地鐵信號系統(tǒng)中LTE技術(shù)的應(yīng)用

紀(jì)勝祺

摘 要：現(xiàn)階段國內(nèi)地鐵工程建設(shè)規(guī)模不斷擴大，為從根本上提升地鐵管理水平，需將當(dāng)前管控重點放置在地鐵信號系統(tǒng)的不斷完善及優(yōu)化中，在信號系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用LTE技術(shù)，切實提升地鐵信號系統(tǒng)運行質(zhì)量與效率。本文就基于此，以LTE技術(shù)概念為切入點，提出LTE技術(shù)在地鐵信號系統(tǒng)中的應(yīng)用重要性，闡述LTE技術(shù)在地鐵信號系統(tǒng)優(yōu)化中的具體應(yīng)用要點，以供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵信號系統(tǒng);LTE技術(shù);實際應(yīng)用

0 前言

就目前來看，地鐵已經(jīng)成為城市居民出行的重要工具，為使地鐵信號系統(tǒng)能夠更好滿足列車運行管理要求，需要借助更加先進的LTE技術(shù)，進一步增強無線信號傳輸期間的精準(zhǔn)性，避免信號誤差造成較大安全事故。為充分發(fā)揮出LTE技術(shù)積極作用，相關(guān)管理部門還應(yīng)當(dāng)做好內(nèi)部成員專業(yè)技能培訓(xùn)工作，落實LTE管理機制，進一步增強地鐵信號系統(tǒng)運行期間的總體服務(wù)水平。

1 概述LTE技術(shù)

1.1 LTE技術(shù)概念

LTE技術(shù)又被稱之為長期演進技術(shù)，是當(dāng)前移動通信系統(tǒng)演進項目之一。LTE技術(shù)主要以無線空中接口新標(biāo)準(zhǔn)為定義，能夠輔助開展新型多媒體廣播業(yè)務(wù)工作。

現(xiàn)階段LTE技術(shù)內(nèi)部又融入了移動寬帶頻雙分工技術(shù)，具備更加顯著的4G通信技術(shù)特征。由于LTE系統(tǒng)在實際運行期間可滿足無線信號的混合自動重傳要求、自適應(yīng)調(diào)制編碼功能，可進一步提升信號傳輸期間的峰值速率，為相關(guān)用戶帶來更加良好的信息傳輸體驗。

1.2 LTE技術(shù)優(yōu)勢

與普通移動通信技術(shù)相比，LTE通信技術(shù)能夠更好抵御多種不良因素對信號傳輸全過程造成的干擾，保障信號系統(tǒng)無線傳輸服務(wù)水平[1]。借助LTE技術(shù)系統(tǒng)，也能夠更好開展信號檢測、控制工作，使信號傳輸期間的全過程均能夠得到實時跟蹤與監(jiān)控，從根本上提升監(jiān)測結(jié)果的全面性與精準(zhǔn)性。

不僅如此，LTE技術(shù)還配合使用了干擾抑制合并、丟碼重傳等機制，使信號系統(tǒng)傳輸效果始終處于可控狀態(tài)。LTE系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)元節(jié)點數(shù)量少，可以有效控制信號傳輸期間的延時性。LTE技術(shù)自身的移動接入性強，具有更高的切換及聯(lián)通成功率，使信號可以始終保持穩(wěn)定傳輸，進一步擴大信號傳輸覆蓋面。

WLAN技術(shù)在較為低速的環(huán)境中應(yīng)用情況較多，一旦地鐵列車運行的速度不斷加大，將會容易導(dǎo)致丟包率和切換失敗率加大。相應(yīng)的LTE技術(shù)在這方面依然能具備較好的應(yīng)用效果，這是因為其發(fā)揮了自動頻率校正技術(shù)作用，促進列車信號在高速的移動下依然保持著穩(wěn)定狀態(tài)。

2 LTE技術(shù)在地鐵信號系統(tǒng)中的應(yīng)用重要意義

地鐵信號系統(tǒng)主要采用了無線通信列車自動控制系統(tǒng)，通過無線局域網(wǎng)絡(luò)，對地鐵內(nèi)部設(shè)備運行期間的各項參數(shù)進行控制[2]。經(jīng)過實際調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前地鐵信號系統(tǒng)運行過程中，信號傳輸極易受到相同頻段的設(shè)備干擾，需要輔助安裝軌旁無線通信設(shè)備，難以切實保障地鐵列車高效運行。傳統(tǒng)移動通信技術(shù)由LTE技術(shù)替代，可以切實提升地鐵信號系統(tǒng)實際運行期間的無限抗信號干擾能力。由于LTE系統(tǒng)能夠使用專用頻段，有效控制了相同頻率干擾問題發(fā)生。

LTE技術(shù)在地鐵信號系統(tǒng)中的應(yīng)用重要意義還體現(xiàn)在LTE系統(tǒng)的可維護層面。傳統(tǒng)移動通信技術(shù)覆蓋地鐵信號距離較短，需要每隔200米就設(shè)置無線設(shè)備，后期運維工作難度更大。LTE系統(tǒng)網(wǎng)元數(shù)量較少，信號傳輸覆蓋面積大，軌旁設(shè)備可每隔1～1.2千米設(shè)置，其實節(jié)約了信號系統(tǒng)建設(shè)成本。

同時，LTE系統(tǒng)還具有更為顯著的應(yīng)用效果，通過切實發(fā)揮出自動頻率校正功能，可以使地鐵列車在高速移動的狀態(tài)下依然保持信號的穩(wěn)定可靠傳輸。由于LTE系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置了合理的優(yōu)先級，在傳輸信號過程中可以切實提升信息傳輸期間的及時性與有效性，使收集到的信息能夠在制定地鐵運維方案中發(fā)揮出重要的指導(dǎo)作用。

3 LTE技術(shù)在地鐵信號系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

為穩(wěn)定提升地鐵信號運行水平，延長地鐵信號系統(tǒng)全壽命周期，LTE技術(shù)已在地鐵信號系統(tǒng)內(nèi)得到了廣泛的推廣應(yīng)用。通過切實發(fā)揮出LTE技術(shù)應(yīng)用期間的各項優(yōu)勢，可進一步提升地鐵信號系統(tǒng)運行質(zhì)量及效率，實現(xiàn)地鐵列車運行全過程的安全管控目標(biāo)。與其他發(fā)達國家相比，我國LTE技術(shù)在地鐵信號系統(tǒng)中的應(yīng)用尚且處于前期推廣階段，需要在實際應(yīng)用期間收集LTE技術(shù)實施經(jīng)驗，不斷優(yōu)化LTE系統(tǒng)，穩(wěn)定增強地鐵列車內(nèi)部自動控制系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)水平。

3.1 地鐵信號系統(tǒng)內(nèi)LTE技術(shù)的應(yīng)用測試

在將LTE技術(shù)應(yīng)用在地鐵信號系統(tǒng)內(nèi)，需要對技術(shù)的實際應(yīng)用情況進行全面測試，分析地鐵技術(shù)應(yīng)用期間的各項要求及存在問題。注重搭建起功能完善的LTE技術(shù)應(yīng)用測試平臺，要求信號及通信廠商均能夠積極投入到模擬測試或工作中，評估當(dāng)前地鐵信號系統(tǒng)無線傳輸情況，制定出規(guī)范可行的LTE技術(shù)應(yīng)用機制。

明確地鐵信號系統(tǒng)內(nèi)列車自動控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)包、發(fā)送周期以及信道模型，配合使用信道仿真器，模擬出LTE技術(shù)實際應(yīng)用效果。建立城市軌道交通無線傳輸場景，通過存在場景中的漏纜信道衰落問題，設(shè)置連路衰耗情況，將地鐵信系統(tǒng)內(nèi)部LTE設(shè)施傳輸平臺設(shè)置在合理范圍之內(nèi)。

借助地鐵信號系統(tǒng)內(nèi)電子技術(shù)應(yīng)用測試結(jié)果，收集到LTE系統(tǒng)實際運行期間的關(guān)鍵主要數(shù)據(jù)，確保此些數(shù)據(jù)能夠直觀展現(xiàn)出LTE技術(shù)在地鐵信號系統(tǒng)中的應(yīng)用可行性，并將關(guān)鍵數(shù)據(jù)作為后期LTE系統(tǒng)優(yōu)化工作的重要依據(jù)。

3.2 LTE技術(shù)中心控制子系統(tǒng)在信號系統(tǒng)中的應(yīng)用

在實際應(yīng)用LTE技術(shù)期間，應(yīng)當(dāng)著重分析該技術(shù)內(nèi)部子系統(tǒng)的實際運行功能。LTE技術(shù)中心控制系統(tǒng)主要借助了LTE網(wǎng)管以及LTE核心網(wǎng)設(shè)備，使LTE系統(tǒng)能夠與列車自動控制業(yè)務(wù)系統(tǒng)保持良好的對接效果。在地鐵信號系統(tǒng)內(nèi)充分應(yīng)用LTE技術(shù)中心控制子系統(tǒng)功能，還能夠始終保持基站與控制中心的良好信號連接，確保地鐵信號具備更加良好的切換效果。

在LTE技術(shù)實際應(yīng)用過程中，中心控制子系統(tǒng)肩負起信號傳輸進口及出口控制的重要職責(zé)，配合地鐵信號系統(tǒng)開展通信業(yè)務(wù)活動，為LTE網(wǎng)絡(luò)提供更加良好的數(shù)據(jù)傳輸通道。為充分發(fā)揮出中心控制子系統(tǒng)的積極作用，還需要依照地鐵信號系統(tǒng)實際運行要求，建立起專項數(shù)據(jù)傳輸通道，確保不同種類的數(shù)據(jù)信息均能夠得到更加高效的整合。

3.3 LTE技術(shù)基站覆蓋子系統(tǒng)在信號系統(tǒng)中的應(yīng)用

在LTE技術(shù)內(nèi)部基站覆蓋子系統(tǒng)內(nèi)，主要包括無線系統(tǒng)、車站交換系統(tǒng)、LTE基站等結(jié)構(gòu)。在LTE基站設(shè)備內(nèi)部采用了雙網(wǎng)形式的冗余設(shè)計方式，不同網(wǎng)絡(luò)基站處于獨立狀態(tài)，在實際供電以及光纜通路期間的穩(wěn)定性較強，能夠有效控制單點故障信號。

將LTE骨干網(wǎng)絡(luò)交換機設(shè)置在地鐵線路設(shè)備的集中站內(nèi)，也可以使數(shù)據(jù)傳輸保持高度同步，確保LTE基站與核心網(wǎng)數(shù)據(jù)能夠遠程控制目標(biāo)。為增強LTE技術(shù)實際應(yīng)用水平，還應(yīng)當(dāng)有效控制LTE基站覆蓋距離、發(fā)射功率以及無線頻段等，對基站覆蓋及基站總體布置距離進行合理管控。結(jié)合地鐵信號系統(tǒng)實際運行要求，選擇適宜的通信傳輸介質(zhì)如無線天線、波紋管等，確保地鐵信號系統(tǒng)建設(shè)與實際運行水平能夠滿足預(yù)期設(shè)計目標(biāo)。

4 總結(jié)

總而言之，通過在地鐵信號系統(tǒng)內(nèi)高效應(yīng)用LTE技術(shù)，能夠從根本上提升信號系統(tǒng)實際運行期間的抗干擾性能，使無線電信號能夠全面、精準(zhǔn)傳輸。與傳統(tǒng)信號系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)相比，LTE技術(shù)信號傳輸效率更高，可為地鐵運營全過程的管理工作提供重要參考依據(jù)，對促進地鐵建設(shè)行業(yè)長效穩(wěn)定發(fā)展意義重大。

參考文獻：

[1]趙紅，田昊，陳新.地鐵信號、PIS、CCTV、公眾WIFI網(wǎng)絡(luò)融合地探討[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2019（5）：39-42.

[2]李強，賀燎燎.基于LTE的車地?zé)o線通信技術(shù)在地鐵信號系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機與配件，2019（16）：240-242.