全自動(dòng)運(yùn)行地鐵車輛-濟(jì)南軌道交通2號(hào)線

全自動(dòng)運(yùn)行地鐵車輛

———濟(jì)南軌道交通號(hào)線

2

陳思斌楊培盛主編

中國鐵道出版社有限公司

年北京

2021·

內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書以濟(jì)南軌道交通號(hào)線為例詳細(xì)闡述了全自動(dòng)運(yùn)行地鐵車輛的主要構(gòu)成控制功能

2,、

和技術(shù)特點(diǎn)書中內(nèi)容分為三篇共章第一篇總論主要包括全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)概述全自

。,17。,、

動(dòng)運(yùn)行地鐵車輛概述第二篇全自動(dòng)運(yùn)行地鐵車輛構(gòu)成主要包括車體及內(nèi)裝轉(zhuǎn)向架車門

;,、、、

車端連接裝置電氣牽引系統(tǒng)輔助電源系統(tǒng)空氣制動(dòng)和風(fēng)源系統(tǒng)乘客信息系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)

、、、、、、

列車控制系統(tǒng)第三篇全自動(dòng)運(yùn)行地鐵車輛關(guān)鍵技術(shù)主要包括典型場(chǎng)景控制列車電氣控

;,、

制車輛防火車輛獨(dú)立安全評(píng)估車輛智慧運(yùn)維

、、、。

本書兼具理論性與應(yīng)用性可供城市軌道交通車輛領(lǐng)域研發(fā)設(shè)計(jì)制造運(yùn)用檢修等方

,、、、、

面的技術(shù)人員以及車輛相關(guān)專業(yè)高校師生閱讀參考

。

圖書在版編目CIP數(shù)據(jù)

()

全自動(dòng)運(yùn)行地鐵車輛濟(jì)南軌道交通號(hào)線陳思斌楊培盛

:2/,

主編北京中國鐵道出版社有限公司

.—:,2021.8

ISBN978-7-113-28241-7

全陳楊自動(dòng)控制地下鐵道

Ⅰ.①…Ⅱ.①…②…Ⅲ.①--

鐵路車輛介紹濟(jì)南

--Ⅳ.①U27

中國版本圖書館數(shù)據(jù)核字第號(hào)

CIP(2021)162516

書名:全自動(dòng)運(yùn)行地鐵車輛———濟(jì)南軌道交通2號(hào)線

作者:陳思斌楊培盛

責(zé)任編輯:李潤(rùn)華編輯部電話:電子信箱:

(010)51873138jiliang@

封面設(shè)計(jì):高博越

責(zé)任校對(duì):焦桂榮

責(zé)任印制:高春曉

出版發(fā)行:中國鐵道出版社有限公司北京市西城區(qū)右安門西街號(hào)

(100054,8)

網(wǎng)址:

印刷:北京建宏印刷有限公司

版次:年月第版年月第次印刷

202181202181

開本:印張:字?jǐn)?shù):千

787mm×1092mm1/1619352

書號(hào):

ISBN978-7-113-28241-7

定價(jià):元

128.00

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,,。:(010)51873174

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編委會(huì)

陳思斌楊培盛

何延華侯飛

劉鳳洲楊基宏

蔣欣韓慶軍王曙曾凡飛

景元廣董先鵬杜兆波付宇

張金城孔凡超李漢超李俊偉

劉顯峰劉海全王浩軒張坤

董曉紅張寅河張紅萍劉天宇

王雨趙燕娜王華軍張煥增

前言

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)是基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、通信、控制和系統(tǒng)集成等

技術(shù)實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行全過程自動(dòng)化的新一代城市軌道交通系統(tǒng)。隨著

城市化進(jìn)程的加快,對(duì)城市軌道交通設(shè)備系統(tǒng)在保證行車安全、提

高運(yùn)輸效率、節(jié)能環(huán)保方面提出了新的要求,采用技術(shù)先進(jìn)、性能

穩(wěn)定、效率優(yōu)先的全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)成為中國軌道交通建設(shè)的迫切需

求。全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)是城市軌道交通列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的發(fā)展趨

勢(shì),全球新建線路中將有%采用全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng),改造線路中

75

也將有%采用全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng),國內(nèi)主要城市已將全自動(dòng)運(yùn)行

40

系統(tǒng)建設(shè)納入規(guī)劃。截至年月底,國內(nèi)已開通運(yùn)營全自動(dòng)

20213

運(yùn)行地鐵線路的城市有北京、上海、成都、濟(jì)南、太原五個(gè),總里

程近。

200km

濟(jì)南軌道交通號(hào)線于年月日通車運(yùn)營,按照

22021326

等級(jí)建設(shè),是山東省首條全自動(dòng)運(yùn)行線路,也是國內(nèi)首條

GOA4

一次性實(shí)現(xiàn)全功能開通的自主化大運(yùn)量全自動(dòng)運(yùn)行地鐵線路。本線

采用新一代全自動(dòng)運(yùn)行車輛,車輛與信號(hào)、通信、綜合監(jiān)控、站臺(tái)

門等系統(tǒng)深度集成,運(yùn)行全程高度自動(dòng)化,是基于安全、綠色、智

慧、品質(zhì)的濟(jì)南地鐵建設(shè)理念打造的一款技術(shù)自主、綠色環(huán)保、智

能高效、安全舒適的地鐵車輛。

列車喚醒、出庫、正線服務(wù)、進(jìn)站、停站、開關(guān)門、站臺(tái)發(fā)

車、停止正線服務(wù)、回庫、休眠、洗車等所有功能場(chǎng)景均實(shí)現(xiàn)無人

干預(yù)的全自動(dòng)運(yùn)行;支持遠(yuǎn)程列車操控、復(fù)位、隔離等措施,能夠

在網(wǎng)絡(luò)故障下進(jìn)入蠕動(dòng)模式繼續(xù)全自動(dòng)運(yùn)行;具備智能在線狀態(tài)監(jiān)

測(cè)及預(yù)警、應(yīng)急處置等信息交互功能,實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng),強(qiáng)化乘客防護(hù);

2

關(guān)鍵電路和設(shè)備冗余設(shè)計(jì),具備故障自診斷和自愈功能,提高了整

個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率及可靠性。列車具備車地?zé)o線傳輸功能,并搭建

起車地一體化智慧運(yùn)維系統(tǒng),車輛牽引、輔助、網(wǎng)絡(luò)、制動(dòng)、車

門、空調(diào)、乘客信息系統(tǒng)、走行部在線監(jiān)測(cè)、弓網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)等九大

系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)上傳地面專家診斷系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)列車智慧化

運(yùn)營和維護(hù)管理,同時(shí)也為智慧城軌的整體布局和實(shí)施打下堅(jiān)實(shí)

基礎(chǔ)。

本書全面、系統(tǒng)地介紹了濟(jì)南軌道交通號(hào)線車輛主要構(gòu)成、

2

控制功能和技術(shù)特點(diǎn),是一本較完整的全自動(dòng)運(yùn)行地鐵車輛技術(shù)資

料,可供城市軌道交通車輛領(lǐng)域各方面從業(yè)人員參考。

本書由濟(jì)南軌道交通集團(tuán)有限公司牽頭組織編寫,中車青島四

方機(jī)車車輛股份有限公司、中車青島四方車輛研究所有限公司、必

維質(zhì)量技術(shù)服務(wù)上海)有限公司等單位的相關(guān)人員參加了編寫、審

(

核工作。克諾爾車輛設(shè)備(蘇州)有限公司、山東朗進(jìn)科技股份有限

公司、南京康尼機(jī)電股份有限公司、上海鳴嘯信息科技股份有限公

司、交鐵檢驗(yàn)認(rèn)證(上海)有限公司等單位提供了技術(shù)支持,在此表

示衷心的感謝!

受水平及時(shí)間所限,書中難免存在不足之處,敬請(qǐng)廣大讀者和

業(yè)內(nèi)同行批評(píng)指正。

編者

年月

20216

目錄

第一篇總論

1全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)概述…………………

3

1.1自動(dòng)化等級(jí)劃分………………

3

1.2發(fā)展背景………………………

4

1.3全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)總體技術(shù)要求…………………

5

1.4濟(jì)南軌道交通號(hào)線全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)………

27

2全自動(dòng)運(yùn)行地鐵車輛概述…………

14

2.1列車組成及主要技術(shù)參數(shù)……………………

14

2.2列車全自動(dòng)功能設(shè)計(jì)…………

20

2.3列車工業(yè)設(shè)計(jì)…………………

23

第二篇全自動(dòng)運(yùn)行地鐵車輛構(gòu)成

3車體及內(nèi)裝…………

29

3.1車體……………

29

3.2車體內(nèi)部裝飾及設(shè)備…………

39

3.3車體電氣設(shè)備及布置…………

42

4轉(zhuǎn)向架………………

51

4.1轉(zhuǎn)向架技術(shù)指標(biāo)………………

51

4.2轉(zhuǎn)向架布置……………………

52

4.3轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)……………………

53

4.4轉(zhuǎn)向架互換性及可維護(hù)性……………………

63

2

5車門……………

65

5.1客室車門工作原理……………

65

5.2客室車門組成…………………

66

5.3客室車門控制…………………

76

5.4緊急疏散門……………………

82

5.5緊急疏散門操作步驟…………

85

6車端連接裝置………………………

88

6.1全自動(dòng)車鉤……………………

88

6.2半永久車鉤……………………

95

6.3貫通道…………

97

7電氣牽引系統(tǒng)………………………

101

7.1電氣牽引系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)………

101

7.2電氣牽引系統(tǒng)組成…………

101

7.3牽引控制系統(tǒng)………………

116

8輔助電源系統(tǒng)………………………

123

8.1輔助電源系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)………

123

8.2輔助電源系統(tǒng)組成…………

124

8.3輔助電源控制系統(tǒng)…………

130

9空氣制動(dòng)和風(fēng)源系統(tǒng)………………

134

9.1制動(dòng)系統(tǒng)組成………………

134

9.2制動(dòng)系統(tǒng)功能………………

143

9.3全自動(dòng)運(yùn)行適應(yīng)性設(shè)計(jì)………

150

10乘客信息系統(tǒng)……………………

152

10.1乘客信息系統(tǒng)配置…………

152

10.2列車廣播系統(tǒng)………………

153

10.3乘客信息顯示系統(tǒng)…………

157

10.4列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)…………

159

3

11空調(diào)系統(tǒng)…………

162

11.1空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)…………

162

11.2空調(diào)系統(tǒng)組成………………

162

11.3制冷采暖原理………………

166

11.4通風(fēng)系統(tǒng)原理………………

167

11.5空調(diào)系統(tǒng)控制………………

168

12列車控制系統(tǒng)……………………

173

12.1系統(tǒng)配置……………………

173

12.2列車控制功能………………

176

12.3系統(tǒng)監(jiān)視功能………………

182

12.4系統(tǒng)診斷功能………………

187

第三篇全自動(dòng)運(yùn)行地鐵車輛關(guān)鍵技術(shù)

13典型場(chǎng)景控制……………………

193

13.1喚醒…………

194

13.2休眠…………

197

13.3故障復(fù)位控制………………

199

13.4緊急制動(dòng)緩解………………

200

13.5緊急解鎖手柄………………

201

13.6緊急呼叫……………………

202

13.7車輛火災(zāi)……………………

203

13.8車上設(shè)備工作狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)………………

204

13.9車門故障隔離站臺(tái)門………

205

13.10站臺(tái)門故障隔離車門………

206

13.11車門狀態(tài)丟失……………

207

13.12車輛制動(dòng)系統(tǒng)故障………

208

13.13障礙物和脫軌檢測(cè)………

208

14列車電氣控制……………………

210

14.1關(guān)鍵電路控制邏輯…………

210

4

14.2電路冗余設(shè)計(jì)………………

218

15車輛防火…………

221

15.1列車防火等級(jí)判定…………

221

15.2預(yù)防火災(zāi)發(fā)生設(shè)計(jì)…………

222

16車輛獨(dú)立安全評(píng)估………………

233

16.1獨(dú)立安全評(píng)估方法…………

233

16.2車輛獨(dú)立安全評(píng)估實(shí)施……………………

241

17車輛智慧運(yùn)維……………………

250

17.1車輛智慧運(yùn)維系統(tǒng)架構(gòu)……………………

250

17.2車輛智慧運(yùn)維系統(tǒng)配置……………………

254

17.3車聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)……………

256

17.4軌旁綜合檢測(cè)系統(tǒng)…………

274

17.5地面專家診斷平臺(tái)…………

280

附錄名詞術(shù)語英文簡(jiǎn)稱及中英對(duì)照………………

292

第一篇總論

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)是以現(xiàn)代信息及自動(dòng)化技術(shù)提升運(yùn)營服

務(wù)水平增強(qiáng)系統(tǒng)裝備功能和性能為目的新一代城市軌道交

、

通系統(tǒng)本篇總論部分共包含全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)概述和全自動(dòng)

。

運(yùn)行地鐵車輛概述兩章全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)概述重點(diǎn)論述了城

。

市軌道交通自動(dòng)化等級(jí)的定義劃分原則發(fā)展歷程以及全

、、

自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)對(duì)設(shè)備子系統(tǒng)提出的相關(guān)技術(shù)要求結(jié)合濟(jì)南

,

軌道交通號(hào)線工程全自動(dòng)運(yùn)行建設(shè)經(jīng)驗(yàn)闡述了號(hào)線全

2,2

自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則提出了以核心系統(tǒng)設(shè)備車輛通

,(、

信信號(hào)綜合監(jiān)控和站臺(tái)門功能設(shè)計(jì)為主線的建設(shè)思路

、、)。

全自動(dòng)運(yùn)行地鐵車輛概述介紹了濟(jì)南軌道交通號(hào)線車輛主

2

要技術(shù)參數(shù)工業(yè)設(shè)計(jì)方案針對(duì)號(hào)線全自動(dòng)運(yùn)行車輛重

、,2

點(diǎn)對(duì)比了全自動(dòng)運(yùn)行相對(duì)于常規(guī)地鐵車輛的新增功能設(shè)計(jì)

。

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)是基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)通信控制和系統(tǒng)集成等技術(shù)由信號(hào)車

、、,、

輛綜合監(jiān)控通信站臺(tái)門等與列車運(yùn)行相關(guān)的設(shè)備組成實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行全過程自

、、、,

動(dòng)化的新一代城市軌道交通系統(tǒng)

。

1.1自動(dòng)化等級(jí)劃分

根據(jù)軌道交通城市軌道交通運(yùn)輸管理和指令控制系統(tǒng)第部分系統(tǒng)原

《/1:

理和基本概念列車運(yùn)行的基本功能包括保障列車運(yùn)行安全列車

》GB/T32590.1,、

運(yùn)行控制線路監(jiān)測(cè)乘客乘降監(jiān)測(cè)監(jiān)控列車安全監(jiān)控和應(yīng)急管理六部分根

、、、、。

據(jù)系統(tǒng)或人工承擔(dān)基本功能的多少劃分為不同的自動(dòng)化等級(jí)見表

(GOA),1-1。

表1-1自動(dòng)化等級(jí)

非自動(dòng)化列車半自動(dòng)化列車無人駕駛列車無人干預(yù)列車

人工列車運(yùn)行

列車運(yùn)行基本功能運(yùn)行運(yùn)行運(yùn)行運(yùn)行

(NTO)(STO)(DTO)(UTO)

GOA0GOA1GOA2GOA3GOA4

道岔控制

√(

保障安全的進(jìn)路由系統(tǒng)指令系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)

/

控制來實(shí)現(xiàn)

保障列車)

運(yùn)行安全保障安全的列車車距系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)

√

系統(tǒng)

保障安全的車速√(系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)

√部分監(jiān)管

)

列車運(yùn)行控制控制列車加速和制動(dòng)系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)

√√

防止撞擊線路障礙系統(tǒng)系統(tǒng)

線路監(jiān)測(cè)√√√

防止撞擊線路上的人系統(tǒng)系統(tǒng)

√√√

控制乘客車門或系統(tǒng)系統(tǒng)

√√√√

防止乘客在乘降和

乘客乘降監(jiān)測(cè)或系統(tǒng)系統(tǒng)

車輛間行走時(shí)受到傷害√√√√

保障發(fā)車的安全性或系統(tǒng)系統(tǒng)

√√√√

投入退出運(yùn)營系統(tǒng)

監(jiān)控列車/√√√√

列車運(yùn)營狀況監(jiān)視系統(tǒng)

√√√√

4

續(xù)上表

非自動(dòng)化列車半自動(dòng)化列車無人駕駛列車無人干預(yù)列車

人工列車運(yùn)行

列車運(yùn)行基本功能運(yùn)行運(yùn)行運(yùn)行運(yùn)行

(NTO)(STO)(DTO)(UTO)

GOA0GOA1GOA2GOA3GOA4

列車診斷火災(zāi)

、/

安全監(jiān)控和煙霧監(jiān)測(cè)脫軌監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和或

、、/

應(yīng)急管理應(yīng)急處置警報(bào)疏散√√√√員工

(/、OCC

監(jiān)控

)

注表示由運(yùn)營工作人員負(fù)責(zé)完成的功能可由系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)表示由系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的功能

:“√”();“”。

不同的自動(dòng)化等級(jí)對(duì)運(yùn)營要求運(yùn)營設(shè)施車輛工作人員有著不同的規(guī)定結(jié)

、、、。

合表中所示從列車運(yùn)行過程中所需完成各項(xiàng)功能下的人和設(shè)備職責(zé)劃分的角

1-1,

度自動(dòng)化等級(jí)可簡(jiǎn)要概括為

,:

在該等級(jí)下系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目視下列車運(yùn)行

GOA0:,;

在該等級(jí)下系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)非自動(dòng)列車運(yùn)行

GOA1:,(NTO);

在該等級(jí)下系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化列車運(yùn)行

GOA2:,(STO);

在該等級(jí)下系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有人值守下列車自動(dòng)運(yùn)行

GOA3:,(DTO);

在該等級(jí)下系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人值守下列車自動(dòng)運(yùn)行

GOA4:,(UTO)。

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)包含自動(dòng)化等級(jí)和即全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行模式

GOA3GOA4,

包括有人值守下列車自動(dòng)運(yùn)行和無人值守下自動(dòng)運(yùn)行

(DTO)(UTO)。

1.2發(fā)展背景

在國外城市軌道交通中全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用年至年是全

,。19712004

自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的起步階段多用于輕軌或運(yùn)量小的線路年世界第一條全自

,。1983

動(dòng)運(yùn)行的城軌線法國里爾號(hào)線開通運(yùn)營年之后全自動(dòng)運(yùn)行技術(shù)發(fā)展速

———1。2005

度逐漸加快并開始在中高運(yùn)量地鐵廣泛應(yīng)用典型案例為新加坡東北線巴黎地

,、,、

鐵號(hào)線迪拜的地鐵紅線等其中新加坡東北線是全世界第一條實(shí)現(xiàn)正線車輛段

1、。、

全自動(dòng)運(yùn)行的大運(yùn)量地鐵線路年月開通運(yùn)營年后開通全自動(dòng)運(yùn)行

,20036,2005。

據(jù)國際公共交通協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)截至年底全球共有個(gè)城市條全自動(dòng)

(UITP),2018,4264

運(yùn)行線路開通運(yùn)營累計(jì)運(yùn)營里程約

,1026km。

中國在全自動(dòng)運(yùn)行軌道交通方面的建設(shè)剛剛開始年月北京地鐵燕房線開

,201712

通作為國家自主創(chuàng)新示范工程是國內(nèi)先行采用完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全自動(dòng)運(yùn)行系

,,

統(tǒng)線路其整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平截至年月底國內(nèi)已開通運(yùn)營全自

,。20213,

動(dòng)運(yùn)行地鐵線路的城市有上海北京成都濟(jì)南太原五個(gè)總里程近

、、、、,200km。

5

隨著全自動(dòng)運(yùn)行技術(shù)的迅速發(fā)展越來越多國內(nèi)城市新線建設(shè)將其作為首選在新

,。

一輪城市軌道交通建設(shè)中北京上海廣州深圳濟(jì)南成都武漢等均大規(guī)模

,、、、、、、

采用全自動(dòng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)

。

在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革浪潮的推動(dòng)下依托云計(jì)算大數(shù)據(jù)人工智能

,、、、

等新興信息技術(shù)的飛速發(fā)展促進(jìn)軌道交通向智能化智慧化信息化方向發(fā)展

5G,、、

已成為必然趨勢(shì)年中國城市軌道交通協(xié)會(huì)發(fā)布的中國城市軌道交通智慧城軌

。2020《

發(fā)展綱要明確了智能列車運(yùn)行為城市軌道交通發(fā)展的重點(diǎn)方向全自動(dòng)運(yùn)行是城

》,。

市軌道交通系統(tǒng)集成技術(shù)一次質(zhì)的飛躍是城市軌道交通列車運(yùn)行控制系統(tǒng)未來的

,

發(fā)展方向具有廣闊的發(fā)展前景

,。

1.3全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)總體技術(shù)要求

1.3.1系統(tǒng)架構(gòu)

全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)基于連續(xù)車地雙向數(shù)據(jù)通信技術(shù)融合信號(hào)車輛綜合監(jiān)控

,、、、

通信站臺(tái)門等系統(tǒng)功能按中心車站軌旁車輛段停車場(chǎng)及列車進(jìn)行配置

、,、、、、,

協(xié)同聯(lián)動(dòng)完成列車運(yùn)行全過程的自動(dòng)運(yùn)行控制全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)架構(gòu)如圖所示

,1-1。

圖全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)架構(gòu)

1-1

為更形象地描述全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)可將整個(gè)系統(tǒng)比作人則系統(tǒng)中各專業(yè)按照