淺談現(xiàn)代城市軌道交通無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與應(yīng)用

陳銀華

摘要：本文介紹了無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在現(xiàn)代城市軌道交通中的應(yīng)用，分析了無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用，探索了這些技術(shù)在現(xiàn)代城市軌道交通中的應(yīng)用，希望對(duì)促進(jìn)城市軌道交通的發(fā)展發(fā)揮作用。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代城市;軌道交通;無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)

引言

為了提高軌道交通的安全性，軌道交通在運(yùn)行過(guò)程中需要與地面保持通信聯(lián)系，所以無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在城市軌道交通的應(yīng)用是非常重要的，利用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，建立完善的軌道交通系統(tǒng)，人們可以充分掌握乘客信息。在城市軌道交通無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中包括了生產(chǎn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路，公安無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路，運(yùn)營(yíng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及乘客無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)主要有車(chē)載CCTV，信號(hào)系統(tǒng)CBTC及通信PIS等。無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用影響著其運(yùn)行時(shí)的安全與穩(wěn)定性，如果發(fā)生故障而停運(yùn)，會(huì)同時(shí)影響乘客的出行及周邊交通，所以無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的重要性就顯而易見(jiàn)，該技術(shù)一方面保障著軌道交通信號(hào)系統(tǒng)更好的發(fā)揮作用，一方面保障乘客的正常出行。

1現(xiàn)代城市軌道交通對(duì)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的基本要求

1.1列車(chē)控制系統(tǒng)

列車(chē)控制系統(tǒng)又稱(chēng)為CBTC系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的，也是目前軌道交通主要使用的制式，列車(chē)與地面進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中所需要的自動(dòng)控制和調(diào)度作用都是通過(guò)車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，該系統(tǒng)的功能主要用自動(dòng)監(jiān)控，自動(dòng)防護(hù)及自動(dòng)運(yùn)行，列車(chē)控制系統(tǒng)車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信具有連續(xù)和雙向的特點(diǎn)，對(duì)安全性具有嚴(yán)格要求，該無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中采用了雙環(huán)網(wǎng)亢余結(jié)構(gòu)，同時(shí)無(wú)線(xiàn)覆蓋是完全雙層覆蓋，從而保證了列車(chē)通信數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，也提高了相關(guān)數(shù)據(jù)的可靠性，如香港國(guó)際機(jī)場(chǎng)第三跑道系統(tǒng)工程新全自動(dòng)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)，系統(tǒng)為全自動(dòng)駕駛模式，存在多個(gè)場(chǎng)景，需要與多個(gè)外部系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合，因此列車(chē)控制系統(tǒng)性能是非常重要的。

1.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)就是利用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)將列車(chē)內(nèi)的監(jiān)控錄像傳輸?shù)娇刂浦行?，從而進(jìn)行集中監(jiān)控，提高了監(jiān)視工作效率，同時(shí)也可以傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中，列車(chē)與地面之間進(jìn)行視頻傳輸，更好的保障列車(chē)和乘客的安全，更好滿(mǎn)足軌道交通運(yùn)營(yíng)的需求。視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)多個(gè)路面進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，并且根據(jù)需要對(duì)相關(guān)錄像進(jìn)行存儲(chǔ)，車(chē)廂內(nèi)的圖像傳輸?shù)降孛鎸儆谏闲袠I(yè)務(wù)，圖像的壓縮格式影響著該業(yè)務(wù)的進(jìn)行，而下行業(yè)務(wù)只是進(jìn)行視頻控制，取決于監(jiān)控?cái)z像頭的數(shù)量和類(lèi)型，因此視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以靈活調(diào)整圖像壓縮格式，使車(chē)廂內(nèi)的情況更快，更好的傳輸?shù)降孛婵刂浦行摹?/p>

1.3乘客信息系統(tǒng)

乘客信息系統(tǒng)是可以在多個(gè)終端上顯示多個(gè)類(lèi)型信息源的信息，是一個(gè)多媒體咨詢(xún)發(fā)布，播放控制與管理的平臺(tái)，乘客通過(guò)該系統(tǒng)可以更加直接的了解到自己想要的信息，比如列車(chē)到達(dá)時(shí)間，出發(fā)時(shí)間。如上海3/4號(hào)線(xiàn)車(chē)載乘客信息系統(tǒng)由音頻信息系統(tǒng)、視頻信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成，該系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，是一個(gè)基于以太網(wǎng)通信的數(shù)字化系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)備之間采用數(shù)字化通信，客室音視頻同步、支持列車(chē)連掛救援、豐富美觀的LCD多媒體信息顯示;香港國(guó)際機(jī)場(chǎng)第三跑道系統(tǒng)工程新全自動(dòng)旅客捷運(yùn)系統(tǒng)支持自定義場(chǎng)景以及場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)，列車(chē)行車(chē)信號(hào)、攝像頭智能診斷信號(hào)、航站樓管理信號(hào)等，自動(dòng)進(jìn)行場(chǎng)景管理與觸發(fā)，從而識(shí)別用戶(hù)需求。

2現(xiàn)代城市無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與應(yīng)用

2.1 3/4G通信技術(shù)與應(yīng)用

3G通信技術(shù)是我國(guó)的第三代通信技術(shù)，4G通信技術(shù)是我國(guó)的第四代通信技術(shù)，4G比3G通信技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)。但是，兩者在城市軌道交通中通常同時(shí)存在。3G通信技術(shù)包括三種制式，并且需要在授權(quán)的頻段才可以進(jìn)行信息數(shù)據(jù)傳輸，它可以分析多種多媒體形式，如音樂(lè)，圖片及視頻，人們利用3G通信技術(shù)可以進(jìn)行多種活動(dòng)，包括瀏覽網(wǎng)頁(yè)，進(jìn)行電話(huà)會(huì)議，同時(shí)可以用于電子商務(wù)等，但是3G通信技術(shù)存在唯一的缺點(diǎn)就是傳輸速率比較慢，不能保證終端視頻的清晰度。4G通信技術(shù)是在第三代通信技術(shù)發(fā)展而來(lái)的，并結(jié)合了wlan技術(shù)，該技術(shù)包括兩種制式，同時(shí)也需要在授權(quán)的頻段上進(jìn)行，但是與3G通信技術(shù)相比來(lái)說(shuō)，它的頻段范圍更大，在功能也更加豐富，在音視頻及圖像的傳輸上速率更快，所適應(yīng)范圍更廣。在科技不斷發(fā)展過(guò)程中，5G通信技術(shù)也在處于發(fā)展時(shí)期，我們即將進(jìn)入5G時(shí)代，可以使無(wú)線(xiàn)傳輸速率更快，具備更好的傳輸性能，可以更好的滿(mǎn)足城市軌道交通無(wú)線(xiàn)信息傳輸需求。

3/4G通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用可以滿(mǎn)足人們對(duì)音樂(lè)，視頻及圖像等處理要求，可以隨時(shí)進(jìn)行瀏覽網(wǎng)頁(yè)，打電話(huà)等活動(dòng)，對(duì)人們的生活，學(xué)習(xí)及工作中具有重要作用。但是，我們了解到該技術(shù)在軌道交通中的普及程度不高，僅僅在列車(chē)停靠的站臺(tái)和站廳使用，當(dāng)人們處于隧道時(shí)就會(huì)出現(xiàn)信號(hào)不穩(wěn)定，人們可能無(wú)法進(jìn)行上網(wǎng)活動(dòng)，因此該技術(shù)是否應(yīng)用用城市軌道交通中是需要慎重決定，但是在科技不斷革新的情況下3，4G通信技術(shù)在城市軌道交通中越來(lái)越普及。

2.2 WLAN技術(shù)與應(yīng)用

目前在我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見(jiàn)wlan技術(shù)，其具備很好的靈活性和可靠性，也給數(shù)據(jù)傳輸帶來(lái)很多的便利，但是該技術(shù)常常使用的頻段是2.4ghz，造成了一定的干擾，所以在發(fā)展過(guò)程中，wifi的頻段由原來(lái)的頻段改為了5.8ghz，但是這兩個(gè)頻段是不能聯(lián)系到一起的，從而影響未來(lái)發(fā)展。為了更好的使wlan技術(shù)應(yīng)用在城市軌道交通中，設(shè)計(jì)了PIDC和CBTC系統(tǒng)，但是需要對(duì)地鐵進(jìn)行較大的改造，在實(shí)施上會(huì)有很多困難。另外一個(gè)重要的措施就是在技術(shù)上不斷改進(jìn)和革新。

2.3 ZigBee技術(shù)與應(yīng)用

ZigBee技術(shù)是一種無(wú)線(xiàn)短程網(wǎng)，消耗功能低的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，該技術(shù)主要在2.4MHz頻率下使用，與其他技術(shù)相比，該技術(shù)是不需要授權(quán)的。ZigBee技術(shù)在城市軌道系統(tǒng)中具有很大的應(yīng)用潛力，只要在每個(gè)被監(jiān)測(cè)的電池端安裝該技術(shù)模塊，通過(guò)組網(wǎng)，用終端模塊作為群組向監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳輸信息，ZigBee技術(shù)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，高的傳輸效率，可以傳輸較大的數(shù)據(jù)量，在傳輸工程上也更加安全，同時(shí)該技術(shù)在城市軌道交通系統(tǒng)中的所使用的成本也比較低，所以在城市軌道交通發(fā)展中，相關(guān)部門(mén)應(yīng)該創(chuàng)新ZigBee技術(shù)，更好的促進(jìn)城市軌道交通的發(fā)展。

2.4無(wú)線(xiàn)保真技術(shù)與應(yīng)用

無(wú)線(xiàn)保真技術(shù)是城市軌道交通中常見(jiàn)的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，也是非常重要的一部分，該技術(shù)在城市軌道交通的應(yīng)用可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中存在的隱患，如使用密碼保護(hù)，防護(hù)墻等措施，從而達(dá)到保障列車(chē)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性的目的。無(wú)線(xiàn)保真技術(shù)需要與W1LAN技術(shù)相互結(jié)合，目前該技術(shù)在城市軌道交通中應(yīng)用存在很多的阻礙因素，所以提高信息傳輸系統(tǒng)的可靠性，有助于提高無(wú)線(xiàn)保真技術(shù)在城市軌道交通中的有效性。

2.5無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)與應(yīng)用

關(guān)于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)在城市軌道交通中的應(yīng)用，包括了很多設(shè)備，如感應(yīng)器，檢測(cè)器及PLC等，共同組建了完整的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，這些電子設(shè)備的通信接口包括兩種型號(hào)，一種RS-232，一種是RS-485，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)與傳統(tǒng)的有線(xiàn)網(wǎng)路相比，其兼容性更高，數(shù)據(jù)處理與傳輸能力更強(qiáng)，并且施工更加簡(jiǎn)單，傳輸效率也有所提升?？偠灾?，無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的在城市軌道交通的應(yīng)用，使無(wú)線(xiàn)覆蓋面積更大，具有效率高的優(yōu)勢(shì)，極大的推動(dòng)了城市交通軌道的發(fā)展。

2.6數(shù)字集群技術(shù)與應(yīng)用

數(shù)字集群技術(shù)主要采用了多個(gè)類(lèi)型的數(shù)字技術(shù)，使軌道交通的整個(gè)系統(tǒng)成為一個(gè)更加具有規(guī)范的控制系統(tǒng)，并且可以及時(shí)處理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，數(shù)字集群技術(shù)在城市軌道交通技術(shù)中的應(yīng)用，對(duì)提高城市軌道交通系統(tǒng)的管理水平具有促進(jìn)作用，同時(shí)有助于避免系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中所存在的矛盾。

3結(jié)語(yǔ)

總而言之，利用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，更好的保障軌道交通的穩(wěn)定性和安全性，首先需要保證無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)是完全覆蓋和列車(chē)系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性，并進(jìn)行相互授權(quán)，從而保證列車(chē)系統(tǒng)信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。最后，在列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，在通信過(guò)程中要保證信息雙向傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。在科技不斷發(fā)展的過(guò)程中，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的種類(lèi)會(huì)更多，在現(xiàn)代城市軌道交通中的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越普及，因此加大對(duì)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的研究，完善軌道交通的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而推動(dòng)我國(guó)軌道交通事業(yè)的發(fā)展。