轨道交通智能设备系统项目

轨道交通智能设备系统项目可行性研究报告一、项目基本情况1、项目名称本项目为轨道交通智能设备系统项目。2、投资主体和建设单位本项目投资主体和建设单位：苏州雷格特智能设备有限公司（以下简称“公司”或“雷格特”）；企业法定代表人:王建强。3、项目地点及范围本项目位于苏州市吴中区东山工业园区，厂房目前采用租赁方式。4、建设期本项目建设期1.5年。5、项目投资来源方案本项目建设投资和流动资金拟采用自有资金。二、市场分析和产品方案（一）市场分析1、目标市场的当前规模2008年底至2009年初席卷全球的经济危机，给全世界包括中国在内的众多的企业带来了沉重的灾难。为了应对这场经济危机，中国政府出台的4万亿拉动内需的经济刺激计划，给中国的轨道交通行业带来了前所未有的机遇。轨道交通包括城市轨道交通和干线铁路两个大范畴。1.1城市轨道交通截至2008年底，我国已有10个城市拥有共29条城市轨道交通运营线路，运营里程达到776公里，年客运总量达22.1亿次。据不完全统计，北京、上海等15个城市共有约50条，1154公里轨道交通线路在建。截至目前，有约27个城市正在筹备建设城市轨道交通，其中22个城市的轨道交通建设规划已经获得国务院批复。至2015年前后，北京、上海、广州等22个城市将建设79条轨道交通线路，总长2259.84公里，总投资8820.03亿元。上述获批建设的79条轨道交通线路不包含目前正在建设中的线路，完全是未来的“增量”。到2015年前后，我国建成和在建轨道交通线路将达到158条，总里程将超过4189公里。以北京和苏州为例，详细介绍如下：北京（代表一线大型城市）北京市城市轨道交通目前规划至21条线，其中：已完成1号线、2号线（环线）、13号线、八通线、5号线、8号线一期（奥运支线）、10号线一期、机场线及4号线共9条线；在建大兴线、亦庄线、8号线2期、9号线、10号线2期、昌平线、房山线、15号线共8条线；规划线路6号线、7号线、14号线、西郊线（香山线）共4条线。（北京市轨道交通规划图）作为一线城市的代表，北京的轨道交通建设可以视为省会级以上城市如上海、天津、重庆、广州、深圳、杭州、南京、西安等未来发展的标竿。苏州（代表二线区域性城市）苏州市城市轨道交通目前规划至4条线，其中：在建1号线、2号线；规划线路3号线、4号线。（苏州市轨道交通规划图）目前有众多类似的二线城市如青岛、宁波、无锡、厦门的城市轨道交通规划已经获批，部分已经开工建设。截止目前为止，全国城市轨道交通项目按线路统计如下：序号城市已有线路在建线路规划线路总计1北京984212上海81416383天津235104重庆12475广州454136深圳24397南京1212158武汉12259长春113510大连114611西安021312成都021313杭州012314沈阳011216苏州013420青岛011217哈尔滨0112序号城市已有线路在建线路规划线路总计15宁波001118郑州001119福州001121无锡001122长沙001127济南001123厦门001124南昌001125昆明001126东莞0011综上所述，至2015年，国内市场共将完成129条城市轨道交通线路，每条线路的自动售检票系统销售额平均在1亿元左右，其中自动检票机占3千万。因此国内城市轨道交通市场预计自动检票机市场份额为38.7亿元。预测新公司市场份额为1/10,则未来5年销售额总计3.87亿元,年均7740万元。1.2干线铁路铁道部规划未来15年内建设5000公里高速铁路客运专线，已建和在建的有：京津高铁、京沪高铁、沪宁高铁、武广高铁、广深香高铁、郑西高铁等。（铁道部客运专线示意图）根据欧洲及日本的经验，城际高铁通常也采用自动售检票系统。但由于中国目前的特殊国情（客流量特别大），国内该系统中自动检票机应用较少，但在北京南站、天津站、上海站、南京站等城市已经有部分试运行。保守估计未来5年公司在该市场可以获得约5千万元的订单，年均1千万。2、市场年增长率具统计，目前中国有240个城市计划筹建或已经向发改委申报了城市轨道交通规划，目前发改委只批准了22个城市。随着城市公共交通矛盾的日益尖锐，以及城市轨道交通普及后的示范效应。将有越来越多的城市建设轨道交通，在未来的15到20年，将是中国城市轨道交通的建设高峰。（二）产品及产品方案1、主要产品本项目的主要产品为自动检票机。自动检票机是轨道交通自动售检票系统中的核心终端设备，目前国内产品主要是与国外公司联合生产，核心技术仍然掌握在国外公司手中。本项目拟站在较高的起点上，深入消化国内现有自动检票机技术，整理、总结、完善现有第二代自动检票机，形成具有完全自主知识产权的国产化自动检票机产品。同时，根据国际市场的技术趋势，开始自主开发第三代轨道交通自动检票机产品，并与3到5年后投入市场。通过技术革新引领市场的升级换代。自动售检票系统(AFC)层次组成：自动售检票系统(AFC)是基于计算机、通信、网络、自动控制等技术，实现轨道交通售票、检票、计费、收费、统计、清分、管理等全过程的自动化系统。国外经济发达城市的轨道交通，己普遍采用了这种管理系统，并发展到相当先进的技术水平。我国城市轨道交通车站的自动售检票设备，昀初是来自外国，近年来我国已进行了大量的开发研制工作，提出了多种形式的产品，技术水平也在不断提高。国内轨道交通AFC系统的发展经历了从无到有的过程，随着计算机技术和软件的发展，我国城市轨道交通AFC的技术已与城市一卡通接轨，实现城市甚至城市区间的一卡通。城市轨道交通自动售检票系统(AFC)的结构进行了层次划分，共分为车票、车站终端设备、车站计算机系统、线路中央计算机系统、清分系统五个层次。层次结构是按照全封闭的运行方式，以计程收费模式为基础，采用非接触式IC卡为车票介质的组成原则，根据各层次设备和子系统各自的功能、管理职能和所处的位置进行划分的。目前确定的五层结构型式，是根据我国国情和城市发展现状，综合考虑了轨道交通建设的特点(如线路多而复杂、建设周期长、多个业主单位等情况)而设置的，具有一定的可伸缩性。对各层次必须实现的功能和要求做出如下规定：第一层----车票是乘客所持的车费支付媒介，规定了储值卡和单程票二种类型的物理特性、电气特性、应用文件组织以及安全机制等技术要求；第二层----车站终端设备安装在各车站的站厅，直接为乘客提供售检票服务的设备，规定了车站终端设备及其运营管理的技术要求；第三层----车站计算机系统，其主要功能是对第二层车站终端设备进行状态监控、以及收集本站产生的交易和审计数据，规定了系统的数据管理、运营管理及系统维护管理的技术要求；第四层----线路中央计算机系统，其主要功能是收集本线路AFC系统产生的交易和审计数据，并将此数据传送给城市轨道交通清分系统，以及与其进行对帐，规定了对该线路的车票票务管理、运营管理及系统维护的技术要求；第五层----清分系统，其主要功能是统一城市轨道交通AFC系统内部的各种运行数、收集城市轨道交通AFC系统产生的交易和审计数据并进行数据清分和对帐、同时负责连接城市轨道交通AFC系统和城市一卡通清分系统，规定了对车票管理、票务管理、运营管理和系统维护管理的技术要求。第二代自动检票机简述：自动检票机作为车站终端设备位于AFC系统的第二层，是仅次于车票媒介的第二底层设备，因此自动检票机的更新换代也更多的随着科技和时代的进步而变得更加的人性化、高效和准确的提供检票任务。第一代磁卡式自动检票机多采用的三杆辊闸其控制原理简单，磁卡由于记录数据容量较小因此无法提供很多的票卡功能如：限定进出站的时间等，因此与之匹配的设备硬件也相对简单，除采用基于单片机级别的控制板还有就是基于逻辑控制芯片的三杆机构以及磁卡处理装置。三杆闸机简单的架构让其面临的一个昀大的问题就是通行效率和对手持大行李和不便人士的不人性化。随着第一层票卡媒介的升级，三杆闸机也升级为拥有IC票卡处理单元，以太网高速联网等第二代闸机拥有的基本配置，但通行效率和人性化关怀的问题始终无法解决；第二代闸机是基于传感器检测阵列以及扇门系统的无障碍通道系统，其昀大的特点就是拥有了乘客通行逻辑检测功能，依靠位于机身的十几对光电传感器能够对进入通道的乘客类别进行区分，如：手持行李、背包、手提公事包、旅行箱、小孩推车、孕妇、以及乘坐轮椅的乘客等；同时也能对一些欺诈行为进行识别，如：尾随、匍匐下钻、跳跃、反向进入等。但受限于传感器阵列的稀疏的不足，其识别性能有限。第二代闸机的核心是通道逻辑控制器和扇门系统，闸机因此变得更加的智能，在提高通行效率的同时也提高了设备的人性化程度。目前为止，扇门和通行逻辑控制器以及算法仍然掌握在国外供应商手中，在中国的国产化仅限于闸机机箱、工控机、读卡器、票卡回收单元以及设备的集成和组装工作上。国产的扇门组件由于其驱动和通行控制逻辑控制器的不成熟还无法很好的工作。第二代闸机目前是国内车站安装的设备首选，除上海仍采用三杆闸机外，其他城市已普遍采用基于扇门的第二代闸机，因此在第三代闸机未应用之前，第二代闸机的完全国产化显得非常必要。第二代闸机的国产化工作主要集中在扇门及其通行逻辑控制器的国产化工作以及票卡回收单元的国产化。目前国内大量采用的意大利固力保扇门市场占有率第一，但其技术已经相对老化，无法满足业主的更进一步需要，如远程升级、扇门智能联网调节、智能调速、乘客非法通行信息记录与还原等功能。目前固力保扇门的架构如下：扇门驱动以及逻辑控制模块扇门采用了无刷直流电机和减速器以及齿轮驱动扇门门挡，依靠位于扇门机座上的位置传感器来感知扇门是否到位、扇门是否受到挤压等。扇门电机以及位置传感器、乘客通行检测传感器均被连接到扇门驱动以及逻辑控制模块上，该模块是基于MCS-51系列单片机的小型嵌入式控制器，拥有电机驱动、IO信号输入采集、IO输出等功能。由于采用的是单片机，因此无法集成操作系统，单线程的处理模式使得该系统无法提供更多的功能支持：如乘客位置信息存储、智能联网和在线升级、传感器采集速度提升、与主机通信速度低，信息少，故障定位信息少等缺陷。2、产品方案针对以上问题，公司提出了新的架构：扇门机构采用大转矩直流伺服电机直接驱动扇门门挡，解决使用减速器和齿轮系统带来的机构复杂、难于精确控制、无法精确定位等固有不足；驱动模块与通道控制模块分离：采用分布式控制的优点就是各司其职、优化管理来达到反应迅速、精确控制、智能联网等功能。采用基于DSP的控制技术，高速CAN现场总线；采用工控机+高速数据采集卡实现应用程序和通道逻辑控制器一体化的实现方式。架构如下：扇门与通行控制模组架构针对以上描述，在第二代闸机国产化的研究开发中要着力解决以下几个方面：第一：基于大转矩直流伺服电机的扇门模块开发本项目着力解决1）大转矩直流伺服电机的设计与定制；2）扇门机械部件的设计与制造；3）扇门测试平台的设计与制造，使之能够对扇门样品进行500万次耐受测试，横向冲击压力测试，侧向挤压测试等一系列的测试工作；4）基于DSP32位数字微处理器的控制驱动模块开发，基于高速CAN现场总线的模块与IGBT模块的组合，利用PWM控制和反向电动势制动的原理获取高速响应。5）完善的数据采集，实现转矩反馈、电压、电流、位置、挤压位移等数据的高速实时采集与传输，让上位机能实时得到控制命令的执行结果；6）完善的保护功能，对乘客进行全方位的保护，包括紧急模式下扇门离开打开、乘客挤压扇门超限打开等；7）静音、高效与长寿命：目前国际标准为MCBF不少于100万次，寿命不少于500万次。经过改进设计的扇门可以很容易的达到MCBF不少于200万次，寿命不少于600万次。第二：基于工控机和高速数据采集卡的乘客通行逻辑模块开发：兼容固力保接口，能容易的替换现有的固力保扇门系统；支持Windows、WinCE、Linux、Vxworks等多种操作系统，可移植性强；参数化管理，支持通过参数调整来达到灵活的传感器布置方案的更改；健壮性设计，线程监视与控制功能，在该线程死掉后能够被再次重启；第三：票卡回收模块的完善性开发：