件覆盖时提示警告信息。

2.2.9 实时显示

实时显示是嵌入LOT监控软件中的线路组件的部分功能, 它根据LOT监控主程序提供的实时数据进行当前站场的状态显示与更新。

当LOT监控主程序接收到实时数据包后, 将解包后的有用数据通过接口传递给线路组件, 线路组件利用内置的搜索引擎快速找到对应的信号元素, 并请求信号元素更新其属性值。然后, 信号元素依据更新后的属性值表查询各图元的状态, 将状态更新反映到屏幕上。

2.2.10 界面操作

线路组件嵌入在LOT监控主程序中运行, 实现地铁运行图中站场的实时监控界面。在线路组件与LOT监控主程序之间交互的信息有:各信号元素的实时状态以及用户对界面的一些操作。该功能模块将用户对站场中特定信号元素对象的操作传递给LOT监控主程序, 让主程序决定如何处理。同时, 允许用户通过操作传递设置来屏蔽这种操作传递。

3 系统性能考虑

3.1 加载站场文件时间

由于构成站场线路的信号元素中, 基本图元、状态及属性之间的关系比较复杂, 而这三者之间的关系其中有一些是可以从其他关系推导出来的, 称为冗余关系。采用适当增加文件存储的冗余度, 将一部分冗余关系也直接存储在文件中, 加快站场文件的载入。

3.2 信号元素闪烁

考虑到站场线路中的信号元素数目比较多, 直接遍历信号元素链表来查找处于闪烁状态的信号元素, 将会大大降低程序运行的效率, 也会增加CPU的使用率。所以, 需要建立一个闪烁信号元素的链表作为缓存, 并采用局部刷新技术, 从而降低CPU的使用率以满足要求。

3.3 数据处理能力

当主程序通过输入接口传送数据给线路组件时, 线路组件需要能快速定位到指定的信号元素, 更新当前属性值, 并依据新的属性值将基本图元定位到新的状态, 最后完成刷新显示。我们采用构建索引表和多线程技术来提高数据处理能力。在线路组件中使用SortedDictionary建立信号元素索引表, SortedDictionary以键搜索数据项的时间复杂度为O (log2n) , 可以有效提高检索速度。对于信号元素属性值的更新以及状态的定位则采用多线程技术, 交由子线程来完成, 这样, 使得线路组件的接口函数成为非阻塞型函数, 在进行信号元素属性值更新和状态定位的同时, 仍然可以接收并处理主程序传送过来的数据, 从而可以有效提高线路组件的数据处理能力。

4 系统实现

基于以上的设计以及Windows XP操作系统平台, 利用面向对象的编程技术, 用基类——派生类的模式描述设计对象, 并采用Microsoft Visual Studio 2005 C#开发工具, 实现了城市轨道交通线路配置工具, 其界面如图4所示。

界面分成8个区:①菜单栏区;②工具栏区;③图形化编辑区;④基本图元库区;⑤信号元素库区;⑥缩略图区;⑦属性窗口区;⑧元素列表区 (图中未显示) ;⑨状态栏区 (图中未显示) 。

5 结束语

采用此工具, 可方便快捷的根据不同地铁线路情况以及业主对界面显示的特殊需求, 完成配置线路元素、设置元素颜色显示、线路拓扑布置等功能, 系统操作方便、界面美观, 扩展性高, 性能优越, 是城市轨道交通自动控制系统不可或缺的辅助工具之一, 具有较广阔的市场前景。

参考文献

[1]魏晓东.城市轨道交通自动化系统与技术[M].北京:电子工业出版社, 2004.

[2]北京城建设计研究总院.GB50157—2003地铁设计规范[S].北京:中国计划出版社, 2003.