電子信息系統在地鐵通信智能化中的應用

郭福洲

（黃岡職業技術學院，湖北 黃岡 438000）

0 引 言

電子信息系統主要由計算機、控制設備、處理設備以及無線（有線）通信設備和設施共同構成，是可對主體信息數據進行采集、加工、傳輸、存儲以及檢索處理的先進自動化系統。將人力因素從數據信息綜合應用環節中剔除，一方面可節約成本，另一方面可保障數據信息的真實可用、系統全面以及精準有效，凸顯系統的應用價值。地鐵通信智能化主要是在應用科學技術的前提下，驅動包括綜合監控、防災報警以及安全導向等在內的消防安全系統和包括設備監控系統、電力監控系統以及自動售檢票等在內的信息傳輸系統，以滿足地鐵安全穩定運行的管理需求。

1 電子信息系統在地鐵通信智能化中應用的必要性

1.1 提高數據信息綜合利用質量

地鐵智能化通信貫穿整個營運系統，用于控制設備，時刻了解地鐵的運行情況，為預判風險、及時管控以及措施干預提供依據，保障設備的穩定運行。智能化通信需海量數據信息予以支持，只有真實、全面且及時的數據，才能作為地鐵通信智能化管控判斷的依據。電子信息系統由計算機與相關設備和設施構成，將地鐵營運設備關聯在一起，及時向通信終端傳輸數據信息，利用計算機的數據信息挖掘、篩選、過濾、驗證以及分析等能力，確保通信結果更為客觀、科學及可用[1]。

1.2 組態靈活支持地鐵通信智能化技術發展

綜合多功能輻射頻系統在智能化地鐵通信體系中的有效應用，根據地鐵通信智能化需求，靈活選擇模塊、功能單元以及組網平臺。各個功能模塊數量和任務可快速切換，隨時啟停各模塊，也可同時應用多種功能以提高地鐵通信效率。地鐵智能化通信系統處于動態發展中，不斷調整功能和模塊的需求且應用電子信息系統，有利于開發智能化通信功能、優化體系以及調整結構，使通信智能化綜合服務效果更優[2]。

1.3 有利于增強地鐵通信敏捷性、智慧性

電子通信系統不斷發展，智能認知層級逐步取代有限自適應層級，應用深度學習技術和大數據等技術解決處理自判斷、環境自適應以及能力自提升難題，應用量子存儲技術和量子計算等技術提升地鐵通信系統數據處理的指數級，落實決策自主化、精準化以及快速化的通信目標，強化地鐵通信的識別感知能力。以電子信息系統為依托，通過柔性組網、抗毀重組、資源自控以及自主維護，提升地鐵通信智能化體系的應變能力和生存力，增強地鐵通信智能化體系的智慧性和敏捷性。

2 電子信息系統在地鐵通信智能化中應用的關鍵

2.1 系統建構

為保障地鐵通信智能化效果更優，在應用電子信息系統時需先解決系統建構問題。例如，建構并應用分布式計算電子通信系統，運用通信網絡和系統接口，使孤立系統具有互聯和互通的能力，形成集成式框架，打造龐大和統一的系統模型。地鐵突發故障可借助分布式計算電子信息系統圈定故障范圍，通過網絡將故障反饋給終端地鐵的調度指揮中心，及時制定地鐵通行對策，采取措施高效運維，在最短時間內排除故障。此外，分布式計算電子通信系統將地鐵故障系統和自動售檢票系統關聯在一起，可為乘客自行選購其他班次地鐵提供支持[3]。

2.2 數據挖掘

具有智能化特性的電子信息系統數據綜合利用能力較強，能預判故障風險，智能化管控具有前瞻性、科學性以及有效性。地鐵通信智能化將數據挖掘視為關鍵，用以驅動設備，實現科學決策和高效管理。首先，將地鐵通信體系中的數據信息統籌在一起找出高頻項目組；其次，分析高頻項目組關聯規則；最后，基于關聯規則探尋數據維數、抽象層次以及變量類別，通過多維分析數據找到地鐵通信智能化的發展方向。以地鐵節能降耗管控為例，對比分析同類設備在系統運行中的能耗數據，通過實地檢修發現設備存在的老化問題，及時更換設備解決過高能耗問題，從而落實地鐵節能降耗的管理目標。

2.3 普適計算

當前地鐵通信智能化發展處于起步階段，它的技術水平有待提升。電子信息系統具有普適性和可復制性，可在各個地鐵通信體系中應用，強化地鐵通信能力。系統將普適計算視為關鍵，基于通信協議連接互聯網，將所有設備和嵌入服務器等配套裝置體現在網絡體系內，提高通信體系內分散對象協同工作的效率。應用智能化技術手段，通過語音和手勢等方法即可輸入指令，簡化操作流程，保障輸入指令的一方根據個人權限應用電子通信系統，使地鐵通信環境與電子信息系統融為一體，為遠程在線實時操控地鐵通信體系提供支持[4]。

3 電子信息系統在地鐵通信智能化中應用的方略

為提高地鐵通信智能化中電子信息系統應用的有效性，需從實際出發做好設計工作。地鐵運行需求各異且通信基礎不同，需在充分了解地鐵通信體系的前提下，探尋電子信息系統應用的著力點，保障技術資源得以優化配置，使得系統的應用契合實際。此外，需通過創新推動地鐵通信向智能化發展。創新是客觀事物發展的內在動力，技術水平的不斷提升需引入新技術、新資源以及新理念，解決地鐵通信體系發展的新問題，從而強化地鐵通信能力。

3.1 傳輸系統

地鐵通信體系中傳輸系統最重要，是終端獲取圖像和語音等數據信息的重要一環，可為驅動地鐵監控系統、自動檢售票系統、消防安全系統、信號系統以及電力監控等系統提供綜合性數據依據。傳輸系統分為彈性式、開放式、同步式以及異步式等。其中，彈性式系統主要運用拓撲結構和分組環技術，網絡結構簡單，核心為IP業務，有處理圖像、語音以及文本等數據的能力，具有可擴展性，且若干節點互不干擾可實現多段數據的共同傳輸。開放式傳輸主要采用分復用技術，在雙向環路的雙光纖加持下提高數據傳輸的安全性、穩定性以及有效性。主環負責正常傳輸數據，次環具有備份功能。在主環出現故障時，次環可代替其完成傳輸任務，從而有效保護環路。此外，它支持不同數據的實時傳輸，接口標準豐富。同步傳輸兼容性較好，應用較為廣泛，使地鐵通信更加穩定可靠，能調度管控數據信息，提升地鐵通信智能化水平。

3.2 廣播系統

廣播系統是地鐵與乘客溝通的重要橋梁，可通過車輛預到達播報和運行站點播報向乘客傳遞信息，也可在突發事故時協助乘客安全撤離現場。廣播系統由停車站廣播、站內廣播以及中心系統構成。中心系統由廣播機柜、話筒以及控制盒等構成，運用電子信息系統將各元件關聯在一起滿足通信需求，使中心調度員及時掌控各個廣播站點的動態信息。音頻信號借助網絡發送至錄音系統，由廣播控制盒輸送至各個音頻卡。廣播機柜負責協調控制音頻卡和相關模塊，電路將各模塊關聯到一起監測各廣播站點的情況。網管終端與廣播系統相連，在電子信息技術加持下與分區控制器、放大器、音頻處理器以及網絡接口等其他模塊組合，為實現多語種站內廣播奠定基礎。站內廣播與停車站廣播組成存在相似性，地鐵廣播系統如圖1所示。

3.3 無線通信

為保障地鐵通信體系不斷升級迭代，需在體系中運用無線通信技術。當前應用最廣泛的無線通信系統包括專用無線通信系統、公眾無線通信系統、警用無線通信系統、車-地無線通信系統以及視頻監控無線通信系統。

圖1 地鐵廣播系統示意圖

專用無線系統主要運用集群數字控制技術將無線網絡與有線網絡關聯在一起。傳輸系統向地鐵各基站和控制中心提供有線通道，在移動終端與基站一環用無線傳輸系統。在隧道內應用漏泄同軸電纜落實無線信號的覆蓋目標，將天線覆蓋在站廳、地面站以及車段，從而滿足無線電波的傳輸需求。為實現乘客無線通信服務敷設公眾無線通信系統，將其建設在站臺內，光纖直放站設置在隧道區間，合路器和分路器設置在直放站的前后端，以提高無線信號的覆蓋率。運用數字集群技術手段建設警用無線通信系統，運用350 MHz頻點，保障該系統與公安系統頻點一致，在發生事故后及時與職能部門聯系并得到救助。

車-地無線通信系統主要運用無線通信技術和感應環線，提高車輛和地面雙向信號的傳輸質量，能靈活調整閉塞分區，同時數據傳輸速度快，有利于縮短列車間距。通過優化運輸管理方案，可提高行車頻率。在地鐵通信體系內敷設移動實時監控系統，運用局域網無線通信技術，及時向遠端控制中心傳輸車廂內的畫面和圖像等數據。地鐵通信體系，如圖2所示。乘客信息系統通道應用有線網絡和無線網絡，充分發揮了多媒體技術的優勢。查詢機和顯示屏作為載體向乘客傳輸商業廣告、地鐵運行消息以及休息娛樂等內容，從而提高地鐵無線通信的綜合服務質量[5]。

3.4 配電系統

地鐵通信系統的智能化配電具有節能降耗作用。有效運用電子通信系統，從節能降耗角度出發加以優化，可使地鐵供電系統更加穩定、安全及高效。在電子信息系統的加持下，將能耗監控系統與設備設施故障運維系統、遠程控制系統以及危險報警等系統關聯在一起，以便及時發現設備設施運行能耗波動的內因，從而為技術人員維修、養護及更換有關設備設施提供依據。通過數據整合和挖掘處理有效改進有關設備的運行參數，可使地鐵配電系統得以優化[6]。

圖2 地鐵通信系統示意圖

4 結 論

綜上所述，在地鐵通信體系內應用電子信息系統，可提高數據信息的綜合利用質量，組態靈活支持地鐵通信智能化技術的發展，增強地鐵通信的敏捷性和智慧性。通過科學建構系統，加大數據挖掘和綜合處理力度，加強普適計算，在配電、無線通信、廣播以及傳輸等系統中高效利用電子信息技術和資源，使地鐵通信體系更加安全穩定，降低了安全故障的發生幾率，提高了地鐵的通信服務質量。