城市轨道交通“智慧”之道

南宁又称绿城，是一个融合了壮族、瑶族等多个民族的省会城市，多姿多彩的民族文化风情和民间习俗让人流连忘返。南宁市属于我国西南边陲的中心，和很多东南亚国家交流频繁，随着这些年经济大发展，城市被一条条现代化的街道铺满，一幢幢高楼大厦拔地而起。今年6月份，我国少数民族自治区首个地铁――南宁市地铁1号线东段正式开通试运营，整条线路全长32.1公里，建有25座车站，标志着南宁正式步入了地铁时代。

“半城绿树半城楼”，10月份的广西壮族自治区首府南宁绿荫如盖，细雨沥沥，正是一年中最好的季节。《中国信息化》记者随着来自全国各地的轨道交通建设单位、设计研究院所、设备制造企业以及相关机构领导专家一起，参观了位于南宁市中心的地铁控制中心，实地体验了南宁地铁1号线，并参加了同期举行的以“新IT・悦无线・耀绿城”为主题的前沿技术研讨会。

总体感受，南宁市作为我国智慧城市试点之一，在城市管理、交通规划信息化方面可圈可点。作为我国少数民族自治区率先建设地下轨道交通的城市，除了开通1号线之外，2号线也在同期进行。在高科技无孔不入的今天，南宁地铁从规划到施工、运行、调试等各个阶段，包括信号系统、监控系统、车地通信系统、闸机等多个子系统都使用了新IT技术，在国内轨道交通行业保持了多项第一。南宁轨道交通集团建设分公司副总经理莫志刚介绍，南宁地铁是国内首个将IEEE802.11ac车地无线通信技术应用在PIS系统的地铁线路，高带宽的车地无线通信技术在支持地铁车厢高清视频播放的同时，还能将全列车24路监控图像全部回传，业界领先。同时在地铁的云计算应用、采用大数据技术指导地铁生产与营销方面也属于国内领先水平。有了新IT技术的保障，南宁市加快了向生态城市目标前进的步伐。

“智慧”融入南宁地铁

近日，国家发改委、交通运输部联合印发的《交通基础设施重大工程建设三年行动计划》指出：2016-2018年重点推进103个城市轨道交通项目前期工作，新建城市轨道交通2000公里以上，涉及投资约1.6万亿元。可以看出，未来3～5年城市轨道交通业将会迎来建设高峰期，北京、上海等地的地铁也面临着多条线路升级的需求。

相对于普通交通而言，地铁建设由于各种特殊因素，在技术要求中非常严格：跨线运营要求对原来以线路为单位的独立系统进行统一整合，实现资源合理调度和减少浪费；在云计算、大数据技术的影响下，地铁现有系统与新技术如何衔接顺利过渡也是个挑战；由于现有地铁最高行驶速度已经超过80Km/h，未来还会持续提升，而与此同时列车最短发车间隔短已经小于2分钟，这对行车安全提出越来越高的要求，必须要考虑如何应对轨道交通各子系统日益繁忙、信号干扰等问题。

在南宁期间，应大会主办方、协办方的邀请，记者对南宁地铁1号线控制中心（指挥大厅）进行了参观，对新IT技术在提升地铁运营水平和乘车感受方面深有体会。

南宁轨道交通调度指挥大厅中，中央主屏幕和几排办公座位占据了大部分的空间。据控制中心负责人介绍，通过车地无线通信系统可以对1号线地铁在轨列车和各项设备、指标、人员进行监控，并可以进行远程调度指挥。本次南宁1号线中采用了新华三的车载无线系统，包括PIS系统（乘客信息服务系统）和CCTV（视频监控）系统，其中视频监控系统分为两部分，一部分负责地铁运营情况的监控，另一部分是公安监控系统。

这两套系统对技术方案提供商有很高的要求。首先要求系统提供高质量的视频播放；其次要求将车上的视频监控资料实时回传，回传就需要足够的带宽，同时按照公安部门的要求资料要被保存90天以上，这就对数据存储的方案提出了严格要求。与传统车载监控方案只能上传两路车厢标清监控图像相比，南宁地铁将全部视频实时回传可将录像在控制中心集中存储，使得数据可靠性和存储成本都具有更大优势。更重要的是，突发列车事件时，地铁控制中心能迅速定位故障车厢位置和事件原因，使得应急响应速度更快。

据介绍，南宁地铁1号线P I S系统在国内首次采用IEEE802.11ac车地无线通信技术，保障了视频的流利播放，也解决了回传视频监控资料回传的带宽问题。“WLAN技术成熟、稳定、高性价比，已经广泛的应用在国内多个城市多条线路的信号、PIS、车厢WIFI覆盖等系统中。其对车地无线系统的一个要求就是要做到无缝连接，而这一点我们已经在过去的案例中做到了。”南宁地铁1号线车地无线系统技术提供商新华三集团交通系统部总监于志宏在接受记者采访时说。

现在，在南宁乘坐地铁的旅客不仅可以在车厢内观看流畅的直播内容，还能第一时间接收到新闻消息，享受愉悦畅快的地铁之旅。南宁轨道交通集团充分利用了新技术方案，推动了整个城市迈入智慧出行时代。

智能化，轨道交通的下一步

智能化时代，新IT技术在各个传统行业是无孔不入。地铁作为传统行业的一个重要领域，近年来也被云计算、大数据等新概念所包围。

当前虚拟化和云计算技术极大的提升了IT资源的利用效率，并使新业务的上线更为便捷，能动态适应业务处理压力。北京、深圳多个城市地铁都已经在TCC、NOCC等控制中心应用到云技术。据记者了解，其他地方的地铁业主也都提出了云计算的方案。总体来说，目前云计算在地铁行业的应用并不算深入，很多还只是停留在虚拟化的阶段。

“地铁的网络化运营是一个趋势，未来一定会向云计算方向靠拢。云的核心理念是更加具有弹性，当单个系统资源不能满足要求时，通过云计算可以动态地协调其他系统中的IT资源进行支撑，随着地铁各种系统的增多，云计算的效益会越来越高。”于志宏对记者说。

举例来说，目前北、上、广城市轨道交通都有多条线路，将来可以动态地将一些闲置的资源分配到需要的系统上。比如某条地铁线的突发事件视频监控数据要做图像比对的大数据分析，在该条线路的视频图像处理服务器计算能力不足时，可动态调用其他线路的计算资源满足这一需求，这就是云计算的核心理念。同时云计算让维护操作更简便，过去多条线路多个站点都要逐一单点进行维护，在云环境下可以远程动态地集中对它们进行维护，一旦设备坏了，不需要更换设备，可以直接将系统切换到别的设备上。

作为一条新建的少数民族地区的地铁，南宁地铁实现了新业务创新，通过云计算的概念，实现了云购票机、市民一卡通无缝对接，并可以实现无卡、无现金，通过手机APP或支付宝购票等等。目前地铁1号线处于初建阶段，2号线也已经开工，未来随着各种系统的增加，向云计算过渡是水到渠成。

随着地铁互联网业务的发展，大数据同样会在未来的轨道交通中发挥重要的作用。于志宏认为，大数据在地铁领域的应用最为主要的有几个方面：首先是针对乘客的增值业务，在开展地铁乘客WiFi业务以后，向乘客推送一个符合其需求的精准应用或广告所得的收益，可能会比乘客的地铁票价高很多。但要实现这个目标，最关键的是精准了解乘客的潜在需求，这就是无线大数据技术。

其次，是针对地铁公司生产系统的大数据分析和利用价值。比如，通过在车辆上、隧道内安装物联网设备，传感器会监控各种参数并将数据实时回传，再通过大数据分析就可以判断车辆的运行状况以及何时需要维护，并通知维修人员按时检修。“以前我们的设备运维叫做故障修，就是当设备发生故障的时候进行修理，这不可避免的造成业务中断和收入损失，但是今天我们通过大数据分析对设备可以做到实时监控，在设备未出问题之前就对其进行更换或维修，我们称之为状态修。”于志宏这样介绍。

开启西南地铁信息化新时代

据数字统计，截至2015年末，我国共有44个城市的轨道交通规划获批；有26个城市已开通城市轨道交通线路3618公里。随着移动互联网、云计算、大数据等新IT技术的发展，智慧轨道交通应该不会离我们太远。

南宁地铁此次在国内率先使用IEEE802.11ac车地无线通信技术，还部署了车站云购票机等诸多创新技术，使得乘客从便捷购票开始，到顺利通过闸机，乘坐列车后观看高清视频，一路上都能体会到新IT技术带来的诸多便利。

作为南宁地铁P I S系统802.11ac车地无线通信解决方案供应商，新华三交通系统部技术部部长严思广对《中国信息化》表示，新华三除了在IEEE802.11ac基础上开发了列车高速不中断的快速切换技术以外，还在WLAN无线部署、优化方面积累了丰富经验，比如如何分配无线网络的频点，避免地铁不同系统系统之间，以及地铁系统与外部无线系统之间的相互干扰。“南宁地铁1号线PIS系统采用的是5.8G频段，和信号系统可以做到互不干扰。目前WLAN在地铁中的应用场景主要包括PIS系统和WIFI上网，为避免出现两个系统占用一个频段的情况，现有的成熟技术方案是共享一套车地无线系统，以划分逻辑网络的方式设置优先级，保障主要的系统能够顺利运行，其他系统则通过设置较低的优先级分享这一网络。”严思广说。

大带宽车地无线网络解决了1号线的监控图像回传、存储等问题，提高了轨道交通的安防水平。南宁地铁也开启了我国西南部地铁信息化的新时代，为这里的众多少数民族同胞带来崭新的体验。