智能通信系統(tǒng)在交通工程中的應(yīng)用淺析

王浩

（公誠(chéng)管理咨詢有限公司，天津 300000）

引言

隨著復(fù)工復(fù)產(chǎn)的推進(jìn)，各省各市在做好疫情防控的基礎(chǔ)上，通過著力打造夜間旅游經(jīng)濟(jì)帶，大力發(fā)展夜間出行活動(dòng)。在這樣的背景下，夜間的公共交通路線的定制則成為急需解決的問題。傳統(tǒng)方案大多利用經(jīng)驗(yàn)和人工的方式進(jìn)行分析和歸納，這種方式時(shí)效性比較差，且投入人力成本比較高，一旦外部情況發(fā)生變化，不能做出及時(shí)的調(diào)整。而通信信令數(shù)據(jù)中存在著當(dāng)前移動(dòng)設(shè)備使用者的身份信息、發(fā)生時(shí)間、地理位置，可以通過這些信息較為精確的定位該用戶的來(lái)去的動(dòng)向，為公共交通路線的定制提供有力的數(shù)據(jù)支撐。在互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的現(xiàn)在，數(shù)據(jù)的深層次的潛在價(jià)值和數(shù)據(jù)的時(shí)效性具有重要作用，大數(shù)據(jù)挖掘在這方面起到尤為關(guān)鍵的作用。將海量信令數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾分類，然后再通過聚類分析計(jì)算，將數(shù)據(jù)有規(guī)律的整理分類，便于接下來(lái)的其他應(yīng)用。

一、智能交通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

考慮網(wǎng)絡(luò)的冗余性和穩(wěn)定性、可靠性、安全性等多方面因素，智能交通交警大隊(duì)指揮中心到路口監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，全程采用管道保護(hù)，多條主干光纖從兩個(gè)方向進(jìn)入指揮中心機(jī)房。3/4G 無(wú)線通信采用APN 專網(wǎng)的方案，通過公安的無(wú)線統(tǒng)一接入平臺(tái)接入公安視頻網(wǎng)，只有合法用戶才能進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。中國(guó)聯(lián)通的WCDMA3G/LTE4G 無(wú)線傳輸網(wǎng)，同時(shí)支持3G及4G，能在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)的切換，面兼容各類設(shè)備應(yīng)用。

在網(wǎng)絡(luò)高速性方面，有線網(wǎng)絡(luò)采用裸纖的組網(wǎng)方式，根據(jù)需求，目前提供的有線傳輸為1000M 全雙工的以太網(wǎng)電接口，未來(lái)有需要，帶寬可以根據(jù)需求協(xié)商升級(jí)；無(wú)線傳輸方面，中國(guó)聯(lián)通的LTE 網(wǎng)絡(luò)4G 下行速率143.51Mbps，上行速率為47.78Mbps。為了配合部分區(qū)域的5G 物聯(lián)網(wǎng)超大鏈接和未來(lái)無(wú)人駕駛的升級(jí)改造，我們部分區(qū)域?qū)嶒?yàn)了5G 無(wú)線接入方式，但由于目前5G 模塊價(jià)格比較昂貴，應(yīng)用場(chǎng)景尚未全部鋪開，目前僅處于實(shí)驗(yàn)階段。在未來(lái)5G 時(shí)代，聯(lián)通5G 可以為用戶帶來(lái)超1Gpbs 的超高速體驗(yàn)，同時(shí)低功耗、大鏈接、全國(guó)產(chǎn)的技術(shù)安全優(yōu)勢(shì)也能為我國(guó)的交通信息化提升起到進(jìn)一步的提升作用。

光纖網(wǎng)絡(luò)采用骨干層、匯聚層、接入層的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，骨干層采用288、144 芯大對(duì)數(shù)光纜，匯聚層采用144、96 芯大對(duì)數(shù)光纜，接入光纜采用48 芯、12芯等相對(duì)較小的光纜。在匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)立光交接箱，負(fù)責(zé)接入層光纜的跳接；光纜在路口機(jī)箱、機(jī)房均熔接成端，采用尾纖跳接到連接的設(shè)備上。

二、智能通信系統(tǒng)在交通工程中的應(yīng)用要點(diǎn)

（一）鐵路通信系統(tǒng)應(yīng)用

5G 技術(shù)的典型場(chǎng)景特殊環(huán)境?；疖囌臼堑湫偷目土髅芗瘓?chǎng)所，采用室內(nèi)5G 組網(wǎng)分布覆蓋，可以滿足旅客超高清移動(dòng)視頻直播、視頻通話、視頻會(huì)議和視頻監(jiān)控等需求，同時(shí)也為5G 賦能智慧火車站提供了可能，進(jìn)一步提升鐵路系統(tǒng)以及火車站的管理效率和服務(wù)品質(zhì)。高鐵隧道。我國(guó)山區(qū)較多，隧道也較多，可采用特型天線，在短距離直線隧道前后采用天線進(jìn)行覆蓋。一般情況下，可以在隧道中與隧道口安裝特型天線進(jìn)行覆蓋，兩側(cè)不同區(qū)域覆蓋增加用戶信號(hào)。如隧道太長(zhǎng)，可考慮新型漏纜，每隔500m 設(shè)置設(shè)備洞室，安裝5G 的移動(dòng)基站設(shè)備BBU 和RRU。高鐵沿線。采用宏站覆蓋，盡量利用舊的4G 基站，配置高增益窄波束天線，讓覆蓋性能與信號(hào)的分布和銜接更好。

調(diào)度通信。5G 網(wǎng)絡(luò)滿足超高流量密度運(yùn)用，可達(dá)到每平方公里數(shù)十Tb/s 的流量密度，具備Gb/s 級(jí)的用戶體驗(yàn)速率，可以滿足列車無(wú)線列調(diào)區(qū)段內(nèi)的調(diào)度員、車站值班員和機(jī)車司機(jī)、車長(zhǎng)之間的無(wú)線通信。除了通過數(shù)字調(diào)度通信系統(tǒng)中的調(diào)度電話、專用電話、站間區(qū)間電話等傳統(tǒng)調(diào)度語(yǔ)音通信外，還可以進(jìn)行視頻通話等功能。由于具備完整的優(yōu)先級(jí)處理、質(zhì)量保證機(jī)制和集群調(diào)度功能，可用于控制中心調(diào)度與各站、段值班員、司機(jī)之間的單呼、組呼、全呼、強(qiáng)插、強(qiáng)拆等不同優(yōu)先級(jí)通話等調(diào)度通信業(yè)務(wù)。

（二）無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用在軌道交通通信、信號(hào)業(yè)務(wù)中的要點(diǎn)

為了能夠更好地發(fā)揮無(wú)線通信技術(shù)在軌道交通通信、信號(hào)業(yè)務(wù)中的作用，便可以采取以下的建議。首先該技術(shù)的應(yīng)用對(duì)地鐵帶寬的需求不高，但是，該技術(shù)對(duì)各項(xiàng)需求級(jí)別非常高的列車控制信號(hào)業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，為了保證信號(hào)的穩(wěn)定，盡量的選用單獨(dú)的車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是指LTE 技術(shù)，能夠在特殊頻率下進(jìn)行工作，從而保證工作的穩(wěn)定性。通過使用該車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不僅能夠保證整體的系統(tǒng)安全性，同時(shí)也能夠有效地處理信號(hào)，提高信號(hào)處理的速度。其次，在軌道交通業(yè)務(wù)當(dāng)中，視頻廣告以及車輛狀態(tài)信息等等都是一些帶寬需求非常大的業(yè)務(wù)，為了能夠滿足各項(xiàng)業(yè)務(wù)對(duì)于帶寬的需求，在具體建設(shè)的過程當(dāng)中，可以使用車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)承載的模式，通過使用車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)的模式能夠有效降低在建設(shè)的過程當(dāng)中所花費(fèi)的建設(shè)成本，同時(shí)在工作時(shí)也盡量使用工作頻率在5.8 赫茲的WLAN 技術(shù)。在建設(shè)車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)車載模式的時(shí)候，具體的建議如下：（1）控制中心需要配置單核心設(shè)備以及模塊設(shè)備，從而提高系統(tǒng)的安全管理的水平。（2）車站需要配致大量的獨(dú)立的太網(wǎng)交換機(jī)，通過設(shè)置太網(wǎng)交換機(jī)能夠更好地接入無(wú)線覆蓋設(shè)備。（3）在區(qū)間的旁邊應(yīng)該設(shè)相配套的MIMO 無(wú)線或者是AP 設(shè)備，從而借助該設(shè)備在區(qū)間軌組成一個(gè)無(wú)線覆蓋的網(wǎng)絡(luò)帖，第四，在車載設(shè)備的車頭或者車尾都需要配置一套MIMo 無(wú)線和AP 設(shè)備，在配置的過程當(dāng)中需要注意車頭以及車尾的兩套設(shè)備，盡量選用能夠同時(shí)進(jìn)入工作模式的設(shè)備，第五可以根據(jù)自己的實(shí)際需求選擇科學(xué)合理的無(wú)線頻段，在選擇無(wú)線頻段的時(shí)候，一般都會(huì)選用80mhz 和40mhz 的組網(wǎng)體系，從而有效滿足車載各種視頻廣告監(jiān)控以及運(yùn)營(yíng)信息對(duì)于帶寬的需求，加快信息的傳播以及傳輸。

（三）車?地?zé)o線通信關(guān)鍵技術(shù)

目前正在使用的CBTC 系統(tǒng)主要基于WLAN 技術(shù)，該技術(shù)采用IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，通過競(jìng)爭(zhēng)接入的方式使用2.4GHz 非授權(quán)頻段傳輸列車運(yùn)行狀態(tài)以及控制命令，具有開放、進(jìn)步、融合的技術(shù)發(fā)展路徑。WLAN 技術(shù)共用開放頻譜資源、方便認(rèn)證接入、支持移動(dòng)及寬帶接入等性能。其新標(biāo)準(zhǔn)融合了很多前沿技術(shù)，支持不斷提升的網(wǎng)絡(luò)帶寬。作為一種依靠車地間通信的列控系統(tǒng)，CBTC 不依賴于軌道電路，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的列車定位和雙向連續(xù)、高數(shù)據(jù)容量的車地通信。該系統(tǒng)中車載、地面的安全功能處理器實(shí)現(xiàn)的是一種連續(xù)自動(dòng)列車控制系統(tǒng)。基于WLAN 的CBTC 系統(tǒng)能夠同時(shí)承載列車運(yùn)行監(jiān)控、乘客信息、閉路視頻監(jiān)控等業(yè)務(wù)。然而，采用WLAN 技術(shù)的車地?zé)o線通信系統(tǒng)并不能滿足未來(lái)城軌發(fā)展的高行駛速度、廣覆蓋、資源優(yōu)先分配以及較強(qiáng)的抗干擾能力等需求?；谕ㄐ诺牧锌丶夹g(shù)會(huì)隨著通信系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行演變和更替。新興通信技術(shù)和列控技術(shù)的融合可以滿足城市軌道交通目前以及未來(lái)的發(fā)展需求，不斷推動(dòng)其向智能化、信息化發(fā)展。目前已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)的基于WLAN 的列控系統(tǒng)，其性能受非授權(quán)頻段干擾，列車緊急制動(dòng)事件時(shí)有發(fā)生。為了解決這一問題并提升CBTC 系統(tǒng)性能，城市軌道交通協(xié)會(huì)提出了一種利用專用授權(quán)頻段部署基于LTE-M 的解決方案。LTE 是基于正交頻分復(fù)用（ort hogonalfrequencydivisionmultiple，OFDM）的第四代移動(dòng)通信技術(shù)，該技術(shù)采用扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，依靠20MHz 的無(wú)線帶寬，支持下行100Mbit/s 以及上行50Mbit/s 的傳輸速率，在全球得到了廣泛應(yīng)用。此外LTE-M 系統(tǒng)有嚴(yán)格的服務(wù)質(zhì)量（qualityofservice，QoS）保障機(jī)制，針對(duì)系統(tǒng)不同業(yè)務(wù)選擇具有不同QoS 性能保障的數(shù)據(jù)鏈路并分別進(jìn)行任務(wù)承載，一定程度上能夠?yàn)槌丝吞峁┌踩煽康姆?wù)，提高鐵路網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的利用率。

結(jié)束語(yǔ)

“智能交通網(wǎng)”依托現(xiàn)有成熟的商用無(wú)線3/4G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立公安專用的移動(dòng)通信管道，構(gòu)筑數(shù)據(jù)、視頻安全傳輸?shù)暮诵膫鬏斖ǖ?，搭建一個(gè)全市統(tǒng)一的無(wú)線3/4G 網(wǎng)絡(luò)傳輸與應(yīng)用軟硬件平臺(tái)，使之成為智能交通數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)平臺(tái)，具有一定的推廣價(jià)值。智慧城市、平安工程是當(dāng)今社會(huì)的一大主流，該項(xiàng)目的建設(shè)為市民生命財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)，為公安智能道路智慧、遠(yuǎn)程遙控提供數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)保障。在此基礎(chǔ)上配置車載、單兵、指揮系統(tǒng)等更多NFC 無(wú)線設(shè)備，為用戶各警種開展實(shí)時(shí)指揮、應(yīng)急圖像傳輸、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法監(jiān)督等提供有力支持。