LTE 技術在城市軌道交通信號系統中的應用分析

宋鵬程

中鐵一局集團電務工程有限公司 陜西西安 710038

城市軌道交通信號系統由地面控制中心和車載信號系統共同構成，對列車進行實時指揮，實現列車運行自動化，保證列車運行安全，提高列車運營效率。信號系統的控制模式為控制中心對運行中的列車發出指令，列車車載系統接收指令并執行。如何保證控制中心的指令及時、準確地傳輸到列車的車載系統，需要將LTE 技術應用在城市軌道交通系統中，實現高效可靠的車地無線通信，為信號系統的正常運行提供有力的保障。LTE 技術以3G 網絡技術為基礎，并由此產生。LTE 技術可以為列車自動化運行提供堅實基礎，在城市軌道交通信號系統里，命令授權是由地面信號設備開啟，然后對列車移動進行指揮。列車利用信號接收設備執行相應的命令，在這一過程中，信號傳輸離不開LTE 技術[1]。

1 城市軌道交通信號系統無線通信現狀

1.1 信號傳輸容易受干擾

城市軌道交通信號系統應用，多使用CBTC列車自動控制系統。這一系統構成主要為：對象控制裝置、安全裝置、列車檢測設備等。將上述設備和外界網絡相連，可以實現對列車的自動控制。CBTC系統主要優勢為運輸能力強、車間間距短，具體應用期間仍有較多缺陷，這里比較常見的問題為城市軌道交通信號常常會受到其他同一頻段設備干擾，進而對信號的正常傳輸帶來影響，分析其原因為列車當中使用的無線局域網及信號系統頻段都是，這種頻段會使信號傳輸通道被其他設備占據，故而使得系統當中的信號傳輸受阻，嚴重情況下還會對列車運行產生影響。面對這一情況，為了減少外界因素對其產生的干擾，應需要采取外部措施解決問題[2]。

1.2 信號傳輸受速度影響

在研究不同區域城市交通信號系統期間，發現很多區域城市交通規劃中都將設定列車運行速度為，對于超出這一數值范圍的列車運行速度，城市交通信號系統就難以進行傳輸。就當下的WLAN 技術應用標準分析，早期是用在室內當中的進行無線寬帶傳輸，針對運行速度高的設備，沒有與之相匹配傳輸設備供應移動設備運行，速度越高就會使得信號傳輸錯誤率逐漸增加，最終影響無限信號傳輸。

1.3 軌道兩端無線設備多

就城市軌道交通信號系統而言，隨著列車運行速度逐漸加快，WLAN 所需的信號傳輸距離就越短，這里拿速度來說，需要控制WLAN 設備AP 點間距在200m 范圍內，若其中一條軌道長度為，則應設置超過300 個AP 設備。但隨著信號傳輸設備的增多，既需要較多的資金，也會使得信號傳輸系統安全隱患逐漸增多。若軌道兩端設備出現故障，技術人員不能在第一時間趕往故障現場，就難以對設備進行及時搶修[3]。

2 LTE 技術在城市軌道交通信號系統中的應用

2.1 應用優勢

LTE 技術是以3G 技術為基礎的，通過不斷的創新與完善簡歷起來。這項技術為3GPP 無線接口標準，借助這一技術創建的移動通信目標可以使信號傳輸速率逐漸提高，另外也能支持多種媒體廣播業務組播。再者，LTE 中包含了信號處理技術、上下行資源、頻譜解決方案，所以應用十分廣泛。在城市軌道交通信號系統中應用LTE 技術，既可以提升列車運行安全性，又可以實現列車自動化[4]。

3GPP 結合LTE 技術性能指標，在頻譜為時，城市軌道交通通信信號系統需要提供峰值速率為。城市軌道交通信號系統中應用LTE 技術有很多優勢：具體而言主要為以下幾點：（1）網絡扁平化。LTE 技術網絡中應用RRU、BBU、EPC 扁平網絡架構模式，這種類型網絡結構對于網元節點有很少要求，時間延長也比較少，能有效滿足網絡低復雜度、低成本等需求；（2）LTE 技術傳輸寬帶相對較高，支持非成對與成對頻段；（3）LTE 技術在實際應用中移動接入性較強，同時可以借助頻率校準確保無線鏈路質量[5]。

2.2 具體應用

（1）專用頻率應用。LTE技術專用頻率與其抗干擾性密切相關，所以在城市軌道交通信號系統中應用這一技術，一定要發揮專用頻率這一功能，在使用專用頻率期間，可以使信號系統具有較強的干擾性，讓系統的運行效率不斷提升。在LTE 技術不斷發展的當下，城市交通軌道應用的越來越多，一些單位及部門也逐漸對專用頻率進行關注。面對這一情況，工信部門需要明確規定頻段信息。為了讓城市軌道交通信號系統快速運行，既要加強LTE 技術應用，也要主義申請專用頻道，如此方能提高系統的抗干擾性。當申請通過后，需要將其作為獨立頻段使用，減少外界環境對其產生的影響。比如，民用手持移動設備。LTE 技術的合理化應用，促進了城市軌道交通全面發展，也為其提供了強有力的技術支撐，推進器逐漸朝著現代化方向不斷發展[6]。

（2）LTE 信號系統應用。隨著信息技術的不斷發展，科學技術水平不斷提升，LTE 技術水平也越來越高，其在城市軌道交通信號系統中的作用越來越明顯，另外，也使得列車運行安全性不斷提升。比如，在某一城市匯總，通過將LTE 技術應用造城市交通軌道系統中，使得這一城市的1 號線中的PIS 系統和LTE 技術熔融后在一起，不僅能讓1 號線合理化運行，還能進一步促進城市建設發展。此外，在LTE 技術不斷更新的當下，其在很多大中城市中都得到了廣泛應用。一般來講，城市軌道列車系統有很多，在不同的系統中，LTE 技術在安全系統中的作用最大，可以有效保證列車安全運行。再者，城市交通信號系統運行期間，為了讓信號傳輸更加有效，需要縮小LTE 技術寬帶，方便其運行，從而保證信號傳輸可靠。PIS 系統是城市軌道交通中的重點，這一系統和信號系統有很大不同，為了推動系統運行順利，應用LTE 技術期間，還應加強設備調試。為了做好這一點有必要加強對信號無線通信傳輸狀態及特點的研究分析，便于為調試工作提供最佳便利條件，從而有效發揮LTE 技術效用。

（3）LTE 技術應用測試。隨著城市經濟不斷發展，城市軌道建設越來越多，為了讓城市交通更好的發展，有必要在交通信號系統中融入LTE 技術。在此期間，需要做好應用測試。為了讓測試效率和質量進一步提升，相關部門對此展開了詳細研究。再者，除了交通管理公司外，一些通信廠商也需要加強對測試應用的整合，便于測試工作順利開展，從而為LTE 技術在城市軌道交通信號系統中的應用打下良好基礎。測試期間，CPBTC 十分重要存，俄式期間，需要控制發送周期為100ms；為了讓測試更加科學，還應有效控制傳輸頻寬，通常來講需要將其控制在范圍內。再者，ETU信道模型作為應用平臺測試的主要構成，也作為一種信道仿真器使用。測試平臺建立起來后，在進行測試工作期間，這一平臺也可以發揮多種功能，這種功能可以為LTE 技術在城市軌道交通信號系統中應用提供穩定基礎。以此平臺為基礎，既可以測試LTE 技術傳輸性，也可以為其實際應用提供依據，同時還能就傳輸延時與丟包性能展開測試，從而全面掌握這一技術的重要指標。關于測試應用上，相關部門給予了很大支持，且隨著應用測試信號廠家的增加，其所獲得的測試經驗也比較豐富。在實際測試期間，有助于全面了解LTE 技術性能，并對其進行合理應用，同時通過對其應用價值進行深入挖掘，還能讓這一系統更加完善，這對于城市軌道交通發展而言無疑是十分有益的[7]。

3 結語

綜上所述，在城市軌道交通信號系統中，將LTE 技術合理化應用其中，既有助于軌道交通中信號的穩定傳輸，也有助于推動城市的全面發展。因此，需要加強對LTE 技術的重視，另外在實際應用期間，還應使用專用頻率，開展測試應用，找到LTE 技術的應用價值，從而促進城市軌道交通建設全面發展。