城市軌道交通大發(fā)展背景下通信信號系統(tǒng)中新技術(shù)的應(yīng)用及崗位新需求分析

鄭歡

（武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430050）

0 引言

進入21 世紀(jì)以來，我國的城市軌道交通事業(yè)以迅猛態(tài)勢高速發(fā)展，隨之而來的是城市軌道通信信號系統(tǒng)在技術(shù)上廣泛而深刻的革新，這也帶動了城軌通信信號崗位的需求增長與變革。以無線通信為基礎(chǔ)的CBTC 系統(tǒng)已經(jīng)全面取代基于有線通信的ATC 系統(tǒng)，成為中國城軌信號系統(tǒng)的主流；而智能化程度更高的全自動運營系統(tǒng)FAO 已經(jīng)在多個城市中開通運營。新技術(shù)的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生對通信信號崗位新的需求，本文將結(jié)合城軌建設(shè)與通信信號技術(shù)的發(fā)展，探討相關(guān)崗位對從業(yè)人員在知識、技能和職業(yè)素養(yǎng)等多個方面新的需求。

1 我國城市軌道交通將繼續(xù)保持高速發(fā)展的態(tài)勢

現(xiàn)代城市道路交叉縱橫，交通日益擁擠。發(fā)展以城市地鐵為主體的大運量快速公共交通系統(tǒng)是從根本上解決城市客運交通問題的途徑。我國的城市軌道交通（主要是地鐵）從2011 年開始進入大發(fā)展時期，根據(jù)中國城市軌道交通協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過10 年的建設(shè)，國內(nèi)已經(jīng)有50 個城市開通城市軌道交通系統(tǒng)，城市軌道交通已經(jīng)運營的線路總里程達到9192km。以2011 年為參考基準(zhǔn)，年均復(fù)合增長率達到18.3%。其中，地鐵運營線路總長度為7253.73km，占比78.91%[1]。各年度具體數(shù)據(jù)見圖1。

圖1 2011—2021 年中國城軌交通線路長度（單位：km）（資料來源：中國城市軌道交通協(xié)會）

2021 年后，我國城市軌道交通建設(shè)將繼續(xù)保持迅猛發(fā)展勢頭。以城軌建設(shè)重點城市為例，北京當(dāng)前運營里程673km，2025 年將達到1028km（已運營里程+已獲批及在建，下同）；上海截至2020 年運營里程689.35km，2025 年將達到1154km；廣州截至2020 年運營里程513.74km（含廣佛），2025 年將達到792km；截至2021 年12 月，武漢地鐵運營總里程數(shù)達到435km，至2024 年將建成12 號線等項目，形成共14 條線路、總長606km 的地鐵網(wǎng)。參照表1 提供的數(shù)據(jù)，截至2021年底，已經(jīng)獲批的44 個城市建設(shè)規(guī)劃在實施線路的總投資達4.2 萬億元；當(dāng)年完成建設(shè)投資5859.8 億元，在建線路總里程6096.4km，全國規(guī)劃的城軌交通線網(wǎng)在實施中的城市達到56 個，規(guī)劃線路總長達6988.3km。

表1 2019—2021 年中國城軌交通在建線路數(shù)據(jù)表

2 未來十年城軌運營企業(yè)對于專業(yè)人才的需求將持續(xù)旺盛

城市軌道交通的建設(shè)將極大推動各大中型城市軌道交通運營企業(yè)的發(fā)展，由此將產(chǎn)生大量的專業(yè)人才崗位需求。根據(jù)武漢地鐵集團人力資源部提供的數(shù)據(jù)，地鐵線路所需員工數(shù)平均為50～90 人/km，其中不包括外包勞務(wù)人員。如果按照成熟精簡的線路平均60 人/km 的編制來算，武漢市軌道交通2026 年預(yù)計運營線路長度達到700km，則需要員工數(shù)量將達到約42000 人，而當(dāng)前武漢地鐵運營公司的員工數(shù)量在25000 人左右。

“十四五”規(guī)劃實施以來，在湖北省提出的“一主引領(lǐng)、兩翼驅(qū)動、全域協(xié)同”區(qū)域發(fā)展布局的推動下，湖北省城市軌道交通行業(yè)在武漢地鐵的引領(lǐng)下，其他城市紛紛開始規(guī)劃和打造適合自身體量規(guī)模、適合自身交通需求的城市軌道交通形式，輕軌和有軌電車等低成本、高效能的項目已經(jīng)在湖北省多個城市開始規(guī)劃和實施。與武漢聯(lián)系緊密的鄂州規(guī)劃了鄂州機場快軌、武漢地鐵30 號線紅蓮湖段、葛店地鐵（武漢地鐵11 號線葛店段，已通車）、武漢地鐵19 號線、作為光谷有軌電車延伸的T2、T9 線鄂州段等多條線路。為實現(xiàn)老城區(qū)與新區(qū)的快速對接，加快沿線城區(qū)開發(fā)建設(shè)，黃石政府近期擬建設(shè)2 條有軌電車示范線，為服務(wù)老城區(qū)人口疏散、提升城市品質(zhì)提供交通平臺。同時，十堰和荊州等地也都在謀劃各自的城市輕軌項目。

由此可見，未來很長時間，城市軌道交通行業(yè)仍將處于高速發(fā)展期，而當(dāng)前大型、特大型城市地鐵獨占鰲頭的局面將逐漸演變?yōu)榇笾行统鞘旋R頭并進，地鐵、輕軌、有軌電車多頭并舉，城軌專業(yè)技術(shù)人才的需求將呈現(xiàn)長期、大量、廣泛增長的態(tài)勢。

在城軌運營公司的大量用人需求中，地鐵通信信號技術(shù)相關(guān)崗位的需求量占比較重。城軌通信系統(tǒng)是能夠傳輸語音信號、文字、數(shù)據(jù)和圖像等信息的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字通信網(wǎng)，具體包括：傳輸系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、閉路電視、廣播系統(tǒng)、商用通信系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)等一系列子系統(tǒng)[2]。而城軌信號系統(tǒng)則是保證列車安全自動高效運行的核心功能，信號系統(tǒng)通過列車聯(lián)鎖、進路控制、車輛運行調(diào)度、列車間隔控制、行車信息管理等功能，實現(xiàn)對城軌線路自動運行的控制和調(diào)度，通過設(shè)備工況監(jiān)測及維護實現(xiàn)對整個運營系統(tǒng)的監(jiān)測，從而構(gòu)成一套高效綜合自動化系統(tǒng)。

這些包含在大系統(tǒng)之中的諸多子系統(tǒng)要使用到大量的電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、各種規(guī)格的連接線路和接口接頭，需要面對諸如信號機、轉(zhuǎn)轍機、計軸器、信標(biāo)等大量分布于軌旁的專門設(shè)備，而這些設(shè)備的安裝、調(diào)試和維護需要了解通信信號技術(shù)專業(yè)知識，掌握相關(guān)設(shè)備安裝、維護技能的專業(yè)技術(shù)人員。據(jù)初步估算，武漢市地鐵線路全面運行后，城軌通信信號方向維護保養(yǎng)的技工需求量在3000～4000 人左右。放眼全國，城軌通信信號專業(yè)方向的人才需求將是數(shù)以萬計甚至十萬計。

3 城軌通信信號技術(shù)專業(yè)涉及知識面廣、技能要求較高

城軌通信信號技術(shù)崗位是城軌運營的核心崗位，其技術(shù)幾乎覆蓋城軌管理、運營的所有方面，而且對保證行車安全和運營效率至關(guān)重要。城軌通信系統(tǒng)幾乎包容了當(dāng)前所有主流通信技術(shù)，涉及十幾個功能原理各異的子系統(tǒng)，而信號系統(tǒng)作為地鐵獨有的技術(shù)體系則是計算機技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的深度融合。因此，通信信號崗位從業(yè)技術(shù)人員需要掌握廣泛的專業(yè)知識和較為全面扎實的操作技能。以閉路電視廣播系統(tǒng)為例，該崗位的技術(shù)員需要了解車站或某段線路上系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的功能和安裝維護方法，了解音視頻系統(tǒng)線路布局，了解音視頻設(shè)備的安裝、調(diào)試和維修方法。同時，該崗位的技術(shù)員需要掌握比較全面的計算機網(wǎng)絡(luò)知識，了解接入網(wǎng)原理和無線通信原理，了解音視頻技術(shù)的基本原理，掌握音視頻設(shè)備（尤其是顯示設(shè)備）的原理和維修技術(shù)，以及通信線路的安裝、維護的技能。由此可見，通信信號崗位要求從業(yè)人員具備完整的專業(yè)知識架構(gòu)，較為全面的理論基礎(chǔ)和相當(dāng)全面而且扎實的專業(yè)技術(shù)技能[3]。

4 城市軌道通信信號領(lǐng)域應(yīng)用了大量新技術(shù)新設(shè)備

伴隨著新世紀(jì)中國城軌建設(shè)，大量的新技術(shù)和新設(shè)備在通信信號領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在信號領(lǐng)域，基于通信的列車自動控制系統(tǒng)（CBTC）在城軌運營控制中已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，該系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)列車自動控制系統(tǒng)（ATC）使用軌道電路作為車-地通信主要途徑的傳統(tǒng)技術(shù)，在列車運營體系中廣泛采用無線通信技術(shù)，突破了制約車-地通信數(shù)據(jù)量和實時性的瓶頸，將自動閉塞的方式由固定閉塞升級為移動閉塞，將車輛的自動運行模式由地面控制轉(zhuǎn)變?yōu)檐囕v結(jié)合前方目標(biāo)點的位置和線路情況自行計算速度曲線，行車間隔由以前以軌道電路長度為單位的固定閉塞升級為保持前后車極限距離前提下可變間隔的移動閉塞，極大地縮短了行車間隔，提高了高峰期客運量的同時有效提高了運營效率。而且，對于一線信號崗位來說，信號工面對的軌旁設(shè)備也在不斷更新和發(fā)展。在鐵路領(lǐng)域使用多年的軌道電路已經(jīng)完全退出了城軌正線，軌道上車輛占用的檢測功能由結(jié)構(gòu)簡單、維護便利的計軸器完成。計軸器通過檢查計軸起終點記錄輪軸數(shù)的差值判斷兩點間軌道的占用情況，檢測精度大為提高，而且由于設(shè)備結(jié)構(gòu)精簡，極大地降低了故障率和維護人員的工作量。軌道電路車-地通信功能也轉(zhuǎn)而由依托無線通信的應(yīng)答器實現(xiàn)，應(yīng)答器的使用極大地提高了車-地通信的傳輸數(shù)據(jù)量，同時克服了軌道電路只能單向傳輸數(shù)據(jù)的弊端，為車輛自動運行、精準(zhǔn)對位停車以及系統(tǒng)自動控制提供了有力支持。近年來，城軌全自動運行系統(tǒng)（FAO）逐漸被應(yīng)用在我國各個城市的城軌系統(tǒng)中。

目前，城軌通信技術(shù)也在不斷創(chuàng)新發(fā)展，取代傳統(tǒng)車-地通信方式的車-車通信技術(shù)、突破不同信號系統(tǒng)技術(shù)壁壘的互聯(lián)互通技術(shù)，5G 技術(shù)在城軌信號系統(tǒng)的應(yīng)用正在不斷走向成熟，并在不久的將來被廣泛應(yīng)用于城軌技術(shù)體系之中，為城軌運營更安全、更精準(zhǔn)、更高效、更便捷目標(biāo)提供有力的技術(shù)保障。

5 城軌通信信號崗位對于從業(yè)人員的新需求

新技術(shù)的不斷應(yīng)用催生了城軌通信信號崗位對于從業(yè)技術(shù)人員新的需求，這些需求覆蓋知識理論、技術(shù)技能、職業(yè)素養(yǎng)等各個方面，主要體現(xiàn)為以下幾點：

第一，提升專業(yè)知識理論的需求。城軌通信技術(shù)經(jīng)歷了從有線通信到無線通信，從車-地通信到車-車通信，移動通信體系從3G、4G 到5G 的不斷演進；信號系統(tǒng)伴隨著通信技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展，也走過了從ATC 到CBTC 的過程，并正向著全智能化的FAO 方向穩(wěn)步邁進。

通信崗位面向傳輸系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、商用通信系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)，從技術(shù)的角度來看涉及無線通信、光纖通信、移動通信、計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機多媒體技術(shù)、電子電器技術(shù)、顯示技術(shù)等多個學(xué)科方向；而信號崗位則面向所有與行車相關(guān)的軌旁設(shè)備的安裝與維護，從技術(shù)角度則涉及儀器儀表使用、常用工具使用、邏輯電路分析、信號設(shè)備功能結(jié)構(gòu)的掌握及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的掌握等方面。而最新的FAO 系統(tǒng)是基于現(xiàn)代通信技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)、現(xiàn)代計算機技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)，實現(xiàn)列車運行全過程自動化的新一代城軌交通控制系統(tǒng)。FAO 列車全自動運營系統(tǒng)相對于當(dāng)前主流的CBTC 系統(tǒng)增加了包括列車休眠喚醒、動靜態(tài)自檢、障礙物防護、脫軌防護、全自動車輛段/停車場、車庫門聯(lián)動、遠程復(fù)位等20 余項功能，升級了多項功能，在提高運能和整體自動化水平、提高站臺有效停站時間、縮短列車折返時間、節(jié)能減排方面有全新的技術(shù)突破，兼容傳統(tǒng)運營模式，提升了列車運營組織的靈活性。通過采用大數(shù)據(jù)和智能技術(shù)，進行深度互聯(lián)互通設(shè)計，全面實現(xiàn)無人駕駛、實現(xiàn)了列車運行的秒級控制，可使車輛系統(tǒng)折返間隔提升三分之一，使車輛停車精確度達到厘米級別。

專業(yè)從業(yè)人員在掌握傳統(tǒng)通信信號理論知識的基礎(chǔ)上，還需要不斷更新知識和技術(shù)，追蹤移動通信技術(shù)的新發(fā)展、典型短距離通信技術(shù)的演進；信號系統(tǒng)在多年被國外壟斷之后，近年來國產(chǎn)信號系統(tǒng)越來越多地被采用并承擔(dān)起技術(shù)革新主力軍的角色，信號相關(guān)技術(shù)人員需要主動面對技術(shù)上不斷出現(xiàn)的調(diào)整甚至是整個信號系統(tǒng)的革新，不斷更新知識理論甚至是知識理論結(jié)構(gòu)，以保證知識理論與系統(tǒng)應(yīng)用的匹配。

第二，提升專業(yè)技術(shù)技能的需求。城軌通信信號技術(shù)的發(fā)展帶動了設(shè)備及其控制方式、控制過程的革新，不論是車輛上還是在軌旁，新的設(shè)備、新的裝置都不斷出現(xiàn)，設(shè)備的功能和原理在變化，維護保養(yǎng)維修的方式也在改變，新的工具和儀器儀表被不斷應(yīng)用，這些都對專業(yè)技術(shù)人員在技術(shù)和技能上提出了更高的新要求。持續(xù)加強崗位培訓(xùn)和自主學(xué)習(xí)，快速消化吸收新技術(shù)新技能，將是當(dāng)前通信信號從業(yè)人員非常重要的工作內(nèi)容。

第三，提升從業(yè)人員的學(xué)習(xí)能力和鉆研精神，培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的意識和能力。城市軌道的技術(shù)在快速更新和迭代，從業(yè)人員只有不斷學(xué)習(xí)新知識，才能提高競爭力；只有不斷鉆研新技術(shù)，才能保證不落伍；只有不斷提升自我，才不會被超越。高速發(fā)展的城市軌道通信信號崗位，需要的是能夠與之相匹配的學(xué)習(xí)型人才，需要的是勇于迎難克堅、擁抱新技術(shù)的進取型人才。中國城軌建設(shè)的歷程表明了一個不爭的事實：城軌系統(tǒng)的技術(shù)革新將永不會止步，所以終身學(xué)習(xí)將是所有通信信號從業(yè)人員貫穿整個職業(yè)生涯的任務(wù)。

6 結(jié)語

我國城市軌道交通經(jīng)過了近十年的蓬勃發(fā)展，帶動了通信信號崗位的大量用人需求，而至少在未來五年內(nèi)，我國的城軌事業(yè)將依然保持高速發(fā)展的勢頭，因此通信信號崗位的人才需求將持續(xù)旺盛。我國城市軌道技術(shù)的發(fā)展不只是量的增長，更有質(zhì)的提升。城軌通信信號技術(shù)的革新引領(lǐng)了城軌技術(shù)的發(fā)展，大量的新技術(shù)新體系被廣泛應(yīng)用于通信信號系統(tǒng)的各個方面，這也帶來了通信信號崗位對于專業(yè)知識和技術(shù)技能全新的要求。知識的廣度不斷拓寬、深度不斷加強，新技術(shù)新技能不斷涌現(xiàn)，致使從業(yè)人員的自主學(xué)習(xí)能力和自我提升能力顯得尤為重要，自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)將成為通信信號崗位從業(yè)者必備的素養(yǎng)。通信信號崗位的管理者應(yīng)將理論知識學(xué)習(xí)和技術(shù)技能培訓(xùn)作為不可或缺的工作內(nèi)容，長期地貫徹于工作過程之中，同時也應(yīng)該大力鼓勵技術(shù)人員利用工作內(nèi)外的時間積極學(xué)習(xí)知識技能，不斷提升專業(yè)水平；城軌運營企業(yè)也應(yīng)該盡最大努力為員工自主學(xué)習(xí)、自我提升創(chuàng)造有利的環(huán)境。