地鐵乘客信息系統車地無線技術方案探討

王 麗

（西安市地下鐵道有限責任公司，陜西 西安 710018）

地鐵乘客信息系統車地無線技術方案探討

王 麗

（西安市地下鐵道有限責任公司，陜西 西安 710018）

本文從投資成本、網絡質量、產品鏈成熟度等幾個方面探討地鐵車地無線網絡的技術方案，并結合當前地鐵應用的特點，提出合理化建議。

地鐵乘客信息系統；車地無線網絡技術；技術方案

1 概述

基于乘客對地鐵信息服務日益豐富的需求，促使地鐵乘客信息系統（簡稱PIS系統）采用更先進的技術方案，進一步提升運營服務水平。PIS系統日常運營中主要依托有線網絡和車地無線網絡傳輸平臺，將控制中心下發的運營信息、娛樂信息、廣告等實時動態的多媒體資訊，通過車站和車載顯示終端向乘客發布，引導乘客安全、便捷地乘坐地鐵。車地無線網絡技術及網絡建設質量直接決定了后期PIS系統的運營服務水平，下面對PIS系統中應用到的幾種車地無線網絡技術進行分析探討。

2 PIS系統概述及應用特點

乘客信息系統分為控制中心子系統、車站子系統、車載子系統、網絡子系統、廣告管理子系統等。網絡子系統又分為有線網絡和車地無線網絡兩部分，有線網絡為控制中心與地鐵車站的信息傳送提供鏈路通道，而車地無線網絡則為列車與車站間的信息傳送提供鏈路通道。

控制中心實時下發至列車的信息內容以及列車向控制中心實時上傳的圖像和數據均需通過車地無線網絡進行傳輸。在列車高速移動和快速切換情況下數據圖像等信息實時、穩定的傳送是PIS系統應用中的技術難題。通過采取有效措施提升網絡帶寬，降低切換時間，做到信號無縫覆蓋，才能保證列車上的信息實時順暢播放，不出現畫面中斷、跳播及馬賽克等現象。

3 PIS車地無線網絡技術分析

無線移動通信系統有很多的制式和技術，根據地鐵PIS系統的無線傳輸要求，應使用帶寬大于15Mbps的寬帶移動通信系統。當前可用于地鐵的寬帶移動通信技術主要包括WLAN、WiMAX、LTE（長期演進項目）等技術，技術分析對比詳見表一。

3.1 WLAN技術

無線局域網（WLAN）的代表是由IEEE 802.11工作組規定的無線通信系統，其技術標準主要包括802.11g、802.11n等。其中802.11n工作在 2.4 GHz 或5.8 GHz，傳輸速率達100Mbps左右，理論速率甚至達到600Mbps，但由于傳輸距離短，為達到無縫切換，需增加設備投入。802.11n的突出特點應屬MIMO技術，該技術不僅可以增加無線網絡的傳輸速度，又不用額外占用頻譜范圍，從實際使用情況看，802.11n已在國內地鐵PIS車地無線領域得到較廣泛的應用，代表了無線局域網的發展方向。

3.2 WiMax技術

WiMax采用IEEE 802.16標準，工作在10～66GHz頻段，甚至可擴展到10GHz以下，能提供75Mbps高速連接，數據傳輸距離最遠可達50km，具有支持較長距離傳輸和處理多徑反射的能力。但該技術在在標準化、頻譜分配等方面仍存在一些問題，比如其核心設備標準還在制定和完善中，國家也未對其進行頻率分配。

3.3 LTE技術

LTE（長期演進項目）技術優勢體現在速率、移動性、頻譜利用率等多個領域。其技術無需對稱頻段，上下行寬帶可靈活配置，20MHz頻譜帶寬下，上行最大速率達到50 Mbps，下行最大速率達到100Mbps，高速移動時也能夠提供良好的覆蓋特性，確保上下行視頻流的順暢播放。2013年底鄭州一號線開通運營，LTE作為新興技術首次在地鐵PIS系統應用，隨著該技術的發展和產品的完善，將在國內地鐵無線領域得到進一步推廣

表1

綜上所述，WiMax和LTE技術先進，從性能上看傳輸距離遠、接入速度快、業務豐富多樣、覆蓋范圍及傳輸速率較WLAN有明顯提高，代表了未來通信發展的方向。但目前兩種技術在地鐵領域的商業化程度不高，頻譜資源申請難度大，技術和產品鏈的成熟度有待進一步提升。 而WLAN具有技術成熟、設備產品豐富，投資成本低等優點，其中的802.11n代表了WLAN無線局域網的發展方向，滿足地鐵列車在高速移動環境下的雙向數據傳輸要求，是當前技術條件下兼具先進性、可靠性及經濟性的車地無線實時信息傳輸方式，在地鐵車地無線領域有較多成功應用案例。所以地鐵PIS車地無線網絡技術目前主要推薦WLAN 802.11n 無線寬帶技術。

結語

國內軌道交通事業迅猛發展，地鐵乘客對多媒體資訊的播放方式、播放質量均有了更高的要求， PIS系統究竟采用何種技術制式來搭建車地無線網絡平臺，是國內各個城市地鐵建設管理者需要面對的主要問題。在考慮技術因素的同時，投資成本也是影響因素之一，兼顧先進性與經濟性的技術方案將成為車地無線網絡技術方案的首選。

[1]GB50157-2012，地鐵設計規范[S].

[2]劉靖.乘客信息顯示系統移動寬帶傳輸網建設與思考[J].鐵道通信信號，2010（06）.

[3]吳浦生.3G移動通信簡介及其在地鐵中的信號覆蓋[J].城市軌道交通研究，2011（05）.

[4]顏士博.基于WLAN的車-地傳輸技術在PSD系統中應用的可靠性研究[J].鐵道通信信號，2011（10）.

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