k30-第8章城市軌道交通信息化

1、k30-第8章城市軌道交通信息化第一頁，共22頁。第8章 城市軌道交通信息化教學目標:1.了解我國城市軌道交通信息化現(xiàn)狀；2.理解城市軌道交通信息化建設(shè)的必要性；3.掌握城市軌道交通的相關(guān)信息化技術(shù)；4.了解城市軌道交通供電、客運服務(wù)、安全保障方面的信息化系統(tǒng)。重點與難點1.城市軌道交通的相關(guān)信息化技術(shù)。2.城市軌道交通供電、客運服務(wù)、安全保障方面的信息化系統(tǒng)。第二頁，共22頁。8.1 城市軌道交通信息化概述1. 基本概念（1）信息化信息化是以現(xiàn)代通信、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)為基礎(chǔ)，對所研究對象各要素匯總至數(shù)據(jù)庫，供特定人群生活、工作、學習、輔助決策等和人類息息相關(guān)的各種行為相結(jié)合的一種技術(shù)，使用該

2、技術(shù)后，可以極大的提高各種行為的效率，為推動人類社會進步提供極大的技術(shù)支持。 第三頁，共22頁。8.1 城市軌道交通信息化概述1. 基本概念（2）城市軌道交通信息化 城市軌道交通信息化指的是在城市軌道交通行業(yè)引進先進成熟的信息技術(shù)，并將其應(yīng)用到城市軌道交通的各項設(shè)施和管理中，最終目標在于實現(xiàn)“人車環(huán)境”的和諧統(tǒng)一，以“向用戶提供最優(yōu)質(zhì)的服務(wù)”為核心，根據(jù)用戶的需要組織列車的運行，并對城市軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施資源進行合理使用和優(yōu)化配置。第四頁，共22頁。8.1.1 我國城市軌道交通信息化現(xiàn)狀1.軌道交通圖紙信息化管理現(xiàn)狀現(xiàn)階段技術(shù)圖檔大都是以紙質(zhì)的形式堆砌在檔案室，采用人工的管理手段，這種管理方法已

3、不適應(yīng)目前軌道交通建設(shè)。各部門需要查找圖紙時，需花幾個小時甚至幾天的時間在海量的圖紙里翻找，如果要跨部門查找資料就更加煩瑣，花費更多時間。由于缺乏統(tǒng)一的圖紙管理規(guī)范，工作效率低下。2.軌道交通工程項目管理現(xiàn)狀 軌道交通基礎(chǔ)建設(shè)工程量大，工程要求高，工程進度緊。這對工程項目管理提出了較高的要求，但目前大多數(shù)軌道交通企業(yè)的工程項目管理未能較好地利用先進的項目管理工具，傳統(tǒng)手工方式管理仍是主流。第五頁，共22頁。8.1.2 我國城市軌道交通信息化的必要性城市軌道交通行業(yè)應(yīng)以工業(yè)化為載體，以信息化為手段，用信息技術(shù)武裝、改造和提升傳統(tǒng)工業(yè)，走信息化與先進軌道交通融合發(fā)展的新型道路，這也是我國釋放各種發(fā)

4、展活力、充分利用各種發(fā)展機遇的必然選擇。 第六頁，共22頁。8.2 城市軌道交通信息化技術(shù)從廣義信息的角度看，信息化主要涉及傳感技術(shù)、通信技術(shù)、信息處理技術(shù)、安全監(jiān)控技術(shù)、安全預(yù)警技術(shù)，需要運用這些技術(shù)對自然的和人工的信息進行檢測、傳輸、處理，最終作用于外部世界。城市軌道交通信息化，通過高效利用與軌道交通相關(guān)的所有的移動設(shè)施、固定設(shè)施、空間、時間和人力資源，以較低的成本達到保障安全、提高運輸效率、改善經(jīng)營管理、提高服務(wù)質(zhì)量的新一代城市軌道交通系統(tǒng)。第七頁，共22頁。8.2.1 傳感技術(shù)傳感技術(shù)主要包括傳感器技術(shù)和射頻識別技術(shù)。1.傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)是利用各種功能材料實現(xiàn)信息檢測的一門應(yīng)用技術(shù)

5、。傳感器是指將各種非電量(包括物理量、化學量、生物量等)信號按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于處理和傳輸?shù)牧硪环N物理量(一般為電量)的裝置。傳感器是傳感器技術(shù)的關(guān)系：傳感器是傳感器技術(shù)的載體，是信息采集的首要環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)現(xiàn)代化測量和自動控制的重要組成部分。目前，傳感器技術(shù)在我國城市軌道交通領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如，通過傳感技術(shù)測量車速、車距、車輛狀態(tài)等信息。第八頁，共22頁。8.2.1 傳感技術(shù)2.射頻識別技術(shù)射頻識別技術(shù)又稱為電子標簽，可通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，無須識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。目前，射頻識別技術(shù)在我國城市軌道交通列車車號自動識別、站臺等門禁自動鑒別、行車數(shù)據(jù)

6、獲取等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。第九頁，共22頁。8.2.2 通信技術(shù)通信技術(shù)用于將信息從信源傳向信宿，中間要經(jīng)過發(fā)信器、傳輸線路、受信器幾個環(huán)節(jié)。第十頁，共22頁。8.2.2 通信技術(shù)根據(jù)傳輸線路的不同，通常將通信技術(shù)分為有線通信技術(shù)和無線通信技術(shù)。第十一頁，共22頁。8.2.3 信息處理技術(shù)信息處理技術(shù)主要包括信息預(yù)處理與信息綜合處理兩個環(huán)節(jié)。1. 信息預(yù)處理信息預(yù)處理技術(shù)就是對各個信息數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進行缺失數(shù)據(jù)的識別、異常的識別與分析，排除數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的錯誤數(shù)據(jù)。信息預(yù)處理過程包括三個部分：缺失數(shù)據(jù)的識別；采集數(shù)據(jù)的異常識別；故障信息的修復(fù)。對信息的分析處理是城市軌道交通信息化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過

7、建立分析模型，對所獲取的信息進行分析處理，實現(xiàn)整合與共享，為管理者的決策提供數(shù)據(jù)支撐。第十二頁，共22頁。8.2.3 信息處理技術(shù)2. 信息綜合處理信息綜合處理是在經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過建立分析模型對獲取信息融合和挖掘，輔助交通管理者作出決策。信息綜合處理技術(shù)主要包括信息融合技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。（1）信息融合技術(shù)信息融合技術(shù)是指利用計算機對按時序獲得的若干觀測信息，在一定準則下加以自動分析、綜合，以完成所需的決策和評估任務(wù)的信息處理技術(shù)。信息融合技術(shù)的最大優(yōu)勢在于它能合理協(xié)調(diào)多源數(shù)據(jù)，并充分綜合有用信息，從而提高在多變環(huán)境中正確決策的能力，為城軌交通安全信息加工和處理提供了一種很好的方法

8、。（2）數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機的數(shù)據(jù)中提取隱含在其中的、人們事先不知道的、潛在有用的信息和知識的過程。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)又被稱為數(shù)據(jù)庫中的知識發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)融合決策支持等。第十三頁，共22頁。8.2.4 安全監(jiān)控技術(shù)安全監(jiān)控技術(shù)的特點：（1）以現(xiàn)代計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)和信息技術(shù)為基礎(chǔ)；平臺支（2）在集成平臺的支持下對城市軌道交通各專業(yè)系統(tǒng)進行統(tǒng)一監(jiān)控；安全監(jiān)控技術(shù)的功能：（1）實現(xiàn)各專業(yè)系統(tǒng)的信息共享及系統(tǒng)之間的聯(lián)動控制功能；（2）提高運營效率；（3）為實現(xiàn)城市軌道交通現(xiàn)代化運營管理提供信息化基礎(chǔ)。第十四頁，共22頁。8.2.4 安全預(yù)警技

9、術(shù)城市軌道交通安全預(yù)警通過安全系統(tǒng)工程學方法，利用先進技術(shù)，及時對獲取的安全信息進行分析預(yù)測，對各種城市軌道交通安全危害征兆進行監(jiān)測、識別、診斷與評價，并及時報警。預(yù)警信號一般分為紅、黃、綠三種顏色，對運營過程出現(xiàn)的不同危機程度發(fā)出不同的信號： “紅燈”表示出現(xiàn)嚴重危機，應(yīng)該緊急采取防控措施，防范和化解當前危機，以確保城市軌道交通運營的安全。 “黃燈”表示出現(xiàn)輕度危機，在未來發(fā)展中有轉(zhuǎn)為“嚴重危機”或轉(zhuǎn)為“正?！钡目赡?。如果由“紅燈”轉(zhuǎn)為“黃燈”則應(yīng)進一步采取和加強各項化解危機的措施和手段，促進運營狀況繼續(xù)趨于正常。 “綠燈”表示正常，表明運營狀況良好，應(yīng)繼續(xù)保持。如果由綠燈轉(zhuǎn)向黃燈，則表示運

10、營有出現(xiàn)危機的勢頭，應(yīng)及時查找原因，阻止情況發(fā)生。第十五頁，共22頁。8.3 城市軌道交通供電系統(tǒng)信息化城市軌道交通供電系統(tǒng)信息化主要包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)）、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS系統(tǒng)）、牽引供電管理信息系統(tǒng)(PSMIS系統(tǒng))。8.3.1 SCADA系統(tǒng)SCADA系統(tǒng)是以計算機為基礎(chǔ)的電力生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。它具有以下功能：（1）對電氣化城市軌道交通現(xiàn)場的運行設(shè)備進行監(jiān)視和控制；（2）實現(xiàn)狀態(tài)信息采集、數(shù)據(jù)測量、設(shè)備控制、參數(shù)調(diào)節(jié)，以及各類信號報警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能。第十六頁，共22頁。8.3.2 BAS系統(tǒng)BAS（Building Automation Sy

11、stem）系統(tǒng)是將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與機電設(shè)備自動化控制原理相結(jié)合，以專門的城市軌道交通環(huán)境通風空調(diào)及防災(zāi)處理等理論為基礎(chǔ)的自動化控制系統(tǒng)。BAS系統(tǒng)的功能（1）正常情況下，BAS系統(tǒng)利用分布式微機監(jiān)控系統(tǒng)對城市軌道交通車站及區(qū)間隧道內(nèi)的空調(diào)通風、給排水、照明、電梯、自動扶梯、導(dǎo)向標識等機電設(shè)備進行全面的運行管理與控制；（2）在發(fā)生火災(zāi)或列車阻塞等事故情況時，能夠及時迅速地進入防災(zāi)運行模式，根據(jù)火災(zāi)報警系統(tǒng)發(fā)送的著火點信息或列車自動控制系統(tǒng)發(fā)送的阻塞點信息自動調(diào)度送風和排風，進行通風排煙，引導(dǎo)人員疏散，極大地提高城市軌道交通運營的智能化和安全性。第十七頁，共22頁。8.4 城市軌道交通客運服務(wù)信息

12、化城市軌道交通客運服務(wù)信息化主要包括城市軌道交通的乘客信息系統(tǒng)（PIS系統(tǒng)）和自動售檢票系統(tǒng)（AFC系統(tǒng)）。8.4.1 PIS系統(tǒng)PIS系統(tǒng)是依托多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以計算機系統(tǒng)為核心，以車站和車載顯示終端為媒介，向乘客提供信息服務(wù)的系統(tǒng)。PIS系統(tǒng)具有以下功能：（1）正常情況下，PIS系統(tǒng)主要提供乘車須知、服務(wù)時間、列車到發(fā)時間、列車時刻表、管理者公告、政府公告、出行參考、股票信息、媒體新聞、賽事直播、廣告等實時動態(tài)的多媒體信息。（2）在火災(zāi)、阻塞及恐怖襲擊等非正常情況下，PIS系統(tǒng)則提供動態(tài)緊急疏散提示，車載設(shè)備接收無線傳輸?shù)男畔⑶医?jīng)處理后實時在列車車廂LCD顯示屏播放，使乘客通過正確的服務(wù)信

13、息引導(dǎo)，安全、便捷地乘坐城市軌道交通。第十八頁，共22頁。8.4.2 AFC系統(tǒng)AFC系統(tǒng)是城市軌道交通系統(tǒng)中用于自動售票、自動檢票和自動統(tǒng)計、結(jié)算的一系列設(shè)備所構(gòu)成的系統(tǒng)。它是集機械、電子、計算機應(yīng)用、計算機網(wǎng)絡(luò)管理、通信傳輸、票務(wù)管理等功能于一體的控制系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)。第十九頁，共22頁。8.5 城市軌道交通安全保障信息化城市軌道交通安全保障信息化主要包括列車運行自動控制系統(tǒng)（ATC系統(tǒng)）、火災(zāi)報警系統(tǒng)（FAS系統(tǒng)）和應(yīng)急救援系統(tǒng)。8.5.1 FAS系統(tǒng)FAS系統(tǒng)通過設(shè)置在現(xiàn)場的火災(zāi)探測器（如感煙探測器、感溫電纜、對射式探頭、火焰式探測器等），感知火災(zāi)發(fā)生時燃燒所產(chǎn)生的火焰、熱量和煙霧等，實現(xiàn)火災(zāi)的早期預(yù)警和通報，并能根據(jù)火情位置，及時輸出聯(lián)動滅火信號，啟動相應(yīng)的消防設(shè)施進行滅火。第二十頁，共22頁。8.5.2 應(yīng)急救援系統(tǒng)應(yīng)急救援系統(tǒng)通過對軌道交通車站、線路設(shè)施及客流情況的研究，科學地運用各種現(xiàn)代技術(shù)，按照交通規(guī)章制度的要求，合理地引導(dǎo)