計(jì)算機(jī)技術(shù)在地鐵通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

李文鋒

摘 要：現(xiàn)代城市地鐵的建設(shè)，給人們的生活帶來(lái)很大便利。而地鐵通信系統(tǒng)是保障地鐵快捷、高效、安全運(yùn)行的重要支撐，其中，很多重要的環(huán)節(jié)、系統(tǒng)，都應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)。本文重點(diǎn)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在地鐵通信系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行介紹分析。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù) 地鐵通信系統(tǒng) 應(yīng)用

引 言

目前計(jì)算機(jī)技術(shù)在地鐵通信系統(tǒng)中應(yīng)用比較成熟的領(lǐng)域，主要有傳輸系統(tǒng)、公務(wù)電話系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)、集中網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、地鐵信息管理系統(tǒng)、電源及接地系統(tǒng)、通信光纜等方面。而隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)以及智慧數(shù)據(jù)處理分析等技術(shù)的快速發(fā)展，這些新的技術(shù)在嵌入計(jì)算機(jī)技術(shù)后，在地鐵通信系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)更加豐富、智能、快捷的應(yīng)用效果，將會(huì)在很大程度上，提升傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用效果。

1地鐵通信系統(tǒng)含義

地鐵的基礎(chǔ)設(shè)施主要有車輛段、車站和控制臺(tái)，在這當(dāng)中，控制臺(tái)是對(duì)地鐵進(jìn)行全過(guò)程的監(jiān)管，以確保地鐵系統(tǒng)的安全性。地鐵通信系統(tǒng)屬于綜合性的通信網(wǎng)絡(luò)，其可以完美的實(shí)現(xiàn)車輛的調(diào)度、員工的辦公和相關(guān)信息的交流，因此，安全行和可行性非常的高。通常情況下，通信系統(tǒng)主要的作用是確保每一個(gè)子系統(tǒng)的信息交流，保證車輛運(yùn)行的順暢，并同時(shí)提供舒適的乘客環(huán)境；當(dāng)出現(xiàn)特殊狀況時(shí)候，通信裝備還可以采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，從而確保了各類特殊事件發(fā)生時(shí)通信的順暢。為了確保地鐵通信的安全，最好使用比較容易安裝的技術(shù)成熟的裝備。地鐵的通信系統(tǒng)一般有很多的二級(jí)系統(tǒng)組成，根據(jù)作用的不同，可以分為民用、公安和專用系統(tǒng)三種。

2計(jì)算機(jī)技術(shù)在地鐵通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1軟交換技術(shù)

軟交換技術(shù)滲透至公務(wù)電話系統(tǒng)，可以讓系統(tǒng)擁有相統(tǒng)一的通信機(jī)制，同時(shí)擇取軟交換平臺(tái)能夠和網(wǎng)絡(luò)鏈接，其作用為：消息傳遞迅速，第一時(shí)間予以溝通，差異化用戶間可以實(shí)施文件傳輸；可視電話，用戶可以通過(guò)可視電話設(shè)施予以語(yǔ)音盒視頻通話，視頻用戶經(jīng)軟交換予以鏈接。

針對(duì)現(xiàn)階段的軟交換技術(shù)與地鐵公司通信系統(tǒng)的實(shí)際情況來(lái)分析，地鐵的通信系統(tǒng)應(yīng)用軟交換技術(shù)工作者大多都會(huì)擇取以下方案：

（1）將軟交互模塊放置于常規(guī)的電話網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而達(dá)到軟交互的相關(guān)功能，此方案是常規(guī)技術(shù)的延伸與兼容。

（2）把模擬電話模塊放置于軟交換系統(tǒng)，進(jìn)而達(dá)到所需功能，此舉措亦為軟交換技術(shù)的延伸及兼容。

經(jīng)對(duì)兩種差異化的方案予以對(duì)比，可以得出前者是NGN軟交互的一種過(guò)度，而后者構(gòu)建了分布式的軟交換平臺(tái)，是相對(duì)有效的NGN方案。同時(shí)第二種方案具備專網(wǎng)用戶功能，而且能夠達(dá)到下一代網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)要求，系統(tǒng)的容量等均超過(guò)第一種方案。所以在應(yīng)用過(guò)程，第二種方案能夠構(gòu)建一個(gè)平臺(tái)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所需的功能，能夠?qū)④浗粨Q技術(shù)全面且有效的應(yīng)用于地鐵通信。

2.2局域網(wǎng)技術(shù)

目前，城市軌道交通的PIS系統(tǒng)和承載CBTC基本上由WLAN技術(shù)承載。北京、上海、廣州等城市的城市軌道交通主要是從技術(shù)和產(chǎn)品鏈成熟度考慮，使得無(wú)線局域網(wǎng)進(jìn)行PIS系統(tǒng)和CBTC的設(shè)計(jì)與測(cè)試。由無(wú)線技術(shù)特點(diǎn)分析可知，WLAN技術(shù)雖然在帶寬上可滿足需求，但是在列車快速移動(dòng)的前提下，系統(tǒng)需要很大的控制信息開(kāi)銷以克服因快速移動(dòng)帶來(lái)的頻移、摔落等，有效帶寬較低，在此情況下，系統(tǒng)容易受到外來(lái)侵入，致使其空間波傳輸距離變短，安全性降低，WIMAX技術(shù)在高速移動(dòng)的情況下克服了WLAN技術(shù)的弱點(diǎn)，其空間波傳輸距離較遠(yuǎn)，可以降低設(shè)備的投入，系統(tǒng)安全性能較高。

2.3傳輸組網(wǎng)技術(shù)

2.3.1 MSTP（多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)）

MSTP是對(duì)SDH、以太網(wǎng)及ATM等已有成熟技術(shù)的組合應(yīng)用和優(yōu)化，它基于SDH，同時(shí)實(shí)現(xiàn)TDM、ATM、IP等多種業(yè)務(wù)的接入、處理、傳送，具備寬帶數(shù)據(jù)和圖像的傳輸、匯聚和二層交換能力，并可提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理。

2.3.2 RPR（彈性分組環(huán)）

RPR是一種基于分組交換面向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一種光環(huán)技術(shù)，是IEEE定義的在環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上優(yōu)化數(shù)據(jù)交換的MAC層的協(xié)議，可兼容多種數(shù)據(jù)速率。RPR是在Ethernet、SDH和ATM技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它采用了Ethernet的IP技術(shù)、SDH的自動(dòng)保護(hù)倒換技術(shù)、ATM的QoS技術(shù)等，以實(shí)現(xiàn)高可靠、低成本的數(shù)據(jù)語(yǔ)音傳輸網(wǎng)絡(luò)。

2.3.3 MPLS（多協(xié)議標(biāo)簽交換）

MPLS是在開(kāi)放的通信網(wǎng)上利用標(biāo)簽引導(dǎo)數(shù)據(jù)高速、高效傳輸?shù)男录夹g(shù)。MPLS結(jié)合了快速交換技術(shù)和IP路由技術(shù)，它基于標(biāo)簽的IP路由選擇方法，簡(jiǎn)化了第三層和第二層的轉(zhuǎn)換?？梢詾槊總€(gè)IP數(shù)據(jù)包提供一個(gè)標(biāo)簽，將標(biāo)簽與IP數(shù)據(jù)包封裝于新的MPLS數(shù)據(jù)包中，并決定IP數(shù)據(jù)包的傳輸路徑以及優(yōu)先順序。

2.3.4 IP技術(shù)

IP是基于IP協(xié)議的包交換技術(shù)。以統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，采用路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組建信息承載平臺(tái)?？商峁┒喾N速率大容量的數(shù)據(jù)接口。是現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之中應(yīng)用較為廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，由于一個(gè)IP對(duì)應(yīng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，所以由于其獨(dú)一無(wú)二性備受歡迎。

3計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展

3.1NFC

NFC（Near Field Communication），近場(chǎng)通信技術(shù)，使用者可以在彼此靠近的情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。2017年，北京地鐵將刷手機(jī)乘車服務(wù)擴(kuò)展至全線路，市民只要開(kāi)通"手機(jī)一卡通"，就可享受一部手機(jī)暢行北京地鐵。NFC在地鐵通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，最大的優(yōu)點(diǎn)就是刷卡采用脫機(jī)離線交易模式，不依賴網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在當(dāng)前移動(dòng)支付快速發(fā)展與應(yīng)用的情況下，地鐵通信系統(tǒng)快速反應(yīng)，及時(shí)應(yīng)用最先進(jìn)的近場(chǎng)通信技術(shù)，不僅提高了乘客的乘坐效率，還滿足了大量年輕手機(jī)用戶移動(dòng)支付的習(xí)慣。

3.2自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)

自動(dòng)無(wú)人駕駛技術(shù)成功運(yùn)用，使得國(guó)內(nèi)列車自主運(yùn)行系統(tǒng)的研究水平有了新的突破。同時(shí)，又融合了現(xiàn)代智能化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云存儲(chǔ)技術(shù)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，大大提高了國(guó)內(nèi)軌道交通控制運(yùn)行技術(shù)的科技水平。列車通信采用車-車架構(gòu)，使發(fā)車間隔比傳統(tǒng)CBTC控制明顯縮短，軌旁設(shè)備配置減少、各系統(tǒng)的高度融合，大大提高運(yùn)營(yíng)效率，節(jié)約了建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本。

結(jié) 語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的很多新技術(shù)開(kāi)始在地鐵通信系統(tǒng)中應(yīng)用，極大地提高和改善了地鐵通信系統(tǒng)的運(yùn)行效率，這對(duì)于提高人們乘坐地鐵的安全性好便利性，都有很大的幫助作用。未來(lái)隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)、智慧通信以及計(jì)算機(jī)多媒體信息技術(shù)，在地鐵通信系統(tǒng)中應(yīng)用方式的不斷創(chuàng)新，必將進(jìn)一步提高地鐵通信系統(tǒng)整體科學(xué)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 譚飛剛，劉建.一種基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的地鐵站臺(tái)異物檢測(cè)算法[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2017-01-25.