無(wú)線通信系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用

摘 要：隨著城市化進(jìn)程的不斷加快和城市人口數(shù)量的不斷增多，城市交通擁堵問(wèn)題逐漸突顯，為滿足居民出行的需要，近年來(lái)城市加大軌道交通建設(shè)力度，而無(wú)線通信作為保證城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全的重要工具，更是受到廣泛關(guān)注，本文以無(wú)線通信系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用為研究?jī)?nèi)容，對(duì)其應(yīng)用的現(xiàn)狀以及一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展進(jìn)行探究，為推動(dòng)城市軌道交通的發(fā)展作出努力。

【關(guān)鍵詞】無(wú)線通信系統(tǒng) 城市軌道交通 應(yīng)用

城市軌道交通即以電能為動(dòng)力，采用輪軌運(yùn)輸方式的快速大運(yùn)量的公共交通方式的總稱，如地鐵、輕軌、有軌電車等，城市軌道交通對(duì)緩解城市交通擁堵問(wèn)題具有非常重要的作用，而無(wú)線通信系統(tǒng)作為發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備和傳輸媒體構(gòu)成的系統(tǒng)形式，能夠利用電磁波傳送信息，將其應(yīng)用于城市軌道交通中為其安全運(yùn)營(yíng)提供了可能。

1 無(wú)線通信系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

雖然近年來(lái)出現(xiàn)了諸多新型無(wú)線通信，但現(xiàn)階段通信系統(tǒng)與城市軌道交通信號(hào)之間仍保持相對(duì)獨(dú)立的狀態(tài)，工作流程不受到彼此的影響，信息共享也存在一定的局限性，所應(yīng)用的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)并不相同，我國(guó)無(wú)線通信系統(tǒng)并未形成有機(jī)的整體，現(xiàn)階段無(wú)線通信技術(shù)主要包括3G、4G網(wǎng)、局域網(wǎng)、無(wú)線保真、數(shù)字集群、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)、碼分多址等。由于城市軌道交通的安全運(yùn)營(yíng)要求無(wú)線通信系統(tǒng)能夠保持獨(dú)立的狀態(tài)，并在專用的傳輸通道中完成數(shù)據(jù)、信息傳輸，在接入公網(wǎng)的情況下安全性、抗干擾性、傳輸速率也不會(huì)產(chǎn)生明顯的波動(dòng)，所以現(xiàn)階段除對(duì)上述無(wú)線通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用進(jìn)行積極探究外，利用數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)，且接入操作便捷，容量非常大，滿足下行高速數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)頻點(diǎn)的適應(yīng)性較強(qiáng)，且對(duì)無(wú)線頻段干擾具有較強(qiáng)抵制性的數(shù)字視頻廣播無(wú)線通信技術(shù)，由于發(fā)展較為成熟，而且可以較好的滿足現(xiàn)階段城市軌道交通對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，現(xiàn)階段被廣泛的應(yīng)用于城市軌道交通建設(shè)中。

2 無(wú)線通信系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用發(fā)展分析

2.1 數(shù)字集群系統(tǒng)

此項(xiàng)技術(shù)是歐洲通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)為滿足歐洲國(guó)家專業(yè)部門移動(dòng)通信方面的實(shí)際需求而確立的開(kāi)放性系統(tǒng)，其主要功能是在統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)上完成多群組指揮調(diào)度、數(shù)字化全雙工移動(dòng)電話服務(wù)、短數(shù)據(jù)或分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，所以將其?yīng)用于城市軌道交通中，可以為控制中心或車輛段進(jìn)行行車調(diào)度和車場(chǎng)調(diào)度提供有效的工具，為城市軌道交通各車站的值班人員、調(diào)度辦公室等工作場(chǎng)合比較固定的工作人員與軌道列車司機(jī)、維修部門、站務(wù)人員、公安部門等處于移動(dòng)狀態(tài)的人員進(jìn)行語(yǔ)音通信提供直接的途徑。

2.2 無(wú)線保真技術(shù)

此技術(shù)又被俗稱為Wi-Fi，其與藍(lán)牙技術(shù)都屬于短距離信息或數(shù)據(jù)傳輸工具，寬帶可針對(duì)無(wú)線保真技術(shù)受到的干擾和信號(hào)的強(qiáng)弱進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，在實(shí)際應(yīng)用中受數(shù)據(jù)傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和可靠性的依賴影響，以及數(shù)據(jù)傳輸中可能涉及不同傳輸渠道設(shè)備的兼容，所以寬帶通常調(diào)整為1Mbs、2Mbs、5.5Mbs三種，無(wú)線保真技術(shù)的可靠性、信息傳輸速度、組網(wǎng)成本都較理想，在開(kāi)放區(qū)域內(nèi)無(wú)線保真技術(shù)的通訊距離可超過(guò)300米，封閉區(qū)域也能夠達(dá)到70米至120米，所以將其應(yīng)用于城市軌道交通中對(duì)于網(wǎng)絡(luò)整合具有重要的意義。

2.3 3G、4G通信技術(shù)

3G通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)主要有聯(lián)通WCDMA、電信CDMA2000、移動(dòng)TD-SCDMA三種，其在性能上既可以對(duì)音樂(lè)、視頻、圖像等多媒體形式進(jìn)行處理，又可以高速的提供多樣的信息服務(wù)；而4G在3G的三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上加入統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)LTE，其通訊雙工模式即常見(jiàn)的FDD和TDD，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備與移動(dòng)基站的通信，其視頻和圖像的傳輸質(zhì)量相比3G更高，數(shù)據(jù)下載速度和上傳速度幾乎達(dá)到100Mbps和20-50Mbps，幾乎可以滿足任何無(wú)線服務(wù)的要求，將兩種通信技術(shù)應(yīng)用于城市軌道交通中可以對(duì)信息、數(shù)據(jù)快速傳輸和下載提供技術(shù)支持。

2.4 無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)的協(xié)議族以IEE802.11為基礎(chǔ)，頻點(diǎn)為5GHz，在室內(nèi)和移動(dòng)環(huán)境中都可以使用，傳輸速度在1至2Mb/s之間，現(xiàn)階段我國(guó)城市軌道交通基本都已無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為主要依據(jù)，但在將無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到城市軌道交通中應(yīng)考慮到其實(shí)際容量是否充足的問(wèn)題，例如將CCTV和專用電話等通信子系統(tǒng)應(yīng)用于城市軌道交通中，其實(shí)際容量并不能夠滿足，所以要結(jié)合其他的技術(shù)進(jìn)行使用。

2.5 微波存取全球互通技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)屬于無(wú)線寬帶接入技術(shù)，以多載波調(diào)制技術(shù)為主要支撐，所以對(duì)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有較理想的處理效果，而且其對(duì)頻譜資源的利用率較理想，傳輸距離可以達(dá)到幾十公里，所以將其應(yīng)用于城市軌道交通建設(shè)中相比無(wú)線局域網(wǎng)，效果將更加理想。

2.6 TRainCom系統(tǒng)

此項(xiàng)技術(shù)又被稱為德力風(fēng)根無(wú)線電通訊系統(tǒng)，其以城市有軌交通中的地鐵無(wú)線通信為服務(wù)對(duì)象，由于無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)在高速移動(dòng)狀態(tài)中應(yīng)用的效果相對(duì)不理想，在整合系統(tǒng)解決思路作用下，德國(guó)德力風(fēng)根公司研發(fā)了此系統(tǒng)，其將信號(hào)和通信系統(tǒng)有機(jī)整合成一個(gè)系統(tǒng)，并將更多的功能融入到該系統(tǒng)中，此系統(tǒng)應(yīng)用的全雙工數(shù)據(jù)傳輸模式使列車上傳和下傳有效分離，上下行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)之間的影響得到有效地控制；另外，此系統(tǒng)具有全移動(dòng)性，寬帶與列車的運(yùn)行速度之間相互獨(dú)立，數(shù)據(jù)傳輸速度不會(huì)受到列車的行駛速度的直接影響，此特征在南京地鐵實(shí)測(cè)中已經(jīng)得到驗(yàn)證，其應(yīng)用的防止多普勒頻移核擴(kuò)散的調(diào)制模式和多徑接收機(jī)制有效的彌補(bǔ)了無(wú)線局域網(wǎng)在此方面存在的缺陷。

3 結(jié)論

通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，城市建設(shè)有軌交通是城市發(fā)展的必然選擇，而有軌交通的正常安全運(yùn)營(yíng)需要無(wú)線通信系統(tǒng)提供技術(shù)、信息支撐，所以對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用現(xiàn)狀及一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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作者簡(jiǎn)介

劉煒（1983-），女，湖北省隨州市人。2006年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）電子信息工程專業(yè)，獲得大學(xué)本科學(xué)歷及學(xué)士學(xué)位。現(xiàn)供職于廣東怡創(chuàng)科技股份有限公司。研究方向?yàn)門D-LTE通信原理以及優(yōu)化。

作者單位

廣東怡創(chuàng)科技股份有限公司 廣東省廣州市 510665