有軌電車無線通信中LTE技術(shù)的應用

席林發(fā)

摘要：有軌電車是人們生活當中的一項重要交通工具，對于有軌電車交通來說，只有不斷的優(yōu)化有軌電車本身的系統(tǒng)，完善有軌電車進行承載運輸過程中的相關(guān)設(shè)備，才能夠保證乘客有更好的乘坐體驗。就目前來說針對于有軌電車相關(guān)的技術(shù)設(shè)備研究有很多，但是對有軌電車無線通信的研究卻相對來說比較?；诖?，本文就LTE技術(shù)在有軌電車無線通信中的應用進行研究。

關(guān)鍵詞：有軌電車；無線通信；LTE技術(shù)；應用

1、有軌電車無線通信以及LTE技術(shù)的簡述

（1）有軌電車無線通信簡述。隨著有軌電車的客運量的增加，有軌電車的安全性以及服務便民性得到社會各界的關(guān)注。有軌電車無線通信系統(tǒng)正是有軌電車正常運行的基礎(chǔ)，更是核心，有軌電車的管理，指揮以及便民服務都離不開無線通信，有軌電車無線通信為乘客的安全出行提供了強有力的保障。有軌電車無線通信系統(tǒng)在有軌電車出現(xiàn)突發(fā)異常和安全事故時能提供便捷的事故指揮，及時的解決突發(fā)事故。

（2）LTE技術(shù)的簡述。LTE是移動長期發(fā)展推送出來的產(chǎn)品，它具有高強度的抗干擾性，可以很好地支持文件的上傳以及下載峰值速度可達50Mb-100Mb，它可以充分利用通信通道的特點，提高信通信系統(tǒng)的性能，而且，LTE網(wǎng)絡的應用更加廣泛，能夠兼容當下通信系統(tǒng)解決不了的大數(shù)據(jù)傳輸問題，這對有軌電車技術(shù)的發(fā)展來說，具有遠大深遠的影響。

2、LTE技術(shù)的設(shè)計原則以及在有軌電車中的應用基礎(chǔ)

（1） LTE技術(shù)的設(shè)計原則。①可靠性原則。CBTC信號系統(tǒng)要求任何節(jié)點都是兩份，夠保證出現(xiàn)意外時，不受影響。②安全性原則。主要是能夠保證數(shù)據(jù)的安全，使其不受到攻擊。③實時性原則。能夠?qū)崟r對車輛進行控制，在數(shù)據(jù)的傳輸上也能夠做到實時。④高帶寬原則。在傳輸視頻時，要保證高清從而需要高帶寬。⑤環(huán)境適應性原則。對于無線的覆蓋，要充分考慮周邊的環(huán)境能夠滿足乘客的需求。（2）LTE技術(shù)在有軌電車中的應用基礎(chǔ)。①有軌電車中無線通信需要完成的任務：通過對車廂內(nèi)的監(jiān)控來提高列車運行的安全性；通過車載的PIS業(yè)務以及車內(nèi)的寬帶接入業(yè)務，提高乘客出行體驗；通過車內(nèi)的無線通信系統(tǒng)承載列車列控信息，做到對列車狀況的實時控制。根據(jù)以上三個方面的需求，對LTE技術(shù)與有軌電車需求做了匹配。②LTE技術(shù)與有軌電車需求的匹配度：LTE技術(shù)標準設(shè)計的目標為在寬帶的要求上，上下行寬帶要求擁有靈活的配置，必須支持常用頻率；降低系統(tǒng)延時，降低周邊干擾，增加小區(qū)覆蓋范圍；在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上，要變得簡單化；安全運營：要使用多級QoS算法；要使用專用的頻率，要擁有專業(yè)的抗干擾技術(shù)；要做到高移動性、遠距離覆蓋以及無縫切換。

3、LTE技術(shù)的需求及優(yōu)勢

（1）車載PIS系統(tǒng)。LTE技術(shù)可以為車載PIS系統(tǒng)提供快速清晰的視頻上傳功能，而且，能同時監(jiān)控車廂內(nèi)乘客的實時動態(tài)，及時的傳送動態(tài)圖像，處理突發(fā)事件以及為治安系統(tǒng)提供強有力的保障，還能及時迅速的接受到信號系統(tǒng)發(fā)出的信號，及時的播報站點實時動態(tài)，為人們的出行提供更好的便利。（2）乘客信息系統(tǒng)。LTE技術(shù)可以提升視頻信號傳輸質(zhì)量，縮短延時，向乘客提供例如新聞播報、體育賽事或綜藝節(jié)目類的娛樂信息，為乘客的碎片時間提供放松娛樂服務，同時在運營時間播放首末車服務時間、列車到站時間、管理公告等運營信息和政府公告，提高運營服務。（3）附加業(yè)務需求。這方面的需求主要是指為企業(yè)、單位等提供一些廣告投放的平臺，通過視頻傳輸平臺進行播放。為了增加廣告投放的效益和效果，有軌電車站可根據(jù)每日客流數(shù)據(jù)分析，對客流高峰期、平穩(wěn)期以及稀少時段進行掌握，制定廣告投放計劃，實現(xiàn)運營成本的減低。（4）網(wǎng)絡安全系統(tǒng)。LTE網(wǎng)絡可以安全的備份以及保存有軌電車運行數(shù)據(jù)，實際提供安全保障的原理是，應用雙層網(wǎng)絡和雙層冗余，對核心網(wǎng)的介入提供保證。另外，還應當同時采用雙頻和雙網(wǎng)對網(wǎng)絡信號進行覆蓋。這可以消除干擾，大大提高了網(wǎng)絡的安全性能。

4、有軌電車無線通信中LTE技術(shù)的綜合應用

（1）LTE的信道應用。LTE網(wǎng)絡需要完成CBTC+CCTV+PIS綜合承載，在進行承載工作準備的過程中，需要注意以下3個方面的問題：①A、B雙網(wǎng)冗余，雙網(wǎng)完全獨立，并行工作，互不影響。②A網(wǎng)承載雙向CBTC，上行CCTV，下行PIS，分配較大帶寬。③B網(wǎng)只承載雙向CBTC信息作為備份網(wǎng)絡；分配較小帶寬。（2）LTE的接收性能。在列車運行的過程中，信號的接收質(zhì)量會有一定的變化。經(jīng)過測試和分析，相同接收功率時，LTE技術(shù)可支持的列車速度明顯高于平均接收速度，LTE技術(shù)具有更高的靈敏度。除了要做好信號的接收工作之外，還需要做好GPS接收的設(shè)計工作，時鐘同步是系統(tǒng)設(shè)計的一個要點。（3）LTE技術(shù)的安全機制。有軌電車通信在進行LTE技術(shù)的應用時，要做好安全密鑰的生產(chǎn)與相互認證，以保證系統(tǒng)的安全性。安全密鑰的設(shè)置工作也是非常重要的一個部分。在之前的分析中，可以知道，LTE技術(shù)的傳輸效率以及工作性能都比Wi-Fi要高，可以更好地滿足CBTC的安全性要求。（4）LTE技術(shù)的時延?？傮w上來看，LTE技術(shù)的傳輸速度非?？欤敲磳τ跁r延方面的要求，也就不會太高。在當前的有軌電車使用情況下，一定要對時延指標進行嚴格的控制，以滿足網(wǎng)絡傳輸?shù)男?，以及信號接收的及時性，保證有軌電車無線通信的質(zhì)量，滿足有軌電車通信的要求。

5、LTE技術(shù)的應用前景以及發(fā)展

（1）擴大上行和下載速度。未來LTE技術(shù)要實現(xiàn)上行和下載速率擴大到二到四倍，因為LTE的數(shù)據(jù)傳送功能不會在越靠近中心信號點的時候速度更快，每個地區(qū)的速率都處于同一水平線，為了滿足現(xiàn)代化以及消費者更高的需求，LTE的傳輸下載速率要更快，儲存?zhèn)浞輸?shù)據(jù)的信息量要更高。（2）降低消費成本。在LTE技術(shù)還不完善的時期，可以采用LTE和4G網(wǎng)絡兼容的方式，LTE技術(shù)也是長期發(fā)展中一門過渡類型的技術(shù)，兩者兼容可以更好的降低無線網(wǎng)絡整體的一個升級消費費用，也降低了運營商對網(wǎng)絡維護的成本，為了更美好的LTE技術(shù)前景，這些都是必不可少的。

6、結(jié)束語

綜上所述，同當前各項通信技術(shù)相比，LTE技術(shù)具有高性價比，提供的業(yè)務較為廣泛，且服務較為優(yōu)質(zhì)，具有較好的擴展性。不僅可以提供語音、視頻及數(shù)據(jù)等業(yè)務，同時也為各類多媒體平臺提供了較好的播放通道，滿足有軌電車通信的各項需求。LTE技術(shù)符合無線通信的各項需求，未來必定會在有軌電車通信中占有重要地位，進一步完善有軌電車無線通信技術(shù)。

參考文獻：

[1]無線通信LTE技術(shù)的研究與應用[J].李愷.中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2018（14）.

[2]LTE有軌電車覆蓋解決方案研究[J].呂強，王萍萍.電信技術(shù).2016（04）.

[3]有軌電車通信傳輸系統(tǒng)的探討[J].趙克河.價值工程.2014（04）.

（作者單位：成都地鐵運營有限公司）