移動通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用

趙 娜

沈陽盛唐智能工程有限公司

移動通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用

趙 娜

沈陽盛唐智能工程有限公司

隨著城市軌道交通的發(fā)展，其在現(xiàn)代城市公共交通中的地位也日益突顯，發(fā)展出了眾多的城市軌道交通類型，如城市鐵路、地鐵、輕軌、有軌電車、磁懸浮列車和機(jī)場等新型交通系統(tǒng)，然而在保障軌道交通安全和可靠運(yùn)行方面，卻是一個非常復(fù)雜的運(yùn)行和管理過程。軌道交通運(yùn)輸是一個較為完整的大型系統(tǒng)，其各個組成部分都運(yùn)用了通信技術(shù)，通信在軌道運(yùn)輸中甚至有著神經(jīng)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的作用。基于此，本文研究移動通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用。

移動通信技術(shù)；城市軌道交通；應(yīng)用

隨著我國城市軌道交通的快速發(fā)展，車地?zé)o線通信的發(fā)展已越來越不能滿足日益增長的軌道交通業(yè)務(wù)發(fā)展的需求。本文通過分析當(dāng)下城市軌道交通車地通信的現(xiàn)狀，通過對移動通信相關(guān)技術(shù)原理的研究，提出了移動通信技術(shù)在城軌車地通信方面具有更穩(wěn)定、更可靠的優(yōu)勢。合理地實(shí)現(xiàn)移動通信技術(shù)與城軌車地通信的結(jié)合，能夠更好地實(shí)現(xiàn)車地?zé)o線通信傳輸，滿足軌道交通業(yè)務(wù)的需求。

1 移動通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 提高穩(wěn)定性

移動通信站點(diǎn)能夠利用基站實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，在隧道中的單個基站的覆蓋范圍就可以達(dá)到1.2km。而且，基站的組網(wǎng)設(shè)置原則非常靈活，不僅能夠根據(jù)列車的運(yùn)行速度來布置基站的安裝位置，還能夠增大或減少基站網(wǎng)絡(luò)覆蓋的重疊長度，以此保障高速運(yùn)行環(huán)境下的越區(qū)切換的成功，多樣化的網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案，能夠提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

1.2 保證可靠性

移動通信技術(shù)使用的是專門的頻段，與其它的通信方式使用公共頻段不同，移動通信的干擾源少，加上使用的是專用頻段，所以其抗干擾能力強(qiáng)，保證了數(shù)據(jù)闡述的可靠性。

1.3 提高安全性

移動通信技術(shù)的鑒權(quán)中心主要有兩個作用，首先就是能夠鑒權(quán)用戶的IMSI號，避免非本網(wǎng)絡(luò)的用戶接入網(wǎng)絡(luò)，其次就是能夠加密無線路徑上的通信數(shù)據(jù)，確保了通信數(shù)據(jù)的安全性。

1.4 蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸容量大

移動通信技術(shù)也稱為蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信，通過設(shè)置基站，劃分小區(qū)，成百上千倍地增大了頻率的空間復(fù)用率，極大提高了數(shù)據(jù)傳輸量。另外，LTE技術(shù)的應(yīng)用，為第四代移動通信技無線寬帶業(yè)務(wù)提供了技術(shù)基礎(chǔ)，使得無線傳輸速度可達(dá)100Mbps/S。

2 移動通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用

2.1 無線局域網(wǎng)技術(shù)(WLAN)

無線局域網(wǎng)技術(shù)(WLAN)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種移動寬帶傳輸技術(shù)，是由IEEE802.11工作組規(guī)定的無線通信系統(tǒng)。IEEE小組相繼推出了802.11b、802.11a和802.11g三個物理層標(biāo)準(zhǔn)和802.11n草案。802.11b通常也被稱為Wi-Fi，工作在2.4GHz頻段，可支持最高11Mbps的共享接入速率；802.11a工作在5.8GHz頻段，其速率高達(dá)54Mbps，分頻采用OFDM技術(shù)，但最高速率的無障礙接入距離降到30～50米；802.11g也采用OFDM技術(shù)，與802.11a一樣可支持最高54Mbps的速率，同時它工作在2.4GHz頻段，因此可以做到與802.11b兼容，而最高速率是802.11b的5倍。802.11n工作在2.4GHz 或5GHz，可與以前的IEEE802.11b/g設(shè)備通信兼容，其速率可達(dá)108Mbps，甚至600Mbps，但目前只是一個草案。由于WLAN技術(shù)在靜態(tài)裝置下開發(fā)的無線數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)速度達(dá)到120km/h時，傳輸速率明顯下降，但802.11a、802.11g、802.11n網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定帶寬均大于12Mbps，仍能滿足城市軌道交通車地寬帶移動通信的帶寬需求。

2.2 CBTC系統(tǒng)

CBTC(基于通信的列車控制系統(tǒng))是目前城市軌道交通信號系統(tǒng)主要采用的制式，通過車地?zé)o線通信系統(tǒng)進(jìn)行列車與地面的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行的自動控制和調(diào)度，主要功能有ATS(列車自動監(jiān)控)、ATP(列車自動防護(hù))和ATO(列車自動運(yùn)行)。CBTC是城市軌道交通自動化體系中的關(guān)鍵系統(tǒng)，對保證列車運(yùn)行安全、提高列車運(yùn)行效率起著重要的作用。車地?zé)o線通信是連續(xù)的、雙向的，車地通信分為地-車信息傳輸(下行)和車-地信息傳輸(上行)。其中，車對地(上行)的傳輸信息包括：列車ID、列車位置、列車運(yùn)行速度、列車運(yùn)行方向、設(shè)備告警等信息；地對車(下行)的傳輸信息包括：列車ID、前方進(jìn)路數(shù)等信息。CBTC車地通信是一個安全苛求系統(tǒng)，為保證車地通信數(shù)據(jù)的實(shí)時性和可靠性，無線通信網(wǎng)絡(luò)采用了雙環(huán)網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)，無線覆蓋采用了完全雙層覆蓋方式。

2.3 3G與4G技術(shù)

(1)第三代移動通信技術(shù)簡稱3G，它是一種真正意義上的寬帶移動多媒體通信系統(tǒng)，它能提供高質(zhì)量的寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù)，并且實(shí)現(xiàn)了全球無縫覆蓋，它的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)2Mbit/s，其通信容量是第二代移動通信技術(shù)的2-5倍。目前，最具代表性的3G標(biāo)準(zhǔn)有有美國提出的CDMA2000，歐洲和日本提出的WCDMA以及中國提出的TD-SCDMA。(2)第四代移動通信同樣被稱為4G技術(shù)，它是3G技術(shù)的進(jìn)一步演化，是基于LTE標(biāo)準(zhǔn)(長期演進(jìn)技術(shù))之上，為我們提供高速移動的網(wǎng)絡(luò)帶寬業(yè)務(wù)，它的最高無線傳輸速度可達(dá)每秒100Mbps。4G是集3G與WLAN于一體，并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量、音頻、視頻和圖像，并且能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務(wù)的要求，有著不可比擬的優(yōu)越性。

綜上所述，城市軌道交通的快速崛起，不僅是因?yàn)檐壍澜煌ㄟm用于交通壓力巨大的城市交通，還依賴于先進(jìn)的移動通信技術(shù)。沒有高科技的移動通信技術(shù)為城市的軌道交通保駕護(hù)航，就不能真正的保證城市軌道交通的安全運(yùn)行。盡管如今的移動通信技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了現(xiàn)代化軌道交通所要求的水準(zhǔn)，但是我們還是應(yīng)該更加努力研究軌道交通移動通信技術(shù)，使得更好的移動通信技術(shù)為城市軌道交通服務(wù)，為城市的發(fā)展服務(wù)，更好的用軌道交通促進(jìn)城市的快速進(jìn)步和發(fā)展。

[1]胡仁輝.移動通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2016，(05)：61+70.

[2]李皓東.無線通信系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用[J].無線互聯(lián)科技，2014，(05)：42.