干货|昆明市轨道交通4号线PPP项目B部分工程

注：每日专栏发布上限5篇，更多资讯欢迎进群了解。

完成单位：

北京城建设计发展集团股份有限公司

昆明轨道交通集团有限公司

云南京建轨道交通投资建设有限公司

中铁电气化局集团有限公司

北京城建亚泰建设集团有限公司

北京城五工程建设有限公司

北京城建安装集团有限公司

北京城建六建设集团有限公司

北京城建智控科技有限公司

中国铁路通信信号上海工程局集团有限公司

主要完成人：

王汉军、陶敏、夏秀江、顾昆、刘润平、董伟、孟红波、朱准、董盛伟、李红军、喻宇、冯东亮、王林、杜苍松、刘建军、张风来、张恒、袁泉、孙建平

1 工程概况

昆明市轨道交通4号线呈西北至东南走向，线路全长43.422km，共设车站29座，均为地下站，平均站间距1.54km，串联主城与呈贡新城，无缝接入昆明南高铁站，互通长水国际机场。全线设大漾田车辆基地、广卫停车场、白龙潭停车场和火车北站、麻苴、斗南主变电所，其中新建麻苴主变电所。全线配属48列B型车，最高运行速度100km/h，采用1500V接触轨送电。

作为昆明市首批PPP项目，财政部公示的第二批PPP示范项目，由昆明市交通运输局作为PPP项目政府实施机构，昆明轨道交通四号线投资管理有限公司作为政府方授权出资代表，由北京城建设计发展集团股份有限公司和中铁电气化局集团有限公司联合体作为B部分工程实施主体，负责车辆、供电、通信、信号、综合监控、自动售检票、电扶梯、站台门、场段工艺设备等系统的设计、投资、建设、运营。总投资63亿元，于2018年10月18日开工，2020年8月19日竣工。项目建设和批复手续齐全，建设程序依法合规。

自动售检票系统除支持传统售检票模式外，新增电子支付，人脸识别模式，全面支持微信、支付宝、银联闪付等第三方支付。

站台门控制系统PEDC和DCU开放参数多，电磁锁采用故障率更低的感应开关，多路软硬件冗余设计、模块化产品设计，可维护性强、稳定可靠。

固定式架车机和移动式架车机组合，灵活起架；采用内燃调机车，扩展使用范围确保大功率动力需要；蓄电池公铁两用车取代周月检库移动式滑触线，提高段内调车作业效率。

打造昆明独有的公共文化IP—K4 CATS瓦猫家族，实现了国内地铁首个公共文化IP的大规模应用；“3min博物馆”数字艺术墙应用了实时数据可视化的艺术形式，带给乘客不一样的文化候乘体验。

全国首创弱电系统综合运行管理平台，构建“基于云平台的轨道交通综合自动化系统”，打破专业壁垒，建立标准化系统和资源池，实现标准化多专业数据和资源共享。

昆明市轨道交通4号线承东启西，接南转北，开启昆明地铁网络化运营新时代，有效提升沿线市民的出行品质，被誉为云南最美地铁线路。昆明市轨道交通4号线工程自交付以来，各系统运行正常，使用功能良好，建设单位和使用单位非常满意。

2 获奖情况

3 主要科技创新内容

（1）首次将LTE-M综合业务承载无线网络应用在云南省内城市轨道交通行业，通过一张网络综合承载原先多张网络承载的业务（CBTC列车运行控制、集群调度、列车运行状态监测、PIS等业务），满足高速、抗干扰和综合承载的要求。

（2）首次在轨道交通行业实现对在途电客车TCMS信息和列车运行安全综合状态的实时展示，列车轴箱、齿轮箱、牵引电机等关键部件状态的实时监测、故障告警和隐患预警，运用物联网技术、智能感知诊断技术、云计算技术、大数据分析和工业以太网等先进技术结合昆明地铁的运营需求，为运营人员提供面向在途运营列车的安全状态综合监测、故障隐患挖掘预警、网络化维保和应急处置三大服务和支持。

（3）基于云平台的轨道交通综合自动化系统（以下简称系统），采用了创新的融合架构，完全替代了传统弱电系统自成体系、相互独立的烟囱式架构。在新架构下，综合监控，列车自动监控、广播、乘客信息、集中告警、自动售检票、站台门、通信、信号等传统弱电系统将只是名义上的存在，实际上不再各自独立。其基础设施层、数据采集、数据处理层、应用层均被融合至新的整体架构中。

2019年11月，中国城市轨道交通协会专家和学术委员会在北京召开技术成果评价会，评价会由仲建华执行主任主持，钱清泉院士担任组长的专家组，对“基于云平台的轨道交通综合自动化系统”进行科技成果评价，专家组统一认定，该项目成果的核心关键技术及完全自主化核心设备处于国际先进水平，具有广泛的使用价值。

（4）将BIM技术应用到公安通信系统施工管理，解决地铁施工中施工工序模拟、模型信息管理、成本控制等关键问题，包括施工模拟、施工方案确定、三维可视化施工等方面。通过BIM模型，让施工参建方更好的了解设计图纸，协调各施工工序，同时节省大量的识图时间。

（5）在传统的信息化管理手段之上，项目部创新引入私有云存储(NAS)设备，运用私有云存储技术，促进了项目参建单位的资料共享，实现多人在线办公和资料实时审查，全面支撑项目目标的最终实现。

（6）全国首条地铁数字艺术墙线路，采用数字艺术文化墙取代传统的广告灯箱或静态艺术墙，突出多媒体信息互动。从全线选取9座重点车站站厅视线核心位置，定制创作9幅不同主题的数字艺术作品。9幅作品分别位于各站站厅层，平均长度18m、平均高度3.3m，每块平均面积约 60 m²，均采用 P2.5 高清 LED 屏幕。“3min博物馆”数字艺术文化墙应用实时数据可视化的艺术形式，作品内容的变化，与车站内外的多种实时数据息息相关，提取运营时间、站内人流、地铁车辆、温度气候、日出日落等实时数据，实时演算生成全动态数字艺术内容。

4 新技术应用与效果

（1）通过基于云平台的轨道交通综合自动化系统在4号线的应用，能够充分的验证与传统系统相比的优势，及产生的社会及经济效益，以及在本行业示范效果。

• 弱电系统业务功能被拆解与颗粒化为一系列微服务。用户可按需自由组合业务功能，降低了用户进行定制开发或系统升级改造的成本与难度。系统具有开放性，第三方系统厂商产品可以直接插入系统架构，实现即插即用。

• 车站设置一体机，替代了传统的服务器、交换机、存储、PLC等设备，统一负责车站数据采集；统一了数据接口标准，方便后续升级改造更换；简化了中间环节，提高数据的实时性；节省了30%-50%的机房空间及相应的土建成本。

• 计算、存储与网络资源由云平台统一提供，继承了云技术本身所具备的技术优势，IT资源利用率提升了50%，投资节省了15%。

• 数据平台替代了传统工业实时数据库，可实现按需扩展，以支撑业务上增加的新需求；解决了传统工业实时数据库不能实时补回数据，且不能实时进行大数据分析处理的问题；支持数据挖掘、机器学习等大数据应用，为调度指挥、应急处理等高实时性应用场景提供支持。

• 系统弱化了专业分工，强化了系统功能，更加强调服务生产及乘客。为运营企业管理模式的创新、维修管理机制的变革提供基础支持，实现绿色节能、减员增效，并最终实现智慧地铁。

（2）LTE-M综合承载CBTC、集群调度等业务，相比传统的使用wifi网络承载CBTC等数据，解决了高速限制、易干扰等问题。相比传统的使用tetra(泛欧集群无线电)无线网络来承载集群调度网络，解决了无线网络带宽受限的问题。通过建设一张网络综合承载原先两张网络承载的业务，可节约投资约3500万/线路，并为今后新增扩展业务提供车-地无线传输通道，实现地铁建设规范化、集约化。

综合通信承载网络可以提高城市轨道交通安全运营的保障系数，切实解决人民乘坐轨道交通的安全忧虑，是提高轨道交通运输管理水平和服务水平、促进产业良性发展、提升城市形象的重要手段，具有重要的社会效益。

同时，车地无线通信综合通信网的建设可以降低系统长期的维护成本。由于减少了不同厂商或规格的硬件设备，因而其长期维护成本大为降低，从而进一步降低长期的运营成本，并且减少设备投入运行后的维护费用，节约设备检修时间。

城市轨道交通车地无线通信综合通信网的建设有利于优化设备组成，减少设备数量，节约能源和材料；能够有效降低能耗，使轨道交通节能低碳环保运行。

（3）车辆在线监测系统实现昆明市轨道交通4号线地铁车辆主要部件在线监测预警和及时维护保养，由计划修向状态修转变，提升检修效率和降低检修成本。

在线监测预警系统避免在列车正线运营过程中出现故障，从而极大提高列车正线运营过程中的无故障率，提升城市市民地铁出行安全舒适性和满意度，提高社会效益。

在线监测预警系统的实施可以实现轴箱、齿轮箱、牵引电机的监测预警，避免地铁车辆在正线运营过程中出现故障而停车，致使晚点和交通堵塞，造成城市局部场合的秩序混乱、垃圾丛生、能耗浪费等不和谐环境影响。

（4）数字艺术墙创新地铁车站站内艺术墙的展陈形式，融合视觉信息牌、互动式数据艺术可视化、数字镜子、广告等媒体形式，不断变幻，并随技术进步带来更多新奇体验。对比常规文化墙形式更丰富可变、投放更精准，适应互联时代的迭代需求引入商业力量，以赞助、定制广告的服务创新实现商业价值提升。点亮空间，营造视线焦点，是实时变幻、永不重复的数字艺术作品，用崭新的艺术形式，带给乘客不一样的文化候乘体验，创地铁艺术营销的标杆案例。

（5）基于BIM 的虚拟施工仿真与演练，实现工程建设的“先试后造”，得到最优的施工方案，大大降低施工现场中出现问题的概率，使粗放型的施工管理模式走向三维化、信息化、协同化，在工程质量、施工成本、施工管理等方面具有指导和推广意义。

（6）全线设置接触轨可视化接地装置，分为现场级（轨旁）、站级（变电所）、DCC级三级控制，系统内部采用光纤以太网通信。可远程可视化遥控电动接地，能够在现场电动和手动进行分、合闸，并能实现远动控制，具有锁定开关位置功能。运营人员可以在现场清楚地观察到接地开关的触头，能清晰分辨开关的分闸及合闸状态，监控主机能实时清晰地观察接地开关触头的视频状态。接触轨带电时接地装置不能合闸；接地装置合闸时对应股道的接触轨电动隔离开关不能合闸；接地装置的手动、电动及远程控制方式具有开关模式选择，防止手动和电动操作并行；具有接地开关状态锁定功能，可防止人为误分接地开关。

（7）自动扶梯具有自动识别能力，实现对自动扶梯上乘客流动密度、使用姿态等检测，一旦出现拥堵、跌倒等危险状态，智能系统将作出紧急保护响应，自动扶梯进入安全运行模式，系统则根据相应的信息做出如紧急停机、语音提示等保护动作。同时，将节能运行方案、能量反馈方案和基于计算机视觉的节能设计结合在一起，全面降低扶梯的能耗水平。大提升高度自动扶梯采用双驱动设计，运行更加平稳，零部件磨损较小。自动扶梯附加制动器制动电磁体防护等级IP65；低电压工作（维持电压10V），降低电磁铁发热，提高使用寿命；具有断电自动驻车功能。

（8）运营车辆具备应急牵引1000m功能，车辆蓄电池具有紧急牵引能力，针对列车在库内的情况，可用蓄电池供电方式，实现列车在无高压状态下的启动及行驶；车辆具备无线传输功能，列车控制与诊断系统采集的所有信息能够利用PIS系统的车地无线通道，实时传输到车辆基地运转值班室、列车运营控制中心；车辆增加踏面清扫装置，具备踏面清扫功能，采用顶面固定方式安装在列车转向架上，作用于车轮踏面，清除影响粘着力的污物，保证列车粘着性能的稳定性。

来源：城市轨道交通网CCRM