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现代城市轨道交通无线通信技术与应用裴小平

发表时间：2021/5/19 来源：《基层建设》2020年第35期作者：裴小平

[导读] 摘要：无线通信是利用电磁波信号可以在空间中自由传播的特性进行信息交换的一种通信方式，由于其传播不受通信电缆敷设的限制，近些年发展非常迅速、应用也非常广泛。

        杭州市地铁集团有限责任公司
        摘要：无线通信是利用电磁波信号可以在空间中自由传播的特性进行信息交换的一种通信方式，由于其传播不受通信电缆敷设的限制，近些年发展非常迅速、应用也非常广泛。城市轨道交通具有运量大、速度快的特点，近几年在全国各大城市进入了建设高潮，随着智能终端的应用普及，乘客对地铁系统的无线通信服务提出了越来越高的要求。
        关键词：城市；轨道交通；无线通讯技术
        城市轨道交通无线通信服务通常分为专用网络电台，公共电台（或民用无线），以及公共安全通信，随着无线通信技术的日益发展，传输带宽有所改善，实时信息处理能力以提高快速通信终端城市轨道交通无线通信技术得到了越来越广泛的应用。目前，城市轨道交通系统，包括无线通信技术的信号系统CBTC（基于通信的列车控制技术，无线通信），通信PIDS（乘客信息）系统，车载CCTV（闭路电视监控），手机电视等。
        1无线通信技术在轨道交通运营中的重要性
        伴随着城市轨道交通的不断变化和发展，无线通信技术也有了一定的广度和深度，并且发展越来越快，自动化轨道交通投入使用之后，管理和运作也有了多方面的变化，在城市交通当中被广泛的使用。除了地铁中使用无线通信技术之后，还有很多城市在商业方面也引入了无线通信技术，这成为信号还有乘客信息系统的使用重要系统。
        2城市轨道交通无线通信概述
        当前阶段，城市轨道交通无线通信主要是为了保证列车安全运行和提供乘客信息的作用，其专用的专网无线系统，功能强大、涵盖面广，能够保障轨道交通安全正常运营、实时调度及智能监控，主要系统包括车载CCTV（闭路电视监控）、移动电视、信号系统CBTC（基于无线通信的列车控制技术）、通信PIDS（乘客信息）系统等。公网无线系统主要由电信运营商向乘客提供移动电话通信及职能终端的网页浏览等业务，现阶段出于对城市轨道交通中专网无线通信的可靠性的考虑，公网无线系统的建设滞后，无法真正满足乘客日常需求。公安无线系统是城市轨道交通中较为独立的一套无线通信系统，是地面公安无线通信系统在地下车站和隧道区间的延伸，可实现警务人员地面与地下的移动通信，为警务人员在地下空间快速、有效地处理突发事件提供通信保障。
        3几种典型无线通信技术
        3.13G技术
        3G（第三代移动通信技术）有3种制式：TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000。国家工业和信息部已于2009年1月7日正式向3家移动运营商：中国移动、中国联通和中国电信发放了3G运营牌照。3G能够处理图像视频、音乐等多媒体形式，提供了网页浏览、会议电话、电子商务等多种信息服务。多媒体业务是3G数据业务的重点，其传输速率要求为高速移动时能够达到144kb/s，慢速移动时为384kb/s，静止状态为2Mb/s，其上行速率达到几十kb/s，但仍然不能满足车载CCTV、PIDS系统所需速率，同时3G属于公网应用范畴，因此不适用于城市轨道交通行业。
        3.2WLAN技术
        WLAN是一种比较便利的数据传输系统，主要是使用射频的技术，在电磁波方面能够取代旧方式的双绞铜线做成已有格局的区域网络，能够在空中进行多方面的通信连接，此种方式集合了众多的无线通信网络的全称。这项技术使用非常广泛的一项技术就是wifi技术，通信标准上呈现的是IEEE802.11的标准方式，其中也包含了IEEE802.1lb/g/n有多种协议族，在此基础上还需要对无线局域网允许的情况下进行局域网络环境的分析，可以不授权ISM视频中的2.4GHZ，或者5.8GHz，要在这两个波段中进行无线连接。

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在IEEE802.11b当中使用11kb/s的传输速率信号进行共享，在此频段当中也能够制作出将近2.4GHz，这个标准之下可以使用更为广泛性的wifi信号，支持两个波段的信号，也兼容协议族，其中一个最大的速率能够达到300-600Mb/s，也是在这些基础上发展起来的，同时支持两个波段，也兼容更多的协议族。在当前的轨道交通当中使用无线通信技术可以做好更为多方面和广泛的电视一定，使用这项标准技术恩能够给让工作的频率进行重叠，因此此项技术在轨道交通当中的使用还面临着更多的列车无线通信信号的相关问题，某地因为在地铁当中，乘客自带wiﬁ的终端信号就造成了列车的逼停事件。
        3.34G技术
        4G技术即第四代移动通信技术，该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式，也是工作在需授权的频段上，2013年12月4日下午，工业和信息化部向国内三大移动运营商发放了4G牌照，工作频率主要分布在1880MHz-1900MHz，2300MHz-2390MHz及2555MHz-2655MHz三个频段之间。在功能上，4G就是集3G与WLAN于一体得通信技术，能够更广范围内地、更高速率地传输高质量的音频、视频和图像等。4G技术主要采用正交多任务分频技术（OFDM），能够提供100Mbps以上的传输熟虑，比目前的家用宽带ADSL（4兆）还要快25倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。
        3.4WiFi技术
        WiFi技术即无线保真技术，该项技术和蓝牙技术存在一定的相似性，也属于短距无线通信技术的一种。如CBTC是给予802.11b无线网络规范发展而来的，频点约为2.4GHz，可实现的最高宽带为11Mb/s。但这时若存在一定的干扰或WiFi的信号强度变弱，CBTC的宽带就会降到5.2Mb/s和1Mb/s。WiFi技术具备一定的自动调整功能，可以使该项通信技术获得更高的稳定性及可靠性。并且，该项技术还具备较高的可兼容性，对于各种直接序列设备都可兼容。另外，WiFi通信技术速度较快且可靠性较高，因此，WiFi技术在开放区的通信距离可达到300m，而在封闭性开放区域的距离可达到120m。这样一来，WiFi技术与有限以太网进行的整合也会更加便捷，其组合产生的成本也会得到很大降低。
        4现代城市轨道交通无线通信技术与应用
        4.13G/4G技术在城市轨道交通当中的普及
        3G/4G技术能够满足更多关于音乐、视频还有图像等等多媒体的形式，在会议电话还有电子商务等等方面有诸多的服务需求，这样能够在人们的生活当中扮演非常关键和重要的角色，很多个城市当中对此项技术的使用以及普及不是非常高，一些地方将此项技术应用引入到站台以及站厅当中，如果列车一直行驶，到隧道之后，若是去浏览网页就非常不容易，有时候还不能连接到网络当中，因此这个问题成为当前轨道交通使用的阻碍。此种问题通过技术创新非常容易得到多方面的解决，这样在3G/4G普及的基础上会伴随着地铁的运行让旧线路的共有网络得到全面的实现。
        4.2WIFI在城市轨道交通当中的应用
        Wifi此项技术在组网当中灵活性的使用有着非常高的传输速率，也正是因为这个特点因此被广泛的被使用，也存在一定的阻碍性问题，主要是在移动电视还有信号系统当中，相关的乘客信息系统能够在2.4GHz频段带来诸多的干扰性要素，这一特点在城市轨道交通中被阻碍。某地的地铁一号线当中搭建了无线宽带传输的网络，这也是第一个能够对wifi部署充分实现功能的城市，能够让此项技术得到更为广泛性的使用，此地区也是开创了城市轨道交通使用wiﬁ的先河。
        5结语
        依据城市轨道交通未来发展趋势，无线通信技术也会朝高宽带、智能化以及多功能的方向发展。但是从我国城市轨道交通的实际情况来看，我国城市轨道交通无线通信技术发展必须以当前无线通信新技术为基础，兼容现有的通信平台，简化系统设备，节省资源，以最低的收获最高的效益。