地鐵無線通信系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究

薛連斌

【摘要】 城市地鐵交通方式的應(yīng)用，在很大程度上使我國城市交通擁堵的問題得到了緩解，為城市居民的生活提供了便利。本文將主要在對地鐵無線通信系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行介紹與分析的基礎(chǔ)上，對地鐵無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】 地鐵 無線通信系統(tǒng) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

無線通信是地鐵通信系統(tǒng)的重要組成部分，在保障列車運(yùn)行安全方面起重要作用。本文主要對地鐵無線通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進(jìn)行分析與研究。

一、地鐵通信系統(tǒng)的組成

地鐵作為一種極為便利的交通運(yùn)輸方式，以其運(yùn)輸量大、速度快、安全舒適和節(jié)省土地等諸多優(yōu)點(diǎn)，在城市綜合運(yùn)輸格局中占有著越來越重要的地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)城市具有一定規(guī)模的地鐵系統(tǒng)一般日均客運(yùn)量為十幾萬至幾十萬人次，京、滬等擁有大型網(wǎng)絡(luò)的地鐵系統(tǒng)，日均客運(yùn)量更是達(dá)到了幾百萬人次。穿梭于城市地下的地鐵已經(jīng)成為市民出行不可少的交通工具。

然而隨著地鐵客運(yùn)量的不斷增高，地鐵交通的安全和服務(wù)水平越來越受到關(guān)注，安全保障的標(biāo)準(zhǔn)也越來越高。通信系統(tǒng)是地鐵運(yùn)營指揮、業(yè)務(wù)管理、公共安全治理、服務(wù)乘客的網(wǎng)絡(luò)平臺，它是地鐵正常運(yùn)轉(zhuǎn)的神經(jīng)系統(tǒng)，為列車的安全、快捷、準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)行提供了基本的保障。通信系統(tǒng)在正常情況下應(yīng)保證列車安全高效運(yùn)營、為乘客出行提供高質(zhì)量的服務(wù)保證，在異常情況下應(yīng)能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榭晒┓罏?zāi)救援和事故處理的指揮通信系統(tǒng)，確保完成關(guān)鍵性任務(wù)。地鐵工程的通信系統(tǒng)一般由專用通信系統(tǒng)、公安通信系統(tǒng)和公用通信系統(tǒng)三部分組成。專用通信系統(tǒng)按技術(shù)類別又可劃分為傳輸、無線通信、公務(wù)電話、專用電話、閉路電視監(jiān)控、廣播、乘客信息、時鐘、辦公數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)及綜合布線、集中告警、弱電電源等子系統(tǒng)。

地鐵專用通信系統(tǒng)中的無線通信系統(tǒng)是車地之間唯一的通信手段，其主要任務(wù)是通過移動通信、無線傳輸、識別及定位功能的實(shí)現(xiàn)，為列車運(yùn)行調(diào)度、車輛段調(diào)度、維修調(diào)度可災(zāi)害防控提供無線通信保障。

二、無線通信技術(shù)在地鐵工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

地鐵工程專用的無線通信技術(shù)應(yīng)用經(jīng)歷了三個階段的演進(jìn)：20世紀(jì)80年代之前基本為專用信道方式，80年代期間主要采用的模擬集群方式，90年代至今普遍采用數(shù)字集群方式。專用信道技術(shù)主要適用于較小規(guī)模的無線調(diào)度系統(tǒng)，不能適應(yīng)現(xiàn)代地鐵交通對內(nèi)部無線調(diào)度系統(tǒng)大規(guī)模和大容量的需求，早已讓位于集群通信。而隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展， 在地鐵工程中，模擬集群方式已普遍被數(shù)字集群方式替代，目前僅在地鐵公安通信等輔助系統(tǒng)中還有應(yīng)用。2000年以來，隨著TETRA標(biāo)準(zhǔn)被選為我國數(shù)字集群移動通信的標(biāo)準(zhǔn)體制，TETRA制式數(shù)字集群通信系統(tǒng)在國內(nèi)地鐵無線通信系統(tǒng)的新建和改造工程中被廣泛采用。

早期的地鐵無線通信存在的主要問題就是信號的穩(wěn)定性和抗干擾能力較差，信號傳輸質(zhì)量不高，功能較單一，在很大程度上制約著地鐵運(yùn)輸?shù)陌踩耘c可靠性的提高。技術(shù)上更為先進(jìn)的數(shù)字集群通信技術(shù)的應(yīng)用為地鐵交通運(yùn)輸?shù)倪M(jìn)一步發(fā)展提供了更為可靠的保證。數(shù)字集群通信的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個方面：一是高效，通過信道動態(tài)分配實(shí)現(xiàn)多用戶共享多頻率，有效提高頻率利用率，能進(jìn)一步提高系統(tǒng)容量。二是穩(wěn)定，采用分集接收、擴(kuò)頻、跳頻、交織編碼和各種數(shù)字信號處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)抗信道衰落衰，能夠保證信號可靠傳輸。三是功能強(qiáng)，在傳輸數(shù)字語音信號外，還能適應(yīng)數(shù)據(jù)和圖像傳輸?shù)榷鄻I(yè)務(wù)服務(wù)，保密性好，網(wǎng)絡(luò)管控有效、靈活。

三、地鐵無線通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

數(shù)字集群通信系統(tǒng)具有豐富指揮調(diào)度功能且技術(shù)成熟，在較長的時期內(nèi)，仍將延續(xù)其在國內(nèi)地鐵無線通信應(yīng)用中的主流地位。隨著數(shù)字通信技術(shù)的不斷進(jìn)步和需求標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，國內(nèi)地鐵無線通信將在以下幾個方面得到較快發(fā)展。

一是采用基于全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的TETRA系統(tǒng)，使話音、數(shù)據(jù)、控制等不同業(yè)務(wù)類型在統(tǒng)一的核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交換控制，以獲得更高的頻率利用率、更快的反應(yīng)部署速度、更強(qiáng)的保密性和更低的運(yùn)行維護(hù)成本。

二是在不同軌道線路TETRA網(wǎng)絡(luò)交換中心的交換機(jī)之間全透明互聯(lián)互通，從而開通終端相互漫游的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)地鐵網(wǎng)內(nèi)信息資源和設(shè)備資源的共享；地鐵TETRA網(wǎng)絡(luò)與地面政府應(yīng)急網(wǎng)之間互聯(lián)互通，既能實(shí)現(xiàn)地鐵和政府的高效應(yīng)急管理，又能避免重復(fù)建設(shè)，節(jié)省工程投資。

三是在引進(jìn)消化基礎(chǔ)上，加強(qiáng)研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的TETRA系統(tǒng)，在數(shù)字集群交換機(jī)、控制器、基站和車載臺等核心部件的研發(fā)和生產(chǎn)上取得突破，以期打破在數(shù)字集群通信系統(tǒng)核心設(shè)備方面受制于人的局面。

四、結(jié)束語

本文主要對地鐵無線通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與其未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析與研究。希望能夠在增進(jìn)人們對地鐵無線通信技術(shù)了解的同時，促進(jìn)我國地鐵無線通信技術(shù)的發(fā)展，提高我國地鐵運(yùn)輸?shù)陌踩耘c可靠性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 孫玲.地鐵無線通信網(wǎng)絡(luò)與有線通信功能特點(diǎn)的對比[J].世界通信，2010，14（12）：34-36.

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