移動通信技術在城市軌道交通中的應用

趙 娜

沈陽盛唐智能工程有限公司

移動通信技術在城市軌道交通中的應用

趙 娜

沈陽盛唐智能工程有限公司

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。基于此，本文研究移動通信技術在城市軌道交通中的應用。

移動通信技術；城市軌道交通；應用

隨著我國城市軌道交通的快速發展，車地無線通信的發展已越來越不能滿足日益增長的軌道交通業務發展的需求。本文通過分析當下城市軌道交通車地通信的現狀，通過對移動通信相關技術原理的研究，提出了移動通信技術在城軌車地通信方面具有更穩定、更可靠的優勢。合理地實現移動通信技術與城軌車地通信的結合，能夠更好地實現車地無線通信傳輸，滿足軌道交通業務的需求。

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 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。

1.4 蜂窩網絡技術，數據傳輸容量大

移動通信技術也稱為蜂窩網絡通信，通過設置基站，劃分小區，成百上千倍地增大了頻率的空間復用率，極大提高了數據傳輸量。另外，LTE技術的應用，為第四代移動通信技無線寬帶業務提供了技術基礎，使得無線傳輸速度可達100Mbps/S。

2 移動通信技術在城市軌道交通中的應用

2.1 無線局域網技術(WLAN)

無線局域網技術(WLAN)是目前應用最為廣泛的一種移動寬帶傳輸技術，是由IEEE802.11工作組規定的無線通信系統。IEEE小組相繼推出了802.11b、802.11a和802.11g三個物理層標準和802.11n草案。802.11b通常也被稱為Wi-Fi，工作在2.4GHz頻段，可支持最高11Mbps的共享接入速率；802.11a工作在5.8GHz頻段，其速率高達54Mbps，分頻采用OFDM技術，但最高速率的無障礙接入距離降到30～50米；802.11g也采用OFDM技術，與802.11a一樣可支持最高54Mbps的速率，同時它工作在2.4GHz頻段，因此可以做到與802.11b兼容，而最高速率是802.11b的5倍。802.11n工作在2.4GHz 或5GHz，可與以前的IEEE802.11b/g設備通信兼容，其速率可達108Mbps，甚至600Mbps，但目前只是一個草案。由于WLAN技術在靜態裝置下開發的無線數據傳輸，當速度達到120km/h時，傳輸速率明顯下降，但802.11a、802.11g、802.11n網絡穩定帶寬均大于12Mbps，仍能滿足城市軌道交通車地寬帶移動通信的帶寬需求。

2.2 CBTC系統

CBTC(基于通信的列車控制系統)是目前城市軌道交通信號系統主要采用的制式，通過車地無線通信系統進行列車與地面的數據交換，實現列車運行的自動控制和調度，主要功能有ATS(列車自動監控)、ATP(列車自動防護)和ATO(列車自動運行)。CBTC是城市軌道交通自動化體系中的關鍵系統，對保證列車運行安全、提高列車運行效率起著重要的作用。車地無線通信是連續的、雙向的，車地通信分為地-車信息傳輸(下行)和車-地信息傳輸(上行)。其中，車對地(上行)的傳輸信息包括：列車ID、列車位置、列車運行速度、列車運行方向、設備告警等信息；地對車(下行)的傳輸信息包括：列車ID、前方進路數等信息。CBTC車地通信是一個安全苛求系統，為保證車地通信數據的實時性和可靠性，無線通信網絡采用了雙環網冗余結構，無線覆蓋采用了完全雙層覆蓋方式。

2.3 3G與4G技術

(1)第三代移動通信技術簡稱3G，它是一種真正意義上的寬帶移動多媒體通信系統，它能提供高質量的寬帶多媒體綜合業務，并且實現了全球無縫覆蓋，它的數據傳輸速率高達2Mbit/s，其通信容量是第二代移動通信技術的2-5倍。目前，最具代表性的3G標準有有美國提出的CDMA2000，歐洲和日本提出的WCDMA以及中國提出的TD-SCDMA。(2)第四代移動通信同樣被稱為4G技術，它是3G技術的進一步演化，是基于LTE標準(長期演進技術)之上，為我們提供高速移動的網絡帶寬業務，它的最高無線傳輸速度可達每秒100Mbps。4G是集3G與WLAN于一體，并能夠快速傳輸數據、高質量、音頻、視頻和圖像，并且能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求，有著不可比擬的優越性。

綜上所述，城市軌道交通的快速崛起，不僅是因為軌道交通適用于交通壓力巨大的城市交通，還依賴于先進的移動通信技術。沒有高科技的移動通信技術為城市的軌道交通保駕護航，就不能真正的保證城市軌道交通的安全運行。盡管如今的移動通信技術隨著科學技術的發展已經達到了現代化軌道交通所要求的水準，但是我們還是應該更加努力研究軌道交通移動通信技術，使得更好的移動通信技術為城市軌道交通服務，為城市的發展服務，更好的用軌道交通促進城市的快速進步和發展。

[1]胡仁輝.移動通信技術在城市軌道交通中的應用[J].工程技術研究，2016，(05)：61+70.

[2]李皓東.無線通信系統在城市軌道交通中的應用[J].無線互聯科技，2014，(05)：42.