呂強(qiáng) 賈培林
【摘 要】我國地鐵建設(shè)速度越來越快,乘客也開始關(guān)注地鐵運營的品質(zhì),希望可以獲得更加舒適安全的乘車環(huán)境。為了滿足這些需求,城市軌道交通開始利用無線通信技術(shù),在隧道空間中建立了無線通信系統(tǒng),可以及時解決車地的傳輸需求,實現(xiàn)列車和地面的信息交互。城市軌道交通發(fā)展過程中,需要充分發(fā)揮無線通信技術(shù)的作用。
【關(guān)鍵詞】軌道交通;車地?zé)o線通信;應(yīng)用
0引言
擁有安全性、穩(wěn)定性較好的車地通信系統(tǒng),能為城市軌道交通的安全運行保駕護(hù)航,同時提升乘客的乘車滿意度。然而,由于傳統(tǒng)車地?zé)o線通信技術(shù)存在較多不足之處,如寬帶具有一定的限制、開放式頻段以及多普勒頻偏等。此外在使用過程中,也會出現(xiàn)不穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量差及安全系數(shù)不高等待完善的問題,以至于傳統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)不能達(dá)到當(dāng)前城市軌道交通的需求標(biāo)準(zhǔn)。無線通信技術(shù)存在不受電纜局限信號的優(yōu)勢,相較而言更適合納入軌道交通建設(shè)中。
1城市軌道交通通信系統(tǒng)中無線通信技術(shù)的作用價值
在2016年8月18日早高峰時間段北京地鐵一號線就因為信號故障癱瘓70分鐘,造成很多乘客站點內(nèi)遺留,影響了周邊的交通。而本次故障的原因就是信號故障,可見在城市軌道交通中通信和信號系統(tǒng)對于列車的安全運行起著巨大的影響作用。在城市軌道安全運行中列車最重要的保障就是信號系統(tǒng)和交通通信系統(tǒng),所以現(xiàn)在通信技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新成為軌道交通建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)。隨著手機(jī)、筆記本等智能化設(shè)備的普及,在人們的正常生活中越來越不可缺少。在城市軌道交通發(fā)展中,城市軌道交通的無線通信技術(shù)現(xiàn)在也是人們在出行過程中需要的服務(wù),在列車平穩(wěn)安全的運行之中,給乘客提供更好地服務(wù)也是軌道交通系統(tǒng)地一部分。
2我國城市軌道交通車地?zé)o線通信的需求
2.1無線集群調(diào)度信息
在城市軌道交通正常運行當(dāng)中駕駛?cè)藛T與調(diào)度員和值班員之間進(jìn)行無線調(diào)度語音通話,司機(jī)與維護(hù)人員是使用無線調(diào)度語音通話的重要對象?,F(xiàn)階段在我國范圍內(nèi)地鐵無線集群調(diào)度系統(tǒng)以800MHz的數(shù)字群系統(tǒng)為主,這一系統(tǒng)既具備調(diào)度語音通信功能,也具備短數(shù)據(jù)傳遞輸送功能。
2.2列車控制信息
在軌信號系統(tǒng)中,CBTC是應(yīng)用最為廣泛的一種系統(tǒng),車地之間的列車控制信息傳送主要是依靠ATC、CBTC兩個系統(tǒng)的移動閉塞來實現(xiàn)的,在車地?zé)o線通信系統(tǒng)中經(jīng)常采用WLAN技術(shù),其中無線通道主要是由軌道信號或通信系統(tǒng)單獨建立的。
2.3乘客信息多媒體信息
乘客信息多媒體信息起著非常重要的作用,向乘客播放各種類型的新聞、安全知識和非票務(wù)信息進(jìn)行宣傳,現(xiàn)階段,在我國軌道交通中大多數(shù)都是采用WiMAX、RailView、DVBT等技術(shù),車廂內(nèi)部的乘客是指向用戶,建設(shè)實施主要是依靠地鐵乘客信息系統(tǒng)來實現(xiàn)。
3城市軌道交通中常見的車地?zé)o線通信技術(shù)
3.1TRainComMT技術(shù)
在城市軌道交通中這一技術(shù)是由德國公司研究開發(fā)出來的專用通信系統(tǒng),可以在高速度的移動環(huán)境下保證良好的通信效率和質(zhì)量,車地最大的通信傳輸速度可以達(dá)到16Mb/s。
3.2WLAN技術(shù)
所謂的Wi-Fi即無線保真技術(shù),為一種適用于短距離的技術(shù)。其在技術(shù)上與藍(lán)牙技術(shù)存在諸多相似之處,將其運用于CBTC中,數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)到11Mb/s,若距離信號源較遠(yuǎn),Wi-Fi信號偏弱,此時傳輸速度會下降約1~5.1Mb/s。相較于其他通信技術(shù)而言,Wi-Fi具有可調(diào)節(jié)性,因此其穩(wěn)定性更佳,且傳輸速度較快,兼容性較好。因此能夠?qū)⑼ㄐ欧秶陂_放性區(qū)域擴(kuò)張至300m以外,若為封閉性區(qū)域也可將通信距離覆蓋至120m以外,且該種技術(shù)可以較好地接入以太網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),一定程度上減少了整體技術(shù)成本。
3.3WiMAX(802.16)
這種技術(shù)是3G標(biāo)準(zhǔn),采用的是OFDM、AAS等先進(jìn)技術(shù),還具有比較高的信息傳輸速度,高達(dá)70Mb/s,同時覆蓋范圍比較廣泛,高達(dá)50km。盡管這樣,這一技術(shù)還是具有一定缺陷,不能有效實現(xiàn)高速移動的無縫切換,還存在一定的盲區(qū),并且應(yīng)用很少,技術(shù)還需要進(jìn)一步升級和優(yōu)化。
3.4LTE無線傳輸技術(shù)
3G標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過演變形成了LTE無線傳輸技術(shù),這是3G與4G技術(shù)的過渡,是3.9G的全球標(biāo)準(zhǔn),這種技術(shù)改進(jìn)和增強(qiáng)了3G的空間接入技術(shù),采用OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。相比較與3G標(biāo)準(zhǔn),LTE的數(shù)據(jù)速率比較高,通過分組方式進(jìn)行信息傳送,覆蓋率較為廣泛以及向下兼容等方面的技術(shù)優(yōu)勢,是3G向4G演進(jìn)的主要技術(shù),LTE無線傳輸技術(shù)在靈活分配頻譜,系統(tǒng)容量以及覆蓋等方面有著非常重要的優(yōu)勢,采用2X2MIMO進(jìn)行傳輸,能夠很大程度增加速率,許多運營商都一致支持使用LTE無線傳輸技術(shù),且此傳輸技術(shù)會在未來的5G商用化的廣泛應(yīng)用上做到業(yè)務(wù)過渡。
4無線通信系統(tǒng)在城市軌道交通中的運用
4.1專用無線通信和公安無線通信
(1)專用無線通信系統(tǒng)采用800MHz頻段的TETRA數(shù)字集群調(diào)度系統(tǒng),主要用于主用控制中心、備用控制中心調(diào)度員通過調(diào)度臺向車站固定用戶(值班員)、移動用戶(運行列車司機(jī)、維修人員)直接下達(dá)調(diào)度命令,實現(xiàn)統(tǒng)一指揮的重要無線通信工具,為行車安全、提高運輸效率和管理水平提供了重要保證;同時,當(dāng)軌道交通運營出現(xiàn)異常情況和有線通信出現(xiàn)故障時,亦能迅速提供防災(zāi)救援和事故處理等指揮所需要的通信手段。(2)公安無線通信系統(tǒng)采用350MHz頻段無線集群系統(tǒng),接入公安系統(tǒng)中,為地鐵內(nèi)執(zhí)勤民警之間、執(zhí)勤民警與派出所之間、執(zhí)勤民警與市公安局公交總隊之間提供正常無線通話,為各種突發(fā)事件或大型活動提供安全保衛(wèi)服務(wù),滿足現(xiàn)場指揮的調(diào)度通信以及地面多警種在軌道交通內(nèi)的通信。
4.2乘客信息
乘客信息系統(tǒng)是以計算機(jī)系統(tǒng)為核心,有線與無線技術(shù)相結(jié)合,以車站和列車車載顯示終端為媒介向乘客提供信息服務(wù),同時將列車內(nèi)的信息回傳給系統(tǒng)。當(dāng)前在城市軌道交通中乘客信息系統(tǒng)利用無線局域網(wǎng),實現(xiàn)地面的視頻信息傳送至列車上,經(jīng)車載播控設(shè)備解碼后進(jìn)行實時播放,列車上的視頻信息通過無線傳輸通道傳送至控制中心供相關(guān)人員調(diào)用,同時還可將控制中心的緊急信息發(fā)送至車輛,能夠使運營人員及時掌握車輛信息和發(fā)布緊急信息。但是在實際應(yīng)用中,受到無線局域網(wǎng)在動態(tài)情況下丟包率高、容易受干擾等原因,在軌道交通中逐步采用LTE技術(shù),極大的提高城市軌道交通運行的效率。
4.3辦公自動化
辦公自動化系統(tǒng)主要為運營單位接管后的日常運作(日常辦公、信息發(fā)布、網(wǎng)上論壇等)和企業(yè)管理(設(shè)備維護(hù)管理、企業(yè)資源計劃、企業(yè)資產(chǎn)管理)而建的信息交流、管理平臺。辦公自動化系統(tǒng)由有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)兩部分組成,無線網(wǎng)絡(luò)采用無線AP(無線接入點)通過屏蔽電纜與交換機(jī)連接,實現(xiàn)地鐵內(nèi)大面積的網(wǎng)絡(luò)覆蓋,專門為運營人員使用,為地鐵運營提供便利的辦公條件。
結(jié)束語
現(xiàn)如今我國城市化進(jìn)程正在不斷推進(jìn),中國已經(jīng)成為全世界列車線路最長的國家之一,中國的列車軌道交通建設(shè)也將成為重要的發(fā)展領(lǐng)域。時代的發(fā)展創(chuàng)新引領(lǐng)著新的技術(shù)水平,無線通信技術(shù)要不斷的更新?lián)Q代努力提升軌道交通的安全運行,為人們的出行提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
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