集群技術(shù)在地鐵無線通信中的應用探究

朱婷婷+高寧

摘要：集群技術(shù)具有性能、成本上的優(yōu)勢，集群技術(shù)通過計算機與互聯(lián)網(wǎng)應用到地鐵無線通信中，提供單一管理的模式，完善地鐵無線通信的管理和應用。集群技術(shù)在地鐵無線通信中，構(gòu)建了獨立的服務器，目的是提高地鐵無線通信的可靠性，本文主要探討集群技術(shù)在地鐵無線通信中的應用。

關(guān)鍵詞：集群技術(shù)；地鐵；無線通信

地鐵是城市交通中的重要組成部分，地鐵交通系統(tǒng)建設中采用了無線通信的方式，支持地鐵交通的通訊運營。無線通信提高了地鐵交通的通信效率，地鐵無線通信中引入了集群技術(shù)，促使地鐵無線通信具有可靠性、專用性的優(yōu)勢，完善地鐵交通通信調(diào)度的過程。集群技術(shù)應用到地鐵無線通信運行中，確保無線通信能夠滿足地鐵的需求。

一、地鐵無線通信中集群技術(shù)的工作方式

地鐵無線通信中，集群技術(shù)的工作方式有3類，分別是：消息集群、傳輸集群、準傳輸集群，具體分析如下：

1、消息集群

集群技術(shù)中的消息集群，是指在地鐵無線通信的調(diào)度階段提供固定的無線傳輸信道。地鐵司機或值班人員，向組呼中發(fā)送語音消息時，按下PTT鍵講話，從松開PTT鍵開始，無線通信系統(tǒng)保留該傳輸信道6～8s，消息集群完成后，才能把信道再次分配到別的組呼通信中[1]。信道保留的6～8s中，組呼發(fā)送人再次按下PTT按鍵，信息仍舊會在相同的信道上完成通信。

2、傳輸集群

傳輸集群在地鐵無線通信中，是指在單工、半雙工的作用下提供閑置的信道，方便傳輸通信信息。地鐵上的工作人員，按下PTT按鍵，立即就會占有空閑信道，發(fā)送呼叫消息后松開PTT按鍵，此時傳輸完畢的信令會傳輸?shù)綗o線通信系統(tǒng)的控制中心，表示信道閑置，閑置的信道會重新分配到其他的傳輸點。傳輸集群具有動態(tài)分配的優(yōu)勢，與消息集群相比，傳輸集群解決了按需分配的方式，提高了信道利用率。

3、準傳輸集群

準傳輸集群的工作方式，匯總了消息集群與傳輸集群的優(yōu)勢，既可以提高無線通信的速率，又可以保障無線通信的通話質(zhì)量。準傳輸集群的工作方式，不會中斷地鐵無線通信中的消息，增加了信道中的通話數(shù)量，提高信道利用率的同時，完善了傳輸過程。

二、地鐵無線通信中集群技術(shù)的實踐應用

集群技術(shù)在地鐵無線通信中的應用主要表現(xiàn)在4個方面，結(jié)合地鐵無線通信系統(tǒng)的運行，例舉集群技術(shù)的實踐內(nèi)容。

1、通話

地鐵無線通信中的路徑，包括調(diào)度—司機、司機—司機、調(diào)度—車站等幾個方面，調(diào)度中心的調(diào)度員能夠根據(jù)地鐵的車次、車組、司機等位置的ID，呼叫地鐵行車中的司機人員，而且調(diào)度員可以組織呼叫全部的地鐵司機，以便準確的調(diào)度上行、下行的地鐵列車[2]。集群技術(shù)在整個無線通信中，確保通話調(diào)度操作的可靠性，集群技術(shù)構(gòu)建的無線通信系統(tǒng)，實現(xiàn)了調(diào)度到司機、司機到調(diào)度的雙向通話，地鐵上的司機人員，按壓地鐵上的調(diào)度鍵就可以直接呼叫調(diào)度中心，向調(diào)度中心傳送請求，地鐵車載臺上設置了緊急呼叫按鍵，如果地鐵通行中遇到緊急情況，就要按下緊急呼叫按鈕呼叫行車調(diào)度員，集群技術(shù)下的雙向通話中，調(diào)度中心向行車地鐵的呼叫，是指車站的值班員，可以呼叫管轄區(qū)域內(nèi)的地鐵行車，車站通信系統(tǒng)中的固定臺，專門設置了對應的機車按鍵，值班人員直接利用機車按鍵與司機通話，也可以輸入地鐵的ID號，與對應的地鐵司機通話。

2、呼叫

集群技術(shù)在地鐵無線通信中設置了獨立的服務器，拓寬了呼叫功能中的內(nèi)容，集群技術(shù)的應用過程中，開發(fā)了并行程序和串行程序，平衡了無線通信系統(tǒng)中的負載，提升資源調(diào)度的水平，集群技術(shù)設置了通信網(wǎng)絡層，綜合運用通信協(xié)議、網(wǎng)絡互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及信號技術(shù)，控制通信網(wǎng)絡的運行，分析集群技術(shù)在呼叫系統(tǒng)中的幾點應用。

全呼。無線通信系統(tǒng)利用集群技術(shù)，把地鐵所有的用戶編制到一個組別中，利用大組呼叫的方法完成全呼操作。

組呼。集群技術(shù)在無線通信系統(tǒng)中采用了半雙工的方式，開放了通信系統(tǒng)的信道，以組別的方式完成組呼的通信過程[3]。組呼是指地鐵通信系統(tǒng)中，選擇一個組就可以聽取組內(nèi)的通信信息，PTT按鍵可以發(fā)送呼叫內(nèi)容，無線通信系統(tǒng)接收到呼叫內(nèi)容后，建立通信信道并且釋放呼叫內(nèi)容。

直呼。集群技術(shù)為地鐵無線通信中的直呼方式構(gòu)建了獨立的條件，直呼不需要依附任何無線通信系統(tǒng)，就可以直接完成兩個工作點之間的通信。

個別呼叫。集群技術(shù)構(gòu)建的地鐵無線通信中，個別呼叫最為常規(guī)，由調(diào)度中心或車站站臺，直接撥打地鐵上的用戶號碼，發(fā)送呼叫指令，地鐵接收端振鈴提示呼叫，地鐵列車員接聽。

緊急呼叫。緊急呼叫是地鐵無線通信中的重要部分，用于處理地鐵運行中的緊急情況，集群技術(shù)參與下的地鐵無線通信系統(tǒng)，緊急呼叫功能分為強拆型、排隊型2種緊急呼叫方式，緊急呼叫的信令、信息資源具有優(yōu)先級的權(quán)限，即使無線通信網(wǎng)絡繁忙，也能及時構(gòu)建緊急呼叫的信道，地鐵無線通信網(wǎng)絡超負荷時，集群技術(shù)構(gòu)建強拆型的緊急呼叫系統(tǒng)，直接釋放優(yōu)先的緊急呼叫，排隊型的緊急呼叫中，集群技術(shù)給與了優(yōu)先權(quán)，促使緊急呼叫的資源可以優(yōu)先占有無線通信的網(wǎng)絡資源。

通話掃描。地鐵無線通信中具有通話掃描的功能，移動臺通過集群技術(shù)掃描通信區(qū)域中的所有組呼內(nèi)容，提高組呼內(nèi)容的響應水平。

3、數(shù)據(jù)傳輸

集群技術(shù)在地鐵無線通信中采用了數(shù)字交換機設備，致力于為無線通信網(wǎng)絡提供多樣化的數(shù)據(jù)接口，連接地鐵運行中的調(diào)度系統(tǒng)、控制室等，同步移動臺和無線通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)終端。數(shù)字交換機設備，便于在地鐵無線通信系統(tǒng)中創(chuàng)建數(shù)據(jù)通信路徑，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r效性。

4、二次開發(fā)

地鐵無線通信系統(tǒng)處于逐步完善的階段，集群技術(shù)提供了二次開發(fā)的條件，集群技術(shù)的進程遷移能夠在地鐵無線通信中實現(xiàn)二次開發(fā)，直接把相關(guān)的進程發(fā)送到指定處理器，存儲好進程資源并且執(zhí)行資源中的通信指令[4]。例如：集群技術(shù)在地鐵無線通信中的二次開發(fā)，可以自動切換地鐵列車中的調(diào)度信息，無線通信系統(tǒng)連接了地鐵的自動監(jiān)控系統(tǒng)，支持二次開發(fā)的同時，無線通信系統(tǒng)會實時顯示地鐵自動監(jiān)控下的狀態(tài)，包括地鐵位置信息、車輛信息而，集群技術(shù)開發(fā)了無線子系統(tǒng)，促使地鐵具有調(diào)度切換、自動跟蹤的功能，并且二次開發(fā)支持新建的特殊功能，豐富地鐵無線通信中的應用內(nèi)容。

三、地鐵無線通信中集群技術(shù)的維護措施

集群技術(shù)在地鐵無線通信中采用GPS技術(shù)進行維護，GPS技術(shù)可以準確的定位無線通信系統(tǒng)中的移動點，促使無線通信系統(tǒng)可以實時監(jiān)督移動的地鐵列車，GPS連接了衛(wèi)星無線通信，跟蹤地鐵車輛信息，而且提高了跟蹤與定位的精確度，地鐵無線通信中的集群技術(shù)涉及到大量的通信信息，利用GPS技術(shù)進行維護，其可修正無線通信系統(tǒng)中地鐵的地理位置，精確了地鐵位置，構(gòu)建高效的通信聯(lián)系，集群技術(shù)把GPS資源應用到無線通信系統(tǒng)中，豐富地鐵列車中的服務內(nèi)容，優(yōu)化通信的過程。

結(jié)束語：

無線通信是地鐵軌道交通中的重要組成部分，無線通信為地鐵運行提供了穩(wěn)定的通訊方式，地鐵無線通訊中的集群技術(shù)，改善了通訊的方式，高效連接著地鐵無線通信中的各個通訊點，提升了通信的運行水平，避免地鐵軌道交通中發(fā)生突發(fā)性事故，體現(xiàn)集群技術(shù)在地鐵無線通信中的作用。

參考文獻：

[1]成錦.集群技術(shù)在地鐵無線通信中的應用[J].科技創(chuàng)新導報，2009，（03）：32.

[2]盧山，竇海波.數(shù)字集群通信系統(tǒng)在地鐵中的應用[J].中國新通信，2015，17（01）：79.

[3]徐華林.數(shù)字集群無線通信系統(tǒng)及其在地鐵中的應用[J].郵電設計技術(shù)，2002，（12）：38-42.

[4]杜鵬.城市軌道交通集群無線通信系統(tǒng)技術(shù)與應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2013，（06）：39.endprint