車—地?zé)o線通信在地鐵中的應(yīng)用

趙林

摘 要：隨著現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的加快，人們對(duì)城市建設(shè)現(xiàn)代化的要求也越來越高，尤其是城市交通。近年來，各大城市都在逐步實(shí)施地鐵現(xiàn)代化建設(shè)，并不斷改進(jìn)地鐵新技術(shù)。車—地?zé)o線通信就是新技術(shù)中的一種，它對(duì)保證地鐵安全、穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。簡(jiǎn)要介紹了車—地?zé)o線通信的特點(diǎn)及其業(yè)務(wù)承載范圍、DVB標(biāo)準(zhǔn)的概念和執(zhí)行DVB標(biāo)準(zhǔn)的車—地?zé)o線通信在地鐵中的實(shí)際應(yīng)用情況，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：車—地?zé)o線通信；DVB標(biāo)準(zhǔn)；信息傳輸；監(jiān)視系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U213.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.153

1 車—地?zé)o線通信的特點(diǎn)

1.1 業(yè)務(wù)承載范圍

將車—地?zé)o線通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于地鐵時(shí)，其承載范圍包括以下3個(gè)方面。

1.1.1 車載電視監(jiān)視系統(tǒng)

在車載電視監(jiān)視系統(tǒng)中，將半球式廣角攝像機(jī)安裝在車載電視的前端，車廂前后端和司機(jī)駕駛室各安裝1臺(tái)攝像機(jī)。采集到的模擬視頻信號(hào)經(jīng)編碼器轉(zhuǎn)化為數(shù)字視頻信號(hào)傳至車載環(huán)網(wǎng)，再經(jīng)車載環(huán)網(wǎng)傳送到司機(jī)駕駛室的監(jiān)視器上，以供司機(jī)查看。另外，它也可以實(shí)現(xiàn)本地存儲(chǔ)，然后經(jīng)過車—地?zé)o線通信系統(tǒng)傳送給地面的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，供地面管理人員查看。

1.1.2 地鐵乘客信息傳輸

地鐵乘客信息系統(tǒng)用于顯示列車的多媒體視頻和字幕。它將采集到的信號(hào)發(fā)送到車載視頻的服務(wù)器上，經(jīng)過車載環(huán)網(wǎng)傳送到播放控制器，再由顯示器播放出來。采用這種方式傳輸?shù)男畔⒈环Q為音視頻流。

1.1.3 地鐵運(yùn)行狀態(tài)信息傳輸

利用車—地?zé)o線通信技術(shù)，監(jiān)控系統(tǒng)的接口會(huì)向控制中心即時(shí)傳遞列車的運(yùn)行參數(shù)和故障情況。為了從列車各車廂向控制中心傳輸車載電視的監(jiān)視情況和地鐵運(yùn)行的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，要求每列列車至少同時(shí)上傳2路圖像。在此過程中，如果遇到特殊情況，要求每列列車同時(shí)上傳14路圖像。

1.2 車—地?zé)o線通信的特點(diǎn)

車—地?zé)o線通信的特點(diǎn)有：①在地鐵運(yùn)行區(qū)間，無線網(wǎng)絡(luò)呈線狀覆蓋，無線通訊系統(tǒng)的切換動(dòng)作必須要迅速；②因?yàn)榈罔F車載機(jī)柜設(shè)備空間有限，再加上列車灰塵、溫度變化、振動(dòng)、電磁環(huán)境等不利條件的影響，所以，要求使用體積小、散熱排量小、防護(hù)等級(jí)高和抗干擾能力強(qiáng)的機(jī)柜設(shè)備；③由于地下空間狹小，地鐵車—地?zé)o線通信所需設(shè)備多，因此，需要統(tǒng)一調(diào)整設(shè)備的頻率，全面規(guī)劃，避免它們?cè)诘罔F運(yùn)行過程中相互干擾。

2 DVB標(biāo)準(zhǔn)

2.1 概念

1993年，我國(guó)開始實(shí)施DVB標(biāo)準(zhǔn)。DVB是“Digital Video Broadcasting”（數(shù)字視頻廣播）的縮寫，其中包括DVB交互業(yè)務(wù)系統(tǒng)、基帶附加信息系統(tǒng)、條件接收系統(tǒng)、廣播傳輸系統(tǒng)和接口標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容。該標(biāo)準(zhǔn)是由一些歐洲國(guó)家成立的國(guó)際視頻廣播組織確定，并統(tǒng)一建立執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。DVB組織出臺(tái)了一系列用于交互業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)，它們?yōu)橛脩襞c業(yè)務(wù)提供者提供了一個(gè)雙向?qū)拵o線傳輸?shù)耐ǖ馈?/p>

2.2 應(yīng)用情況

在應(yīng)用DVB標(biāo)準(zhǔn)的過程中，應(yīng)在運(yùn)營(yíng)商與用戶之間建立2個(gè)信道——廣播信道和交互信道。其中，用來傳輸音頻、視頻和數(shù)據(jù)等的信道叫作廣播信道，它是運(yùn)營(yíng)商與用戶之間的單向?qū)拵V播信道；交互信道既是一條信息交互的雙向信道，也是運(yùn)用于運(yùn)營(yíng)商與用戶之間、由前向交互信道和反向交互信道組成的信道。

3 車—地?zé)o線通信系統(tǒng)的構(gòu)成

3.1 概述

將DVB標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于地鐵通訊中時(shí)，可以將列車看成移動(dòng)的交互終端，將線路中心看作廣播服務(wù)源和交互服務(wù)源，再結(jié)合實(shí)際工程情況，由上行鏈路和下行鏈路組成整體系統(tǒng)。使用上行鏈路時(shí)，能上傳列車運(yùn)行狀態(tài)的CCTV圖像；使用下行鏈路時(shí)，能完成PIS節(jié)目，實(shí)現(xiàn)控制命令的下傳。上行鏈路由車載無線發(fā)射網(wǎng)關(guān)、地面無線接收基站等組成，而下行鏈路則是由車載無線接收網(wǎng)關(guān)、地面無線發(fā)射網(wǎng)關(guān)、光纖直放站等設(shè)備組成。

3.2 系統(tǒng)的工作方式

3.2.1 上行鏈路

經(jīng)過編碼器編碼后的列車運(yùn)行信息和視頻圖像通過上行鏈路傳送到車載局域網(wǎng)后，由車載無線網(wǎng)關(guān)和發(fā)射天線一起完成無線發(fā)射。同時(shí)，各基站轉(zhuǎn)換接收到的信號(hào)，經(jīng)光纖鏈路接入相鄰車站的交換機(jī)，再傳送到中心交換機(jī)上，這樣，中心調(diào)度人員就可以調(diào)出圖像來監(jiān)控列車的運(yùn)行狀態(tài)。

經(jīng)過分析可知，當(dāng)?shù)罔F運(yùn)行速度保持在100 km/h時(shí)，車—地?zé)o線通信系統(tǒng)切換和緩沖的時(shí)間很短。在地鐵行駛過程中，不同基站發(fā)送的各路視頻傳輸沒有誤碼，而且圖像清晰、流暢，不會(huì)出現(xiàn)馬賽克。該系統(tǒng)使用的是1.8 GHz頻段，一方面，它可以避免與專用和民用WLAN設(shè)備互相干擾；另一方面，該頻段屬于非開放頻段，能防止非法用戶接入。

3.2.2 下行鏈路

下行鏈路設(shè)置在中心服務(wù)器上，多媒體節(jié)目經(jīng)下行鏈路傳輸給地面無線發(fā)射網(wǎng)關(guān)，再經(jīng)過光纖直放站最后傳送到分布在軌道旁的定向天線上，以實(shí)現(xiàn)信息的無線覆蓋。為了增強(qiáng)無線系統(tǒng)信道的健壯性，實(shí)現(xiàn)分集接收，在地鐵的車頭和車尾處各安裝一部車載無線接收網(wǎng)關(guān)和接收天線。如果將車載無線接收網(wǎng)關(guān)接入車載局域網(wǎng)內(nèi)，并轉(zhuǎn)換接收到的無線信號(hào)，那么，相關(guān)信息就會(huì)顯示在各個(gè)車廂的LED屏上。

4 結(jié)束語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，車—地?zé)o線通訊技術(shù)在地鐵中被廣泛應(yīng)用。特別是在專用和民用WLAN設(shè)備被廣泛使用、頻率資源越來越緊張的情況下，將DVB標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于地鐵的車—地?zé)o線電通訊系統(tǒng)中，可以為相關(guān)人員提供穩(wěn)定、高效、安全的無線接入方案。這樣做，對(duì)各大城市新地鐵的建設(shè)、舊地鐵無線電通訊的改造有極大的作用，而且還能保證地鐵安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

〔編輯：白潔〕