基于城市軌道交通的移動通信關鍵技術探究

張兵

摘要：隨著社會的不斷發展與前進，通信技術越來越受到人們的關注，人們對它的要求也越來越高，除了我們日常生活中的一些必要通信之外，移動通信還被利用于多種管理操縱領域。進入21世紀以來，移動通信技術更是迅猛發展，從模擬蜂窩技術到現在的數字通信，可以說對我們的衣食住行幾乎都有了覆蓋。在“行”方面，城市軌道交通中的移動通信就是其中一個。本文基于城市軌道交通來探究其中移動通信的關鍵技術。

關鍵詞：城市軌道交通;移動通信;關鍵技術

1 軌道交通移動通信技術的相關概述

軌道交通工程的建設與發展促進了城市區域化銜接，緩解了城市交通現狀，同時提高了我國整體經濟發展與建設水平。在我國高速發展的技術時代，城市軌道交通工程也在朝著智能化與高效化的方向發展。為確保軌道交通安全、準點、快捷運營及舒適的乘客體驗，移動通信技術在該領域就得到了快速的發展，由于城市軌道交通應用的方式是通過專線的方式開展運營，而移動通信主要滿足列車與地面的信息安全、穩定交互，所以在軌道交通的通信、信號等領域的到廣泛應用，目前移動通信技術與網絡化技術已經有機結合，從而實現軌道交通運行的智能化、數字化管理。

2城市軌道交通中的移動通信關鍵技術

2.1無線局域網

無線局域網是一種在室內常用的一種通信技術，也是現在使用最廣泛的一種先進的傳輸技術，在城市軌道交通方面尤其適用。無線局域網主要有802.11a、802.11g、802.11b三個物理層標準和一個草案802.11n。這里主要來說一下802.11b，也就是我們常說的Wi-Fi無線網絡，因為Wi-Fi技術具有安裝便捷、使用靈活、經濟節約、易于擴展、數據傳輸速率極快、為有線局域網所不能達到的地步等特點。在生活中的各個領域都獲得了廣泛的使用，但是由于它會和PIDS的乘客信息干擾，與列車上的信號系統、CBTC、移動電視等也回會產生干擾因素，所以在2007年9月，深圳地鐵采用思科的統一無線解決方案之前，無線保真技術（WiFi技術）并沒有在城市軌道交通方面運用，隨著深圳地鐵無線傳輸網絡的成功布置，尤其是地鐵1號線安全防護系統搭建的無線網絡傳輸系統，第一次實現了Wi-Fi技術和視頻之間的上下傳輸，使旅客不僅可以接受到交通公司播出的天氣信息、時事新聞、緊急通知等提示;還可以接受到電視娛樂節目。

2.2第三代、第四代移動通信技術

第三代、第四代移動通信技術不僅可以將很多種類的媒體形式進行加工，包括音頻形式，視頻形式、圖像形式，還可以進行電子商務、視頻會議、電子通信以及瀏覽網頁信息等。第三代移動通信技術有多種制式，比如WCDMA。第四代移動通信技術在國內主要的制式有兩個，一個是我們國家研發的TD-LTE，另一種是歐洲研發的FDD-LTE。這兩種移動通信技術在我們的日常生活中占據了很大比例的位置。但是在我國的城市軌道交通中運用的并不多，大多只是在站臺和站廳中使用，造成這樣的現象主要是由于：首先，在城市軌道交通運營的規劃中并沒有考慮到第三代移動通信技術和第四代移動通信技術的運用，而由于城市軌道交通系統的拓展空間比較差，想要及時地普及第三代、第四代移動通信技術并不容易;其次，是因為如果使用第三代、第四代移動通信技術，必然會造成旅客自帶熱點的行為，這樣就會對列車的信號系統產生干擾。所以，在我國的城市軌道交通系統中，第三代、第四代移動通信技術并不普及。

2.3 TETRA 通信技術

TETRA是由ETSI（歐洲電信標準化協會）推薦的一個數字集群標準。該標準采用TDMA（時分多址接入）與FDD（頻分雙工）技術，將一個載頻的25kHz帶寬分為4個時隙（信道），以用于承載話音/數據業務、控制信令。TETRA系統集調度、移動電話、移動數據傳輸、短消息等業務于一體，適用于專網無線調度使用[1]。

TETRA手持終端與傳統有人駕駛線路上使用的TETRA終端在功能上一致，僅提供基礎組播通話、緊急呼叫等基礎功能。

TETRA的MSO（數據交換控制中心）具備監控軌道交通網絡內所有專用無線TETRA設備的功能，能夠獲取所有軌道交通的基站信息及移動終端信息，從安全和穩定性上考慮在專用無線通信中得到了較好的推廣。

3移動通信技術在城市軌道交通過程中的應用

3.1加強了列車與列車之間的通信

目前，相關的研究人員為了完善列車的控制系統，防止列車因軌道旁網絡設備故障而降級或停運，它們把移動通信技術應用到了列車的控制系統中。由于移動通信引入了端到端通信技術，它讓列車設備之間的數據通信不需要基站的傳輸。而D2D通信技術可以用作另一種冗余通信方法。當軌側網絡出現故障的時候，它可以讓列車直接相互通信，并相互報告各自的位置信息以及運行狀態信息，從而保障列車的安全運行。

3.2減少了城市軌道交通系統中的故障

移動通信技術讓城市軌道交通系統的終端接入設備作為了網絡的中繼，為其他設備提供了通信鏈路，這也讓整個網絡系統不會因為個別位置的信號微弱而無法通信，從而使整個軌道交通網絡更加健壯，進一步的提高通了信網絡的可靠性。除此之外，移動通信技術還讓車輛兩端的車輛控制器能夠直接通信，而不需要通過車輛的地面網絡在兩端之間鋪設直通線路，這在一定的程度上大大地縮短了其運作系統的建造周期，為列車的后期維護工作提供的保障和便利。

3.3提高列車網絡連接的安全

為了實現新一代車—車通信之間的多數據、高可靠性和高實時性的信息傳輸目的，在城市軌道交通中運用移動通信，其通信技術中超高密集的網絡分布，能夠持續不斷地為城市軌道交通列車提供信息傳輸服務和更高安全性的網絡連接，然后通過D2D通信實現在終端之間進行數據之間傳輸，從而提高車與車之間的信息傳輸及交互能力。

3.4提高了列車軌道的可靠性

隨著移動通信技術的到來，新一輪科技革命已經開始出現和發展。它不再由傳統產業驅動，而是由高科技產業驅動。移動通信技術在城市交通中的應用是促進軌道交通更加自動化和系統化的有效措施和手段。它在城市軌道交通中的應用，不斷提高了軌道交通的安全性和靈活性。因此，在新科技發展的背景下，相關的研究必須充分利用移動通信技術，了解技術在軌道交通中的應用，從而促進我國通信技術的可持續發展。然而，跟蹤間隔是衡量列車運行控制系統性能的關鍵指標之一，更是保證氣運行效率的重要參考[3]。移動通信技術在其系統中的應用，實現了較小跟蹤間隔的基礎，提高了列車與列車之間運行的可靠性和安全性，從而為乘客們的安全提供了保障。

總之，在我國城市的建設與社會經濟的發展中軌道交通運行屬于重要的組成部分。在工程的運行中隨著生活節奏的加快，運行的效率與行駛的速度都在加快。因此需要提高對移動通信技術的研究分析，充分的將這一技術應用到工程中，促進我國軌道交通工程運行效率與穩定性的提高。同時針對移動通信技術的創新與優化，也要對鐵路運行中移動通信技術的使用進行完善，確保我國社會經濟發展水平的整體效果不斷的提高。

參考文獻：

[1] 羅俊炘，戚建準，鄭偉范.適用于高鐵移動通信的毫米波收發機設計[J].微波學報，2017，33（S1）：169-172.

[2] 蔡衛紅，孔凡鳳，朱永平.高鐵沿線CDMA2000基站選址及覆蓋策略研究[J].湖南郵電職業技術學院學報，2016，15（03）：1-3+9.