通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用

高皚瓊

（甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741025）

0 引 言

軌道交通包含了多種交通方式，如有軌電車、地鐵以及磁懸浮列車等，具有運量大、速度快等優(yōu)勢。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這些先進的交通方式不僅普及率相較以往有著明顯提升，而且已經(jīng)成為現(xiàn)階段衡量一個國家發(fā)展速度的重要因素。該類型交通方式的運用在有效緩解交通壓力的同時，也能夠滿足節(jié)能環(huán)保要求，符合現(xiàn)代社會發(fā)展趨勢。軌道交通在我國多個城市中均具有較高的普及率，覆蓋范圍極廣，凸顯出了其節(jié)能與解壓的重要應(yīng)用優(yōu)勢。其中所應(yīng)用的通信技術(shù)更是提高軌道交通整體安全系數(shù)的重要手段，為人們提供了便利且安全的出行條件。通信技術(shù)是重要的技術(shù)類型，因此深入分析其在軌道交通中的應(yīng)用步驟具有極為重要的現(xiàn)實意義。

1 城市軌道交通中通信技術(shù)的組成

通信在很多人的傳統(tǒng)思想認知中指的就是利用電話或其他工具完成信息傳遞。但城市軌道交通系統(tǒng)中所應(yīng)用的通信技術(shù)卻不是那么簡單，不僅包含了基礎(chǔ)的電話系統(tǒng)，還包含了對應(yīng)不同列車功能的廣播系統(tǒng)、通信電源、視頻系統(tǒng)以及無線子系統(tǒng)等，是軌道交通工具中多類型功能的實現(xiàn)前提。

電話系統(tǒng)在人們的日常生活中較為常見的，是簡單的信息傳遞體系。得益于多種先進的技術(shù)條件，軌道交通工具中所應(yīng)用的電話系統(tǒng)穩(wěn)定性極高。專用的無線子系統(tǒng)指的是在不借助任何通信光纜連接線的情況下，利用電磁波進行信息傳遞的一種方式[1]。傳輸系統(tǒng)是信號傳輸?shù)淖酉到y(tǒng)，起到了連接各個通信模塊的作用，能夠保證整個通信系統(tǒng)的正常運行。廣播系統(tǒng)是通信系統(tǒng)中的專用系統(tǒng)類型，為城市軌道交通質(zhì)量的進一步提升奠定了基礎(chǔ)，也是充分發(fā)揮應(yīng)急救援體系應(yīng)用效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。乘客信息是指在通信系統(tǒng)的輔助應(yīng)用下為乘客們在列車室、站臺或是站廳等提供所需信息的方式。通信電源則是列車中所有系統(tǒng)供電的核心部分。視頻與報警系統(tǒng)是指在攝像頭和多個傳感器的幫助下對城市軌道交通進行視頻監(jiān)控的系統(tǒng)，能夠?qū)]有遵循相關(guān)規(guī)定進行施工的工作人員或閑雜人等做報警處理。其中，多個系統(tǒng)包含文字、圖像以及語音等形式，可為城市軌道交通的運營安全性與穩(wěn)定性奠定堅實的基礎(chǔ)。

2 城市軌道交通中通信技術(shù)的多種應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 信息交互手段的完善

信息交互手段的完善與應(yīng)用可靠性是城市軌道交通中對通信技術(shù)的基本應(yīng)用要求，也是為城市軌道交通提供一系列安全且穩(wěn)定運行條件的核心技術(shù)。而想要實現(xiàn)有效的城市軌道交通目標(biāo)，就應(yīng)提高對系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)的重視，為系統(tǒng)設(shè)備和運營的相關(guān)人員提供具有可靠應(yīng)用特征的多類型交互途徑。系統(tǒng)設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)提高對子系統(tǒng)中存在安全隱患的重視，以保證接口故障發(fā)現(xiàn)的及時性，提高系統(tǒng)運行的有效性[2]。為更好地發(fā)揮系統(tǒng)的應(yīng)用效果，工作人員還應(yīng)重點關(guān)注系統(tǒng)擴展與維護環(huán)節(jié)，確保所應(yīng)用技術(shù)的先進性，為系統(tǒng)在多種應(yīng)用環(huán)境下的協(xié)調(diào)工作提供基礎(chǔ)條件。

2.2 子系統(tǒng)故障檢測與報警

通信系統(tǒng)中包含多類型的子系統(tǒng)，負責(zé)文字和圖像等信息的傳輸過程，與軌道交通工具是否能夠保持穩(wěn)定運行狀態(tài)有著極為密切的聯(lián)系。因此，為使系統(tǒng)能夠時刻處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)，保證子系統(tǒng)的使用效果，工作人員應(yīng)做好子系統(tǒng)的內(nèi)部功能及時檢測工作。這樣在問題產(chǎn)生后就能夠保證警報發(fā)出的及時性，為通信系統(tǒng)能夠穩(wěn)定且健康運行提供基礎(chǔ)條件[3]。實際的設(shè)計過程中，設(shè)計人員還應(yīng)使用更多的現(xiàn)代化管理手段，并聯(lián)系軌道交通系統(tǒng)的運行實際制定有效的通信系統(tǒng)故障應(yīng)急處理方案。由于部分城市采取了軌道交通分段開通的方式，因此設(shè)計人員應(yīng)與不同城市的軌道交通發(fā)展實際相結(jié)合才能構(gòu)建出具有多樣化功能的先進通信系統(tǒng)，從而為滿足不同環(huán)境下的軌道交通運營需求提供基礎(chǔ)條件[4]。

3 通信技術(shù)在城市軌道交通中的具體應(yīng)用

3.1 通信系統(tǒng)中的傳輸框架設(shè)計

通信系統(tǒng)中的傳輸系統(tǒng)框架設(shè)計，是城市軌道交通中的重要環(huán)節(jié)，起到了提供車站與控制中心信息傳輸通道的作用，為保證系統(tǒng)的整體性奠定了堅實的基礎(chǔ)。傳輸系統(tǒng)框架設(shè)計環(huán)節(jié)需要構(gòu)建獨立的傳輸系統(tǒng)，并應(yīng)聯(lián)系通信系統(tǒng)的實際應(yīng)用環(huán)節(jié)建立點與點以及點與面的專用通道。各個傳輸通道之間的相互連接組成了城市軌道交通的龐大信息網(wǎng)絡(luò)，為突顯其中的通信效果提供了完備條件[5]。電話系統(tǒng)包含了公務(wù)電話與專用電話兩部分。專用電話指的是控制中心與車站之間的語音調(diào)度通信系統(tǒng)，是接收與發(fā)布調(diào)度指示的重要部分。公務(wù)電話則是以遠端模塊為核心實現(xiàn)與控制中心交換機的交換，從而達到公務(wù)電話的互通目的，具有外線的應(yīng)用優(yōu)勢。控制中心所應(yīng)用時鐘系統(tǒng)為一級母鐘，而車站屬性為二級，想要保證正常交通則必須要將二者同步。控制中心在一級母鐘的指示下發(fā)出車站同步信號，并以此為基礎(chǔ)發(fā)出相應(yīng)指令，在保證軌道交通到達及時性的同時為乘客們提供準確的乘車信息[6]。視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)聯(lián)系控制中心與車站才能組合成二級控制網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)對車站的實時監(jiān)控。若有應(yīng)用需要，系統(tǒng)也可在控制中心的幫助下傳輸視頻資料。多個系統(tǒng)的共同應(yīng)用為交通運營效果的進一步提升奠定了基礎(chǔ)，是設(shè)計通信系統(tǒng)傳輸框架的重要意義。圖1為常見的部分通信框架設(shè)計圖。

3.2 SDH技術(shù)

圖1 通信框架設(shè)計

該技術(shù)形成的路由配置能力具有智能化的應(yīng)用特點，表現(xiàn)出了極強的監(jiān)控能力與維護效果。該類技術(shù)融入城市軌道交通能夠確保各類子系統(tǒng)的運用安全性與穩(wěn)定性，且由于其應(yīng)用優(yōu)勢使其成為了提高軌道交通信息傳輸效率的新式手段，為適應(yīng)靈活多變的軌道交通路線提供了完備條件。從實際的應(yīng)用情況來看，圖像信號的傳輸過程依舊存在一些問題，影響通信效果。為解決問題應(yīng)考慮聯(lián)合IP技術(shù)以彌補技術(shù)的單獨應(yīng)用缺陷，并應(yīng)突顯SDH網(wǎng)絡(luò)單元在組建的傳輸網(wǎng)絡(luò)中的重要應(yīng)用地位[7]。另外，還應(yīng)與光纖以及微波等共同聯(lián)合才可保證信息的同步應(yīng)用效果，并能夠在傳輸與交換等功能融為一體的背景下實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理與操作的統(tǒng)一，構(gòu)建強大的綜合信息網(wǎng)絡(luò)，為網(wǎng)絡(luò)的及時維護與管理提供多種便利條件。

3.3 IP技術(shù)

IP技術(shù)簡單來說就是具有數(shù)據(jù)包傳輸作用的技術(shù)類型，是凸顯廣域異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)優(yōu)勢的重要基礎(chǔ)。通過IP技術(shù)在城市軌道交通中的有效應(yīng)用能夠表現(xiàn)出多種技術(shù)便利條件。例如，可以以停車場作為信息采集節(jié)點，并聯(lián)合應(yīng)用以太網(wǎng)與SDH技術(shù)將不同站點實時產(chǎn)生的信息上傳到云端，以達到預(yù)期的網(wǎng)絡(luò)管理效果。IP技術(shù)同樣也是解決軌道交通通信系統(tǒng)信息傳輸業(yè)務(wù)的重要手段，能夠為數(shù)據(jù)和語音等提供多類型的選擇接口[8]。先進化與模塊化是通信系統(tǒng)應(yīng)遵循的設(shè)計理念，在這一背景下所構(gòu)建的通信系統(tǒng)，為后期有擴容需求時提供了更多的方便條件，是城市軌道交通運營與管理水平持續(xù)提升的重要基礎(chǔ)。圖2為數(shù)據(jù)信息節(jié)點應(yīng)用示意圖。

圖2 數(shù)據(jù)信息節(jié)點應(yīng)用示意圖

3.4 5G通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用

當(dāng)前5G技術(shù)依舊處于初期發(fā)展階段，雖然已經(jīng)通過建設(shè)多類型基站實現(xiàn)了多區(qū)域的信號覆蓋，但距離真正將其融入軌道交通且充分發(fā)揮其應(yīng)用效果依舊存在一定距離。想要實現(xiàn)5G通信技術(shù)的靈活運用，需要在確定的通信環(huán)境下安裝大規(guī)模的天線陣子單元，為系統(tǒng)提供完善的硬件保障。但需注意，若設(shè)備體積較大，將無法安裝在列車上，繼而影響列車部分區(qū)域的信號覆蓋。目前，我國主要應(yīng)用的是5G的毫米波段。該波段的實際應(yīng)用需要大量的低功耗設(shè)備的支持，需要對部分軌道交通網(wǎng)絡(luò)進行重新改造。由于目前我國的5G通信技術(shù)尚未處于成熟運用的狀態(tài)，再加上當(dāng)下國際尚未制定統(tǒng)一的技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準，無法提供完善的硬件支持，使得技術(shù)應(yīng)用功能不夠穩(wěn)定，增大了信息泄露風(fēng)險，也不利于后續(xù)技術(shù)人員對設(shè)備進行檢修與日常維護。因此，5G通信技術(shù)若有軌道交通的運行需要，應(yīng)嚴格遵循循序漸進的基本技術(shù)應(yīng)用原則，應(yīng)將列車的安全運行作為基本要求。

4 結(jié) 論

城市軌道交通中通信技術(shù)具有多種應(yīng)用優(yōu)勢，是有效緩解我國交通壓力的重要技術(shù)類型，不僅滿足了時代的發(fā)展所需，更是貫徹落實節(jié)能環(huán)保措施的前提。通信技術(shù)隨著科學(xué)的不斷發(fā)展獲得了進一步更新與完善的機會，為我國經(jīng)濟與城市建設(shè)的持續(xù)性發(fā)展提供了完備的發(fā)展條件。