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摘要：随着通信技术手段的发展及计算机网络的发展，通信系统在轨道交通建设中不仅限于服务乘客及运营，在施工建设中通过IOT及云计算等技术，利用无线通信可有效的对施工现场人员及设备进行定位，进行大数据分析，有效的组织施工进场，人员定位亦可作为安全防护的一种措施。本文针对IOT技术方案分析，提出适用城市轨道交通建设安全管理构架的设计方案，为改进城市轨道交通建设安全管理及运营指挥系统提供有效的理论依据。
关键词：万物互联、云计算、轨道交通、无线覆盖、设备及人员定位、数据分析
近年来随着城市绿色低碳循环的规划建设理念及公共基础设施建设的全面发展，全国各大城市的轨道交通建设在逐渐提速，大力发展以城市轨道交通为主体的公共交通体系是城市解决交通拥堵矛盾的重要途径。城市轨道交通建设中的现场人员安全管理及运营后的人力资源利用，也成为了轨道交通建设实现自身价值过程中的关键。将IOT及云计算应用到城市轨道交通建设中能够实现硬件资源的整合，可以使管理系统的结构简化，人员管理成本、运营的成本得到降低，将数据分享发挥到极致，从而提高建设过程中的人员安全系数及运营人员工作效率。
一、IOT及云计算的含义
IoT是Internet of Things的缩写，既“物联网”，简单来说就是互联网从人向物的延伸，通过各种信息传感设备，如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置，将人或物与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。IOT实现方式一般是通过无线网，在物联网上，每个人都可以应用电子标签将真实的物体上网联结，在物联网上都可以查找出它们的具体位置。通过物联网可以用中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理、控制、搜寻位置、对物体进行精确定位等应用。
云是网络、互联网的一种比喻说法，云计算是通过互联网来提供动态易扩展且虚拟化的计算及服务的资源，提供便捷的进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互，然后让很多的服务器经过庞大系统的分析、计算后将结果呈现给客户。云计算技术可以实现网络提供者在数秒内处理成千上万的信息，为用户提供方便的网络服务平台。云计算任务分布的比较广泛，它可以根据云计算低廉、可拓展性、规模大、虚拟化等特点，根据不同用户不同的需求满足计算机的信息、存储空间等服务[1]。云计算可以为轨道交通的安全和速度提供基本的保障，奠定了轨道交通向着智能化方向发展的坚实基础。
基于IOT的各种技术发展，物联网业务量逐步增加，对数据存储和计算量的需求将带来对“云计算”能力的要求，物联网的智能处理依靠先进的信息处理技术，如云计算、模式识别等技术，云计算可以从两个方面促进物联网的实现：首先，云计算提供物联网的核心数据处理，其次，云计算促进物联网和互联网的智能融合。在此基础之上，轨道交通建设过程中及运营后，建立工程实施中的不同点位、人员及设备的定位及接入控制中心云平台指挥系统，实现在轨道交通建设中，以无线网络覆盖为基础构架，以云计算、云平台作为数据集中处理手段，安全迅速的实现轨道交通安全管理智能化、人员调动指挥智能化。
二、IOT的无线覆盖方式及应用方案
IOT的实现方案：
1）基础通过4G-LTE无线设备覆盖
IOT的无线覆盖系统基于目前最为先进的第四代移动通信技术（LTE），引入高性价比宽带无线接入设备，为满足行业对于无线宽带应用的高标准要求，可采用一体化外挂式LTE专网基站，集成了基带控制单元（BBU）、远端射频单元（RRU）、核心网单元组成，在20MHz使用频宽时支持高达下行100Mbps，上行50Mbps带宽。基站在统一的中心调度平台下实现多种业务的支持。现场作业人员，可配备无线智能终端，作为信息采集与交互、音视频通话与视频回传的主要通信工具。通过全IP化无线专网的覆盖，还可接入无线智能终端、移动终端、视频监控等多种终端使用，实现了跨网络、跨媒体、跨平台融合互通的业务应用模式。
采用4G LTE无线覆盖，无线网络采用分布式基站，基站之间采用光纤拉远进行连接， 无线网络包括核心网、基站和网管系统三部分组成。根据现场规模、场地大小、用户容量等，可以在应用场地规划部署多套无线专网基站，系统多采用同频组网，根据不同的PCI进行区分，无线基站选址结合现场工勘结果进行优化，各基站分别架设多台定向天线。作业场覆盖率应大于98%，覆盖示意图如下所示：
在调度指挥中心的多媒体的无线调度平台，可通过无线网络实现对现场人员及设备的地图定位功能。指挥调度人员可以通过音视频调度台直接调看某区域的地图信息，现场工作人员可携带宽带无线智能终端，通过智能终端提供GPS经纬度坐标回传功能，指挥调度平台可以实时获取智能终端的所在位置，并可在调度软件的地图页面以“以范围来选组”，通过在地图上划定一个区域来进行划组，可通过地图页面直接实现单呼、组呼、语音调度等操作。
终端用户可将位置信息及状态实时回传至调度台，通过云平台的存储及数据分析，调度台可实现对终端设备过往行动轨迹回放。终端持有人员也可实时查看自己及组内成员的位置及状态信息。
三、基于IOT的云计算在轨道交通建筑安全管理应用
全国范围内城市轨道交通的建设在日益提速，建设过程中关注的焦点始终是建设人员的安全、工程质量及进度。轨道交通的特殊性，决定了在其建设过程中，必然是多点位，长线路，大作业面。进场施工人员在不同实施阶段，包含了各轨道交通相关专业的不同人员，除了对同时进场施工人员安全保障培训以外，对在作业区域内的人员、设备定位，也是一种尤其必要的保障措施。
通过IOT、大数据及云计算等新一代IT技术与指挥调度系统深度融合集成而形成的一种新的应用方案，以“采集、传输、计算”三要素，采集端通过物联网技术实现设备、物品、人、控制系统的数据收集与相关联结。以无线网络作为覆盖手段、以云计算来处理收集的大量数据，提供给中心管理指挥调度平台。
云计算可以普适、方便、按需地通过网络访问可配置的共享计算资源（如网络、服务器、存储、应用和服务）池的模式，计算资源可以在最少的管理开销和服务提供商干预下快速提供和释放[3]。云计算不仅互联网概念，专网也可采用，可自建私有云，在地方轨道交通建设中，内部网络封闭，建立私有云，对各接入系统进行集中数据处理，系统安全性，可靠性、可用性提高，成本更低。随着云计算的大量使用，传统的系统设备和网络设备要以云计算的数据作为基础，让云平台的理论能够得到统一的承载[4]。
四、结束语
我国越来越多的城市规划并修建轨道交通线路，在以万物互联为基础、以大数据分析的云计算为背景下，轨道交通建设现场安全管理及运营人力资源使用调度的业务逐渐由传统单点位、单站、单线路的分散式管理，向着集中化、集约化、智能化管理的方向发展。因而基于IOT的云计算是信息产业技术的变革也是基础设施建设信息化的主动力，万物互联及云计算和城市轨道安全管理相结合，实现轨道交通的现场指挥调度智能化，让轨道交通的建设速度和施工现场安全保障得到提升。我国目前轨道交通系统中的云计算处于发展时期，应用成功的案例很少，因此要想让城市轨道交通建设管理和云计算有效的结合在一起，还需要深入的进行研究。
参考文献：
[1]周光军. 基于云计算技术的城市轨道交通信息系统统一开发测试平台应用架构浅析[J]. 信息安全与技术, 2015(1):43-47.
[2]何泽鹏.基于蜂窝的窄带物联网(NB-IoT)技术性能及应用[J].广东通信技术 ,2017,37(3):29-34
[3]乔良树，基于云计算的轨道交通综合监控系统研究[J].中国高新科技,2017,1(12)
[4]王磊.城市轨道交通行车综合自动化系统研究[J].商品与质量,2015,34(38):8-10.
论文作者:许津津
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/22
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