城市軌道交通工程通信領(lǐng)域的變革

翟乃羽 路家林

【摘要】新時期發(fā)展中，隨著城市化進(jìn)程的加快，與之相關(guān)的城市軌道交通建設(shè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，而在國民經(jīng)濟(jì)“十五”計劃發(fā)展綱要中明確列入了發(fā)展城市軌道交通的計劃，而結(jié)合后續(xù)的發(fā)展看來，成效也是較為顯著的，截止2014年底，全國獲準(zhǔn)修建城市軌道交通線路的城市達(dá)到了37座，已運(yùn)行的總線路里程達(dá)到了2933.26公里，而隨之而來的便是通信領(lǐng)域的需求增加，針對此，本文結(jié)合近年來的城市軌道交通發(fā)展，對與之相關(guān)的通信領(lǐng)域的變革進(jìn)行了研究分析。

【關(guān)鍵詞】通信；分析；城市軌道交通

當(dāng)前發(fā)展的大形勢下，軌道交通已然成為了城市交通發(fā)展的主流，其具備了節(jié)約能源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等眾多優(yōu)勢，且實(shí)現(xiàn)了對有限土地資源的高效、合理利用，形成了對城市規(guī)劃的優(yōu)化，成為了城市發(fā)展的主流標(biāo)志。城市軌道交通發(fā)展中，通信系統(tǒng)占有十分重要的地位，是軌道交通系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的保障，有利于交通系統(tǒng)的運(yùn)營與管理，也是其他系統(tǒng)的重要傳輸通道.既是傳輸系統(tǒng)，又是傳輸媒介，這是通信系統(tǒng)的一大特點(diǎn).我們在選擇傳輸系統(tǒng)時既要考慮到其工作效率及安全性，也要充分考慮信息傳遞的連貫性和準(zhǔn)確性，從而促進(jìn)城市軌道交通的更高效發(fā)展。

一、通信技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用分析

城市化過程中，為使建成后的城市軌道交通在運(yùn)營方面實(shí)現(xiàn)安全、高效等需求，勢必要配套建設(shè)易擴(kuò)展的、可靠的通信網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)對運(yùn)營所需的各種信息進(jìn)行傳輸和處理，完善交通的運(yùn)行。

多年的發(fā)展和變革中，傳統(tǒng)的通信子系統(tǒng)顯示了其在城市軌道交通中的重要作用，以廣播系統(tǒng)為例，其作為城市軌道交通運(yùn)營行車組織的必要手段，作用廣泛，通知列車到站、離站、線路換乘、列車誤點(diǎn)、安全狀況、時間表變更，對乘客廣播，播放音樂以改善候車環(huán)境等等，有著極其重要的應(yīng)用價值，而后續(xù)發(fā)展變革中，逐漸出現(xiàn)了地鐵專用通信系統(tǒng)、軌道交通信號技術(shù)、無線通信系統(tǒng)等，就其控制系統(tǒng)看來，基于軌道電路的固定閉塞形式是傳統(tǒng)地鐵行車指揮系統(tǒng)的慣用方式，運(yùn)用中，確保其支持的最小列車運(yùn)行間隔一般為100秒，后續(xù)發(fā)展中，支持的最小列車間隙則能夠達(dá)到75秒時，采用的是基于無線通信的列車控制系統(tǒng)，其相當(dāng)于傳輸效率能夠再提高25%。特別是對于傳統(tǒng)的軌道交通信號系統(tǒng)而言，基于CBTC信號系統(tǒng)優(yōu)勢顯著，首先以無線通信系統(tǒng)代替繁雜的電纜，這顯然大幅減少了電纜鋪設(shè)及維護(hù)成本，是一項(xiàng)重要的改革；其次，實(shí)現(xiàn)了車輛與控制中心的雙向通信，對于列車區(qū)間通過能力無疑有極大的提高；再此，對于不同車速、不同運(yùn)量及不同車型等，此系統(tǒng)均適應(yīng)，所以其體現(xiàn)出了極強(qiáng)的兼容性。第三，信息傳輸流量大、效率高，使得移動自動閉塞系統(tǒng)較易實(shí)現(xiàn)；最后，因?yàn)槠渲С中畔⒎诸悅鬏敚诖?，運(yùn)行過程中，能集中發(fā)送和處理信息，促使對應(yīng)的調(diào)度效率得到了有效的提高[1]。

新時期的城市軌道交通中，傳統(tǒng)的語音功能已經(jīng)不僅僅是無線通信系統(tǒng)的唯一功能了，因?yàn)槌酥?，其在發(fā)展中還肩負(fù)了列車控制數(shù)據(jù)的傳輸通道功能，據(jù)筆者分析，就當(dāng)前的CBTC系統(tǒng)運(yùn)用而言，經(jīng)過長期改善，已然有趨于成熟的基于GSM-R網(wǎng)絡(luò)的CTCS-3列控系統(tǒng)，而隨著逐步推進(jìn)的城市化發(fā)展，已經(jīng)在逐漸嘗試對覆蓋WiFi的列車控制系統(tǒng)的運(yùn)用，這對于城市軌道交通的發(fā)展具備了劃時代的意義。所以，在支撐列車高效和安全運(yùn)行方面，也凸顯了通信系統(tǒng)作用的重大性，是變革的引領(lǐng)者。

二、通信的列車控制系統(tǒng)存在的問題分析

具體分析而言，其問題首先表現(xiàn)為頻率受限方面，分析以往發(fā)展現(xiàn)狀不難看出，大鐵領(lǐng)域僅分配有4M的GSM-R帶寬，勢必加大了頻率規(guī)劃的難度，當(dāng)前的城市軌道交通領(lǐng)域，是與民用WiFi 2.4G共享頻段，而缺乏專門給CBTC系統(tǒng)分配專屬頻譜；其次，體現(xiàn)在頻率干擾方面，以往是分配的4M GSM-R帶寬與中國移動共享，使得互相干擾這一現(xiàn)象長期存在，而在城市軌道交通領(lǐng)域，則表現(xiàn)為與民用共享2.4G頻譜，這一發(fā)展形勢下，顯然對于與其他WiFi系統(tǒng)的嚴(yán)重干擾問題無法徹底解決，使得其安全隱患增大；最后，體現(xiàn)在傳輸瓶頸方面，以往承載列控業(yè)務(wù)方面，是GSM-R系統(tǒng)采用低速CSD實(shí)現(xiàn)的，最高為9.6 kbps的帶寬，局限性較大，但新時期發(fā)展中，借助于GPRS承載的一些PS域業(yè)務(wù)，其傳輸能力方面，最多可提供171kbps，顯然仍難以滿足城市軌道交通發(fā)展，高速運(yùn)行時，隨著新時期的WiFi技術(shù)，傳輸寬帶更高，但存在的與其他車載民用WiFi系統(tǒng)及乘客信息系統(tǒng)共享信道的現(xiàn)象，對于傳輸速度影響較大。這一問題也亟待解決[2]。

三、未來大軌道交通通信系統(tǒng)的融合趨勢

新時期的城市軌道交通領(lǐng)域，基于CBTC系統(tǒng)存在的問題，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸方面的可靠性和安全性，滿足乘客對無線寬帶接入的需求，亟待改革來完善。而城際和市郊鐵路也在同步快速發(fā)展，使得改造城市周邊以往廢棄的大鐵軌道成了當(dāng)前絕大部分建設(shè)方式，利于土建成本的縮減，從而使得出現(xiàn)了城市軌道車輛復(fù)用，大幅節(jié)約了運(yùn)營和維護(hù)成本等。未來通信系統(tǒng)承載需求方面，還需完善高速上網(wǎng)、乘客信息系統(tǒng)等方面的建設(shè)，全面推動城市軌道交通運(yùn)行。

結(jié)束語

綜上所述，新時期的發(fā)展中，城市軌道交通伴隨著城市化進(jìn)程發(fā)展迅速，通信領(lǐng)域的變革更是日新月異，本文分析了基于通信的列車控制系統(tǒng)，也就是CBTC系統(tǒng)的運(yùn)用及不足之處，透視了通信技術(shù)發(fā)展過程，以期能為新時期的軌道交通建設(shè)提供有益的參考。

參考文獻(xiàn)

[1]楊秀.城市軌道交通應(yīng)急通信指揮車通信系統(tǒng)組網(wǎng)方案的探討[J].北京交通大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2012，36（3）：47-51.

[2]趙鵬翀，華堯，劉子揚(yáng)，等.一種用于軌道交通領(lǐng)域的通信方法及軌旁設(shè)備， CN103929234A[P].2014.