移動通信技術在城市軌道交通中的應用

胡仁輝

（重慶信科設計有限公司，重慶 401147）

移動通信技術在城市軌道交通中的應用

胡仁輝

（重慶信科設計有限公司，重慶 401147）

移動通信是指在通信過程中至少有一方是處于運動狀態的通訊方式。而城市軌道交通是指城市中以軌道為運行方式的公共交通骨干，其具備節約能源和用地資源、運量大、安全環保及不受天氣影響等優點，是一種綠色環保、可持續發展的交通體系，尤為適合大中型城市。文章通過探討移動通訊的發展趨勢，分析其在城市軌道交通中的應用并舉例說明。

移動；通信技術；城市；軌道交通

隨著城市軌道交通的發展，其在現代城市公共交通中的地位也日益突顯，發展出了眾多的城市軌道交通類型，如城市鐵路、地鐵、輕軌、有軌電車、磁懸浮列車和機場等新型交通系統，然而在保障軌道交通安全和可靠運行方面，卻是一個非常復雜的運行和管理過程。軌道交通運輸是一個較為完整的大型系統，其各個組成部分都運用了通信技術，通信在軌道運輸中甚至有著神經系統和網絡的作用。然而通信技術在其業界和學術界的爭論很激烈，而且并沒有較為統一的規范和標準，所以為了保證城市軌道交通列車的安全性和可靠性，就需要集中統一管理列車的運營，以及必須配備完善的通信系統。

1　移動通信技術在城市軌道交通中的應用優勢

1.1提高穩定性

移動通信站點能夠利用基站實現無線網絡的覆蓋，在隧道中的單個基站的覆蓋范圍就可以達到1.2km。而且，基站的組網設置原則非常靈活，不僅能夠根據列車的運行速度來布置基站的安裝位置，還能夠增大或減少基站網絡覆蓋的重疊長度，以此保障高速運行環境下的越區切換的成功，多樣化的網絡覆蓋方案，能夠提高數據傳輸的穩定性。

1.2保證可靠性

移動通信技術使用的是專門的頻段，與其它的通信方式使用公共頻段不同，移動通信的干擾源少，加上使用的是專用頻段，所以其抗干擾能力強，保證了數據闡述的可靠性。

1.3增大傳輸容量

移動通信技術也被稱為蜂窩網絡通信，利用基站的布置，就能夠把小區劃分成若干小區域，極大地增加了頻率的空間重復使用率，和提升了數據的傳輸容量、再結合LTE技術的運用，使得第四代移動通信技術的無線寬帶業務有了技術基礎，無線傳輸速度甚至達到了100Mbps/S。

1.4提高安全性

移動通信技術的鑒權中心主要有兩個作用，首先就是能夠鑒權用戶的IMSI號，避免非本網絡的用戶接入網絡，其次就是能夠加密無線路徑上的通信數據，確保了通信數據的安全性。

1.5降低組網成本

移動通信包含了眾多的業務，不只具有基本的語音通信業務，還能夠高速傳輸一些相關的數據、音頻、視頻和圖像等大數據量的業務。所以能夠完全取代TETRA集群通信和WLAN網絡，真正實現語音調度的業務，確保了CBTC系統的運行和車載PIS、CCTV專用通信無線網絡的暢通性，強大的網絡功能不僅能避免單獨建網的現象產生，還能夠降低組網成本。

2　移動通信技術在城市軌道交通中的應用示例

2.13G、4G技術的普及與改進

3G、4G技術不僅處理音樂、視頻和圖像等多媒體形式的文件，還具備瀏覽網頁、電話通信和電子商務等多種信息服務功能，在如今的日常生活中占據了越來越重要的位置。然而經研究表明，在我國的各大城市中，運用到3G、4G技術的城市軌道交通并不多，即使有引入相關的技術應用，也只是運用在了站臺和站廳中，如果列車進入隧道內就無法正常的瀏覽網頁，甚至無法連接網絡。

3G、4G技術通信系統在城市軌道交通的運用中，最重要的障礙有兩個。其一是地鐵公司覺得如果把3G、4G的應用引入地鐵內，那么會推進乘客自帶Wi-Fi熱點的行為，而這個行為會對列車的信號系統造成一定的影響；其次便是因為現在已經建成及運營的城市軌道交通線路并沒有考慮到3G、4G通信系統的需求，然而要想通過后期改造，卻因為地鐵內特別是隧道內的拓展空間較差，加上地鐵運營時間的限制，可利用的時間較少，嚴重的阻礙了3G、4G通信系統的普及。其實3G、4G通信系統和列車信號系統的相互干擾性不大，而且通過一定的技術完善，能夠很好的解決這一問題，所以今后的地鐵運行網絡的建立會逐漸加入3G、4G技術。

2.2Wi-Fi技術的普及和改進

Wi-Fi無線網絡在無線局域網的范疇是指“無線相容性認證”，實質上是一種商業認證，同時也是一種無線聯網技術，以前通過網線連接電腦，而Wi-Fi則是通過無線電波來連網；常見的就是一個無線路由器，那么在這個無線路由器的電波覆蓋的有效范圍都可以采用Wi-Fi連接方式進行聯網，如果無線路由器連接了一條ADSL線路或者別的上網線路，則又被稱為熱點。Wi-Fi技術具有組網靈活和高速數據傳輸的特征，在各個領域的應用較為廣泛，但是因為會和列車的移動電視、信號系統、CBTC和PIDS乘客信息系統相互干擾，所以在城市軌道交通中的應用較為滯后。深圳是我國首個成功布置了無線寬帶傳輸網絡的城市，首次實現了Wi-Fi技術與視頻的上下行傳輸，為今后我國的Wi-Fi技術在軌道交通的應用開創了先河。針對Wi-Fi技術通信系統在城市軌道交通中的運用阻礙主要有幾個方面的解決策略。首先是可以把地鐵內的系統轉換為508GHz的固定頻段通信，然而這樣的方式卻無法支持具有2.4GHz的智能終端，為未來留下了更大的隱患。其次便是CBTC和PIDS系統如果都轉換成當前的GSM-R頻段，就需要大量的改造和完善，地鐵公司可能難以承擔。最后便是技術的革新，著重研究有關的城市軌道交通專用WiFi技術，而當前也已經有了一定的成果，如DS-FH混合擴頻技術和固定信道劃分技術。當前的有些深圳地鐵便是把列車信號系統和Wi-Fi系統劃分在了不同的信道，避免了干擾的產生，這樣的運用正是Wi-Fi在城市軌道交通中的良好運用。

3　結束語

在將來，我國的城市軌道交通移動通信系統必會朝著高寬帶、多功能和智能化的方向發展。

如果一個產品具有足夠的寬帶、整合的通信和信號系統，加上智能化的分配，就能夠完成當下的城市軌道交通市場和通信格局。因為目前的城市軌道交通信號系統和移動通信系統是互相獨立的，所以其項目的投資額就非常的巨大，后續的維護費也會增多，所以后續的研究和發展就需要把通信系統和信號系統相互整合和統一。

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TN91

A

1671-3818（2016）09-0062-02

胡仁輝（1963-），男，漢族，重慶人，任職重慶信科設計有限公司，大學本科，研究方向：通信技術應用、企業信息化、工程項目管理。