摘要:目前随着我国经济的发展与经济体制的改革,无线通信技术在城市轨道交通中得到了广泛的运用。占地面积少、运行速度快的轻轨与地铁让城市的交通压力进一步缓解,极大程度上便利了人们的出行方式。在城市轨道交通中,通信技术作为一门不断发展的技术,应用前景十分广泛。无线通信技术构成了城市轨道交通通信网中必不可缺的一环,在隧道空间中建立了无线通信系统,可以及时解决车地的传输需求,实现列车和地面的信息交互,提升轨道交通的安全性。城市轨道交通发展过程中,需要充分发挥无线通信技术的作用。因此本文对城市轨道交通中无线通信技术的应用进行了简要地分析同时对提高技术的运用提出了几点建议。
关键词:城市轨道交通;无线通信技术;应用措施
引言
在城市轨道交通中,信号系统和通信系统是地铁安全运行的重要保障,通信技术的发展和创新则成为轨道交通建设中的重要环节,在城市轨道交通发展中,城市轨道交通的无线通信技术是关系到地铁通信与远程控制的支柱性技术,也是确保列车安全运行的技术保障。同时通过无线通信技术,还可以让列车在高速运行中,乘客提供需要的导向信息或其它参考信息,方便广大乘客的出行。
1.城市轨道交通无线通信技术信息分类阐述
1.1无线集群调度信息
城市轨道信息交互的重要参数包括无线集群调度信息,调度信息是地铁列车和调度员进行沟通的基础,同时调度信息也关系到列车运行和轨道情况。在突发情况下各环节的应急处置时,调度信息的传达关系到列车的运行安全,利用无线通信的数据支撑,可以实现地铁平稳的运行,调度信息一般情况下多为语音信息。
1.2列车控制信息
当前地铁信号系统利用范围最广的就是CBTC(基于通信的列车自动控制系统),CBTC系统是一个安全的,具有高可靠性、高稳定性的基于无线的列车自动控制系统。由列车-地面间周期传递列车位置信息和地面-列车间传递移动授权来实现功能。
1.3多媒体信息
通过无线通信技术,利用列车车厢的液晶显示屏向乘客播报运营信息和公共媒体信息。在紧急情况下,本着运营信息优先使用的原则,可提供动态辅助性提示,疏导乘客和传递应急措施信息。多媒体信息为乘客乘车提供了便利,丰富了乘客的乘车体验。
2.轨道交通对于无线通信技术应用发展的具体要求
CBTC系统、PIS系统、CCTV系统和列车运行监视系统这四个系统是城市轨道交通通信与信号系统的基础。在列车高速行驶过程中,车对地无线通信传输系统必须确保高宽带、高稳定性、低时延,以此才能满足列车控制信息的可靠传输。在CBTC系统结构下,如何实现列车的高效安全控制有以下几点:第一,车对地无线网络覆盖范围必须全覆盖,单点故障不会影响信号系统的安全性;第二,基站与车载无线单元TAU的授权和关联,保证信息传递顺利;第三,在列车以120km/h运行时,车地要进行实时双向通信,由列车的车头和列车的车尾提供无线传输通道,要保证单网传输速率、单网信息丢包率、单网信息误码率、单网跨区切换时间等要素符合车对地列车系统的安全标准,信息数据通过有线与无线网络的时延应该在150ms以内。
3.城市轨道交通中无线通信技术的应用简要研究
城市轨道交通主要包括无线通信和有线通信,在现在的轨道交通通信中,无线通信得到了非常快速的发展,无线通信技术的运用成为切实可行的方式方法,现已实现抢险人员的实时通信,确保了突发情况下的应急处置效率,由此也奠定了无线通信技术的使用地位;而有线通信也是轨道交通十分重要的一环,能够保证信息传递的及时性与可靠性,提高事故处理的能力。可以说,无线通信与有线通信相辅相成,共同构成了轨道交通完整的通信网,但有线通信受现场设备设施制约较大,而无线通信则可作为有线通信的补充和延伸,尤其是在未来轨道交通物联网的架构中,各系统之间的连接不受地域的限制,各系统能够随时随地进行通信,将极大地增强轨道交通的运营服务水平。
3.1综合运用分析
目前,国内大部分轨道交通线路的专用无线通信系统采用800MHz频段的TETRA数字集群调度系统,主要用于主用控制中心、备用控制中心、列检库、信号楼调度员通过调度台向车站固定用户(值班员)、移动用户(运行列车司机、维修人员)下达调度命令,实现统一指挥的重要无线通信工具,为行车安全、提高运输效率和管理水平提供了重要保证。同时,当线路运营中出现异常情况时,亦能快速提供防灾救援和应急处置指挥所需的通信手段。
公安无线通信系统采用350MHz频段无线集群系统,接入公安系统中,为地铁内执勤民警之间、执勤民警与派出所之间、执勤民警与市公安局公交总队之间提供正常无线通话,为各种突发事件或大型活动提供安全保卫服务,满足现场指挥的调度通信以及地面多警种在轨道交通内的通信。
3.2乘客信息运用分析
乘客信息系统是以计算机系统为核心,有线与无线技术相结合,以车站和列车车载显示终端为媒介向乘客提供信息服务,同时将列车内的信息回传给系统。当前在城市轨道交通中乘客信息系统利用车地WLAN无线通信系统,将地面的视频信息传送至列车上,经车载播控设备解码后进行实时播放,列车上的视频信息通过无线传输通道传送至控制中心供相关人员调用,同时还可将控制中心的紧急信息发送至车辆,能够使运营人员及时掌握车辆信息和发布紧急信息。但是在实际应用中,受到无线局域网在列车高速运行情况下丢包率高、容易受干扰等原因,在轨道交通中逐步采用LTE技术取代WLAN技术,以此实现车地无线通信。
3.3办公自动化运用分析
办公自动化系统主要为运营单位接管后的日常运作(日常办公、信息发布、网上论坛等)和企业管理(设备维护管理、企业资源计划、企业资产管理)而建的信息交流、管理平台。办公自动化系统由有线网络和无线网络两部分组成,无线网络采用无线AP(无线接入点)通过屏蔽电缆与交换机连接,实现地铁内大面积的网络覆盖,专门为运营人员使用,为地铁运营提供便利的办公条件。
4.提高城市轨道交通无线通信功能应用途径
4.1提高信息传输能力
无线通信系统涉及到很多信息内容,如音频、视频信息等,系统瞬时信息传输需求比较大,需要利用大宽带,提高信息传输能力,才能满足城市轨道交通传输信息增长的需求。同时,考虑到无线通信的不同应用场景,在不同的条件下实现高可靠性,提高抗干扰能力,提高通信效率和质量是轨道交通无线通信应考虑的重点。
4.2发展趋势
在城市轨道交通线路中,与行车组织关联最为密切的无线通信当属车地无线通信及专用无线通信。车地无线通信与信号系统行车安全直接相关,目前国内轨道交通运营线路中,部分线路车地无线系统使用WLAN技术进行主备组网通信,确保车地通信正常。在通信技术不断发展的情况下,目前已有大量城市采用LTE技术进行车地无线通信,来解决WLAN技术面临的高时延、高丢包的问题,LTE技术在业务承载上能更好地支持宽带业务,满足日益增长的业务带宽需求。同时,可选择将车载视频、车载PIS、车载专用无线、列车状态信息、信号车载信息统一进行综合承载,以此最高效利用带宽资源。
结语
综上所述,为了缓解我国各大城市的交通压力和促进经济发展,城市轨道交通的建设势在必行,而无线通信在城市轨道交通中是必不可少的。因此我们需要不断研发无线传输技术,增强新的无线通信技术在轨道交通行业的应用,提高无线数据传输的效率,增强可靠性,满足城市轨道交通日益发展的需求。
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