軌道交通通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景研究

趙晶

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展和科技水平的不斷提升，城市居民對城市軌道交通運(yùn)輸?shù)膶?shí)際運(yùn)行效率和管理能力提出了更高要求，為切實(shí)滿足人們?nèi)粘Ｉ?、學(xué)習(xí)和工作的需要，國家和地方政府大力推動了城市交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的進(jìn)一步完善，城市軌道交通通信系統(tǒng)成為現(xiàn)代化城市交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要內(nèi)容。另一方面，城市軌道交通通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)屬于專用通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要組成部分，該系統(tǒng)的實(shí)際管理水平、運(yùn)行質(zhì)量和建設(shè)在一定程度上和城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸能力有著密切關(guān)聯(lián)。因此，在探究城市軌道交通通信系統(tǒng)發(fā)展情況的基礎(chǔ)上，對通信系統(tǒng)未來前景做一定的研究具有不容忽視的重要理論意義和現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

一、城市軌道交通發(fā)展概況

眾所周知，我國于1970年左右正式開始建設(shè)城市軌道交通系統(tǒng)，整個(gè)軌道交通系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)展過程主要經(jīng)歷了初始起步階段和后續(xù)探索階段。其中，初始起步階段主要是指當(dāng)我國建造北京地鐵一期工程這一重要的標(biāo)志性城市軌道交通工程時(shí)，相關(guān)工作人員從軌道交通系統(tǒng)工程藍(lán)圖、構(gòu)想、設(shè)計(jì)、施工甚至后續(xù)運(yùn)營的全部過程，前后共經(jīng)歷大約11年時(shí)間。該工程的成功建設(shè)和運(yùn)營不僅標(biāo)志著我國城市軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展正式起步，并在極大程度上鼓勵和直接推動了我國后續(xù)城市軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展。就我國城市軌道交通系統(tǒng)后續(xù)探索階段而言，在北京地鐵一期工程這一重要軌道交通工程完工后，隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展和科技實(shí)力的不斷增強(qiáng)，國民生活水平富足程度的提高使得越來越多民眾對我國城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)輸要求進(jìn)一步提高，我國城市軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)力度和發(fā)展力度持續(xù)加大。

二、軌道交通的通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與組成

（一）傳輸系統(tǒng)

傳輸系統(tǒng)是城市軌道交通系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)之一，在對城市交通軌道系統(tǒng)進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)及系統(tǒng)容量設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮到城市軌道交通的近期建設(shè)需求和遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)，盡可能地確保城市交通軌道系統(tǒng)容量可擴(kuò)展、功能可靠及系統(tǒng)構(gòu)建的靈活多變。一般情況下，為最大程度上滿足城市軌道交通系統(tǒng)關(guān)于城市軌道交通信號監(jiān)管、救災(zāi)及環(huán)境設(shè)備監(jiān)控等諸多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息傳遞的需要，傳輸系統(tǒng)大多采用光纖通信，以雙環(huán)邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以此最大程度上保證傳輸系統(tǒng)在整體系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)微小故障時(shí)仍具備一定程度的系統(tǒng)恢復(fù)能力，從而提高整個(gè)城市軌道交通系統(tǒng)的安全可靠性和運(yùn)行穩(wěn)定性。在此情況下，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和用戶的接口模塊是城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用戶接入通信系統(tǒng)的唯一途徑，系統(tǒng)也進(jìn)一步為網(wǎng)絡(luò)用戶提供了豐富的接口類型，滿足了多手段獲取信息、設(shè)備界面友好及系統(tǒng)功能強(qiáng)大等要求。

（二）電話系統(tǒng)

城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中的電話系統(tǒng)主要包括公務(wù)電話系統(tǒng)和專用電話系統(tǒng)兩大類型。公務(wù)電話系統(tǒng)是作為專線網(wǎng)絡(luò)為城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)構(gòu)建的，由遠(yuǎn)程交換控制、電話機(jī)及其他附屬設(shè)備組成，公務(wù)電話通信系統(tǒng)與公用電話網(wǎng)絡(luò)的連接方式相同，都是采用全自動呼入和呼出的方式，借助數(shù)字中繼電路進(jìn)行工作。該電話系統(tǒng)功能主要包括電話交換、電路釋放、數(shù)據(jù)傳真、電路選擇甚至是復(fù)原控制、號碼存儲及譯碼等。專用電話系統(tǒng)是城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)、設(shè)備維護(hù)及防震救護(hù)等諸多功能的重要組成，該系統(tǒng)主要由系統(tǒng)調(diào)度總機(jī)、調(diào)度臺和調(diào)度分機(jī)三大部分組成，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)進(jìn)行連接。在城市軌道交通通信系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用過程中，專用電話系統(tǒng)主要包括通信功能、會議功能和錄音功能等，它能最大程度上維護(hù)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（三）專用無線通信系統(tǒng)

無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是城市軌道交通通信系統(tǒng)的重要組成部分，是為進(jìn)一步控制城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中調(diào)度員、車輛和站點(diǎn)值班員等固定用戶和司機(jī)列車、公安防護(hù)移動用戶之間提供專用通信手段的工具系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用有線和無線相結(jié)合的傳輸方式，借助傳輸系統(tǒng)和車站、車輛基地及其他無限基站等連接，借助天線空間及聲波傳輸或漏纜輻射等多樣化手段與移動臺進(jìn)行通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行過程中行車調(diào)度、防災(zāi)救護(hù)、綜合運(yùn)營和檢修維修等諸多功能。

（四）乘客信息顯示系統(tǒng)

乘客信息系統(tǒng)主要由信息管理系統(tǒng)和乘客信息終端顯示兩大部分組成。在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)營過程中，乘客信息主要通過傳輸系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，而進(jìn)一步借助乘客信息系統(tǒng)在軌道交通的全線車站及車輛候車室內(nèi)設(shè)置的乘客信息顯示屏顯示城市軌道交通列車的實(shí)際發(fā)車時(shí)間、乘車須知、到點(diǎn)時(shí)間和時(shí)事新聞等諸多數(shù)據(jù)信息，并在城市軌道交通突發(fā)安全事故時(shí)，借助其聯(lián)動報(bào)警裝置，在終端乘客信息顯示屏上顯示相關(guān)報(bào)警信息，為城市軌道網(wǎng)絡(luò)交通系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)營奠定一定基礎(chǔ)。

三、軌道交通通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

（一）穩(wěn)定性

就我國現(xiàn)階段城市軌道交通通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀可知，隨著我國科技水平的不斷提升和軌道交通通信技術(shù)的不斷創(chuàng)新，軌道交通通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性必將成為未來一定時(shí)間內(nèi)城市規(guī)道交通通信系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)考慮的首要條件。城市軌道交通通信系統(tǒng)的安全性、可靠性、穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)合理性能在極大程度上增強(qiáng)城市軌道交通通信系統(tǒng)的監(jiān)管能力和調(diào)配能力，進(jìn)而降低城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際運(yùn)行過程中發(fā)生潛在安全事故的可能性，為滿足城市居民出行需求奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）構(gòu)建綜合傳輸系統(tǒng)

通常情況下，城市在構(gòu)建軌道交通通信系統(tǒng)時(shí)，不僅需要遵循未來一定時(shí)間內(nèi)該城市的發(fā)展規(guī)劃和城市道路設(shè)計(jì)，更應(yīng)該盡可能地考慮到城市軌道交通系統(tǒng)的實(shí)際穩(wěn)定性和安全可靠性，盡可能地利用較低的建造成本實(shí)現(xiàn)更多的功能。例如，在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可借助綜合監(jiān)控系統(tǒng)和AFC等各類型網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)對城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)進(jìn)行深入研究和一體化設(shè)計(jì)，盡可能地將各類型數(shù)據(jù)信息包含在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中，從而構(gòu)建穩(wěn)定高效及可控和可操作性強(qiáng)的綜合性城市交通軌道傳輸系統(tǒng)，為建設(shè)統(tǒng)一的整體性城市軌道交通信息網(wǎng)絡(luò)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

（三）集群無線通信系統(tǒng)

無線通信系統(tǒng)在經(jīng)過長時(shí)間的實(shí)踐和操作后，在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的監(jiān)管和指揮調(diào)度等方面都積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)，占據(jù)了較為明顯而絕對的優(yōu)勢。而在現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢和技術(shù)基礎(chǔ)的基礎(chǔ)上，對其無線通信系統(tǒng)進(jìn)行升級和融合設(shè)計(jì)，將融合后的集成性較強(qiáng)的無線通信系統(tǒng)納入更大范圍內(nèi)，能進(jìn)一步增強(qiáng)現(xiàn)階段城市軌道交通通信系統(tǒng)的實(shí)際傳輸能力。

（四）人性化服務(wù)

隨著現(xiàn)階段國民生活水平的穩(wěn)步提升和人們服務(wù)意識的不斷增強(qiáng)，人性化服務(wù)成為城市軌道交通系統(tǒng)發(fā)展的重要內(nèi)容。就現(xiàn)階段而言，開設(shè)了城市軌道交通系統(tǒng)的絕大部分城市實(shí)現(xiàn)了地鐵或輕軌區(qū)域內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，可借助乘客身份證識別、移動安全支付和移動安全檢測等諸多人性化的設(shè)施和手段，將城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的搭乘程序降到最少，借助各類型人性化服務(wù)措施提高乘客出行的實(shí)際效率和照顧乘客出行的具體感受，盡可能地降低城市居民出行的實(shí)際人工成本，更在極大程度上直接塑造了城市軌道交通系統(tǒng)的人性化、智能化和自動化形象。而隨著人們物質(zhì)生活水平的逐步提升，人性化的城市軌道交通系統(tǒng)將秉持著更全面、更便捷、更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)原則為軌道交通乘客提供更優(yōu)質(zhì)的人性化服務(wù)，在提升城市形象的同時(shí)，全面提升城市軌道交通系統(tǒng)的實(shí)際服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)效率。

四、結(jié)語

現(xiàn)代化的城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)涉及內(nèi)容較多、安全度和精確度要求較高的復(fù)雜大系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，而軌道交通通信系統(tǒng)作為支撐該網(wǎng)絡(luò)高效運(yùn)行和平穩(wěn)發(fā)展的最重要構(gòu)成部分，對整個(gè)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定和高效運(yùn)行起著不可忽視的決定性作用。因此，在實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市的軌道交通信息網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)代化建設(shè)及智能化發(fā)展的過程中，相關(guān)工作人員必須深入研究城市軌道交通通信系統(tǒng)在軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢，在把握未來發(fā)展方向的基礎(chǔ)上不斷突破現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展障礙，從而促進(jìn)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全高效和穩(wěn)定運(yùn)行。

作者單位：北京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通工程系