淺談現(xiàn)代城市軌道交通無線通信技術(shù)與應(yīng)用

陳銀華

摘要：本文介紹了無線通信技術(shù)在現(xiàn)代城市軌道交通中的應(yīng)用，分析了無線通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用，探索了這些技術(shù)在現(xiàn)代城市軌道交通中的應(yīng)用，希望對促進(jìn)城市軌道交通的發(fā)展發(fā)揮作用。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代城市;軌道交通;無線通信技術(shù)

引言

為了提高軌道交通的安全性，軌道交通在運(yùn)行過程中需要與地面保持通信聯(lián)系，所以無線通信技術(shù)在城市軌道交通的應(yīng)用是非常重要的，利用無線通信技術(shù)，建立完善的軌道交通系統(tǒng)，人們可以充分掌握乘客信息。在城市軌道交通無線通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中包括了生產(chǎn)無線網(wǎng)路，公安無線網(wǎng)路，運(yùn)營無線網(wǎng)絡(luò)及乘客無線網(wǎng)絡(luò)，無線通信技術(shù)主要有車載CCTV，信號系統(tǒng)CBTC及通信PIS等。無線通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用影響著其運(yùn)行時的安全與穩(wěn)定性，如果發(fā)生故障而停運(yùn)，會同時影響乘客的出行及周邊交通，所以無線通信技術(shù)的重要性就顯而易見，該技術(shù)一方面保障著軌道交通信號系統(tǒng)更好的發(fā)揮作用，一方面保障乘客的正常出行。

1現(xiàn)代城市軌道交通對無線通信技術(shù)的基本要求

1.1列車控制系統(tǒng)

列車控制系統(tǒng)又稱為CBTC系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于無線通信技術(shù)的，也是目前軌道交通主要使用的制式，列車與地面進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，列車在運(yùn)行過程中所需要的自動控制和調(diào)度作用都是通過車地?zé)o線通信系統(tǒng)實現(xiàn)的，該系統(tǒng)的功能主要用自動監(jiān)控，自動防護(hù)及自動運(yùn)行，列車控制系統(tǒng)車地?zé)o線通信具有連續(xù)和雙向的特點，對安全性具有嚴(yán)格要求，該無線通信系統(tǒng)中采用了雙環(huán)網(wǎng)亢余結(jié)構(gòu)，同時無線覆蓋是完全雙層覆蓋，從而保證了列車通信數(shù)據(jù)的實時性，也提高了相關(guān)數(shù)據(jù)的可靠性，如香港國際機(jī)場第三跑道系統(tǒng)工程新全自動旅客捷運(yùn)系統(tǒng)，系統(tǒng)為全自動駕駛模式，存在多個場景，需要與多個外部系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合，因此列車控制系統(tǒng)性能是非常重要的。

1.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)就是利用無線通信技術(shù)將列車內(nèi)的監(jiān)控錄像傳輸?shù)娇刂浦行模瑥亩M(jìn)行集中監(jiān)控，提高了監(jiān)視工作效率，同時也可以傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中，列車與地面之間進(jìn)行視頻傳輸，更好的保障列車和乘客的安全，更好滿足軌道交通運(yùn)營的需求。視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以對多個路面進(jìn)行實時錄像，并且根據(jù)需要對相關(guān)錄像進(jìn)行存儲，車廂內(nèi)的圖像傳輸?shù)降孛鎸儆谏闲袠I(yè)務(wù)，圖像的壓縮格式影響著該業(yè)務(wù)的進(jìn)行，而下行業(yè)務(wù)只是進(jìn)行視頻控制，取決于監(jiān)控攝像頭的數(shù)量和類型，因此視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以靈活調(diào)整圖像壓縮格式，使車廂內(nèi)的情況更快，更好的傳輸?shù)降孛婵刂浦行摹?/p>

1.3乘客信息系統(tǒng)

乘客信息系統(tǒng)是可以在多個終端上顯示多個類型信息源的信息，是一個多媒體咨詢發(fā)布，播放控制與管理的平臺，乘客通過該系統(tǒng)可以更加直接的了解到自己想要的信息，比如列車到達(dá)時間，出發(fā)時間。如上海3/4號線車載乘客信息系統(tǒng)由音頻信息系統(tǒng)、視頻信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成，該系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，是一個基于以太網(wǎng)通信的數(shù)字化系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)備之間采用數(shù)字化通信，客室音視頻同步、支持列車連掛救援、豐富美觀的LCD多媒體信息顯示;香港國際機(jī)場第三跑道系統(tǒng)工程新全自動旅客捷運(yùn)系統(tǒng)支持自定義場景以及場景聯(lián)動，列車行車信號、攝像頭智能診斷信號、航站樓管理信號等，自動進(jìn)行場景管理與觸發(fā)，從而識別用戶需求。

2現(xiàn)代城市無線通信技術(shù)與應(yīng)用

2.1 3/4G通信技術(shù)與應(yīng)用

3G通信技術(shù)是我國的第三代通信技術(shù)，4G通信技術(shù)是我國的第四代通信技術(shù)，4G比3G通信技術(shù)更具優(yōu)勢。但是，兩者在城市軌道交通中通常同時存在。3G通信技術(shù)包括三種制式，并且需要在授權(quán)的頻段才可以進(jìn)行信息數(shù)據(jù)傳輸，它可以分析多種多媒體形式，如音樂，圖片及視頻，人們利用3G通信技術(shù)可以進(jìn)行多種活動，包括瀏覽網(wǎng)頁，進(jìn)行電話會議，同時可以用于電子商務(wù)等，但是3G通信技術(shù)存在唯一的缺點就是傳輸速率比較慢，不能保證終端視頻的清晰度。4G通信技術(shù)是在第三代通信技術(shù)發(fā)展而來的，并結(jié)合了wlan技術(shù)，該技術(shù)包括兩種制式，同時也需要在授權(quán)的頻段上進(jìn)行，但是與3G通信技術(shù)相比來說，它的頻段范圍更大，在功能也更加豐富，在音視頻及圖像的傳輸上速率更快，所適應(yīng)范圍更廣。在科技不斷發(fā)展過程中，5G通信技術(shù)也在處于發(fā)展時期，我們即將進(jìn)入5G時代，可以使無線傳輸速率更快，具備更好的傳輸性能，可以更好的滿足城市軌道交通無線信息傳輸需求。

3/4G通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用可以滿足人們對音樂，視頻及圖像等處理要求，可以隨時進(jìn)行瀏覽網(wǎng)頁，打電話等活動，對人們的生活，學(xué)習(xí)及工作中具有重要作用。但是，我們了解到該技術(shù)在軌道交通中的普及程度不高，僅僅在列車?？康恼九_和站廳使用，當(dāng)人們處于隧道時就會出現(xiàn)信號不穩(wěn)定，人們可能無法進(jìn)行上網(wǎng)活動，因此該技術(shù)是否應(yīng)用用城市軌道交通中是需要慎重決定，但是在科技不斷革新的情況下3，4G通信技術(shù)在城市軌道交通中越來越普及。

2.2 WLAN技術(shù)與應(yīng)用

目前在我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見wlan技術(shù)，其具備很好的靈活性和可靠性，也給數(shù)據(jù)傳輸帶來很多的便利，但是該技術(shù)常常使用的頻段是2.4ghz，造成了一定的干擾，所以在發(fā)展過程中，wifi的頻段由原來的頻段改為了5.8ghz，但是這兩個頻段是不能聯(lián)系到一起的，從而影響未來發(fā)展。為了更好的使wlan技術(shù)應(yīng)用在城市軌道交通中，設(shè)計了PIDC和CBTC系統(tǒng)，但是需要對地鐵進(jìn)行較大的改造，在實施上會有很多困難。另外一個重要的措施就是在技術(shù)上不斷改進(jìn)和革新。

2.3 ZigBee技術(shù)與應(yīng)用

ZigBee技術(shù)是一種無線短程網(wǎng)，消耗功能低的無線通信技術(shù)，該技術(shù)主要在2.4MHz頻率下使用，與其他技術(shù)相比，該技術(shù)是不需要授權(quán)的。ZigBee技術(shù)在城市軌道系統(tǒng)中具有很大的應(yīng)用潛力，只要在每個被監(jiān)測的電池端安裝該技術(shù)模塊，通過組網(wǎng)，用終端模塊作為群組向監(jiān)測系統(tǒng)傳輸信息，ZigBee技術(shù)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，高的傳輸效率，可以傳輸較大的數(shù)據(jù)量，在傳輸工程上也更加安全，同時該技術(shù)在城市軌道交通系統(tǒng)中的所使用的成本也比較低，所以在城市軌道交通發(fā)展中，相關(guān)部門應(yīng)該創(chuàng)新ZigBee技術(shù)，更好的促進(jìn)城市軌道交通的發(fā)展。

2.4無線保真技術(shù)與應(yīng)用

無線保真技術(shù)是城市軌道交通中常見的無線傳輸技術(shù)，也是非常重要的一部分，該技術(shù)在城市軌道交通的應(yīng)用可以及時發(fā)現(xiàn)并處理列車在運(yùn)行過程中存在的隱患，如使用密碼保護(hù)，防護(hù)墻等措施，從而達(dá)到保障列車運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性的目的。無線保真技術(shù)需要與W1LAN技術(shù)相互結(jié)合，目前該技術(shù)在城市軌道交通中應(yīng)用存在很多的阻礙因素，所以提高信息傳輸系統(tǒng)的可靠性，有助于提高無線保真技術(shù)在城市軌道交通中的有效性。

2.5無線局域網(wǎng)與應(yīng)用

關(guān)于無線局域網(wǎng)在城市軌道交通中的應(yīng)用，包括了很多設(shè)備，如感應(yīng)器，檢測器及PLC等，共同組建了完整的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，這些電子設(shè)備的通信接口包括兩種型號，一種RS-232，一種是RS-485，無線局域網(wǎng)與傳統(tǒng)的有線網(wǎng)路相比，其兼容性更高，數(shù)據(jù)處理與傳輸能力更強(qiáng)，并且施工更加簡單，傳輸效率也有所提升?？偠灾?，無線局域網(wǎng)的在城市軌道交通的應(yīng)用，使無線覆蓋面積更大，具有效率高的優(yōu)勢，極大的推動了城市交通軌道的發(fā)展。

2.6數(shù)字集群技術(shù)與應(yīng)用

數(shù)字集群技術(shù)主要采用了多個類型的數(shù)字技術(shù)，使軌道交通的整個系統(tǒng)成為一個更加具有規(guī)范的控制系統(tǒng)，并且可以及時處理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。根據(jù)實際應(yīng)用情況來看，數(shù)字集群技術(shù)在城市軌道交通技術(shù)中的應(yīng)用，對提高城市軌道交通系統(tǒng)的管理水平具有促進(jìn)作用，同時有助于避免系統(tǒng)在運(yùn)行過程中所存在的矛盾。

3結(jié)語

總而言之，利用無線通信技術(shù)，更好的保障軌道交通的穩(wěn)定性和安全性，首先需要保證無線通信網(wǎng)絡(luò)是完全覆蓋和列車系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性，并進(jìn)行相互授權(quán)，從而保證列車系統(tǒng)信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。最后，在列車運(yùn)行過程中，在通信過程中要保證信息雙向傳輸?shù)膶崟r性和穩(wěn)定性。在科技不斷發(fā)展的過程中，無線通信技術(shù)的種類會更多，在現(xiàn)代城市軌道交通中的應(yīng)用也會越來越普及，因此加大對無線通信技術(shù)的研究，完善軌道交通的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而推動我國軌道交通事業(yè)的發(fā)展。