通信技術在城市軌道中的應用

劉藜

摘 要：隨著城市人口的急劇增加，城市交通交通運輸壓力也逐漸凸顯。越來越多的城市選擇軌道交通成為支撐人們出行的首選。而軌道交通由于它自身運輸量大、速度快等特性，形成龐大而完整的系統。在軌道交通系統中的關鍵即通信技術的應用，本文針對城市軌道交通通信技術發展難度大、速度慢的現狀，進行詳細探討。給出了城市軌道交通通信系統的總體結構，詳細設計了該系統的傳輸框架和通信接口。

關鍵詞：通信技術；SDH；MIMO

隨著我國國民經濟持續穩定向前發展，工業化進程加快，致使我國城市化速度不斷加速，城市規模急劇擴張，人口飛速增加。居民出行頻繁導致客運需求急劇增長。發展城市軌道交通不僅能有效改善城市的交通環境，而且還有助于城市建設和經濟的發展。為了保證建成后的軌道交通能安全、高效的運營，就必須建立可靠的、易擴充的、獨立的通信網，傳輸和處理軌道交通運營所需的各種信息。本論文重點結合最新通信技術的發展，詳細分析研究通信技術在城市軌道交通發展中的技術應用，以期從中能夠找到有效可靠的城市軌道交通中的通信技術應用方式，并以此和廣大同行分享。

一、城市軌道交通通信系統關鍵技術分析

1.通信系統傳輸框架設計

傳輸系統組成2SG的MSTP保護環路，將ZM業務與10M/100M業務的總線型或點對點的傳輸通道提供給各個車站與控制中心之間及各個車站之間。通過這幾種傳輸通道洛個子系統可以連接車站設備和中心設備將整個系統的功能進行充分發揮。利用遠端模塊與控制中心的中心交換機進行連接并進行交換使公務電話系統中的每個車站的模擬及數字電話互通功能進行有效實現在連接中心交換與市話后，就可以對公務電話外線業務加以實現。專用電話系統的應用目的就是由中心的各個調度臺向各站直接發出調度指令來實現控制中心和車站的語音調度通信功能。視頻監控系統可以將二級控制網絡在車站控制中心得以實現在對車站的某一路監控圖像發起調用時河以通過車站或控制中心公安控制中心的控制鍵盤來進行操作并將其向控制中心及車控室里的顯示屏進行有效傳遞。為對中心及車站實行二級控制可以采用廣播系統河以從廣播控制臺進行緊急廣播的發送，與此同時，為對車輛的運行信息進行充分掌握廣播系統還可以依據中心接收到的ATS指令對其列車行駛情況進行剖析，自動播放列車到站或離站的信息。

2.設計通信接口

通信傳輸系統作為軌道交通中必不可少的組成部分，信息傳輸系統需要滿足能夠充分掌握通信發展方向和為軌道交通安全性能保駕護航的兩大要求。基于軌道交通中的通信業務極為復雜多樣，通信接口作為通信傳輸系統中連接工具就顯得尤為重要。如何設計通信接口，將直接影響到通信傳輸系統的運行、軌道交通的安全等等方面。因此，為保證城市軌道交通良好運行的要求，要求隨時對通信技術進行更新處理。通訊傳輸系統最好的選擇是目前較為成熟的IPoverSDH，SDH傳輸系統具備諸多優點，比如穩定可靠、通訊靈活、適用性強，不過SDH對多點與單點之間傳送信息效果方面還是差強人意。為了彌補傳送效果差的問題，技術人員可以采用PI技術，利用PI技術的優點對此缺陷進行有效的彌補，綜合兩種技術實現技術互補，因為可以利用其它技術進行缺陷彌補，且技術本身又有著諸多優點，IPoverSDH技術已經逐漸成為城市軌道交通中通訊系統的首選技術方案。具體來說，SDH傳輸技術中的SDH傳輸網的基礎構成單位是一個一個的網絡單元，通過光纖、衛星信號或者微波進行信息的同步接受和傳輸，網絡單元的基礎功能就是能夠接受、傳輸、交換信息，通過各網絡單元形成傳輸網，達到傳送信息的目的，是一種可以進行網絡統一管理的信息傳輸網。SDH通訊技術以很好的完成科學管理城市軌道交通網絡的要求，除此之外還能夠完成動態網絡的維護工作、業務工作的實時監控等功能，有效提高網絡資源的有效利用率，最大化地滿足城市軌道交通中隊通訊傳輸的要求。由此可見，只有真正提供城市軌道交通中的通訊水平，利用先進性的通訊技術、通訊網絡，才能夠加倍做好通訊網絡傳輸系統，更好的服務于城市軌道交通運行，更好的服務城市市民的生產生活。在SDH技術的實踐應用過程中，利用此種技術可以滿足多種業務信息同時傳輸的要求，利用傳輸網、傳輸通道將各個車站、停車場的信息向其他站點或者控制中心傳輸，或者將控制中心的信息傳輸至各個車站、停車場，實現信息的及時傳送和轉接。

二、城市軌道交通下一代無線通信系統關鍵技術研究

下一代城市軌道交通無線網絡通信系統的實現，依賴于下列關鍵技術：大容量快速寬帶技術、數字語音集群通信技術、信道切換優化技術、集散式基站及載波復用聚合技術等。這些技術有著各自的特點和要求，而這些技術最終融合于正交頻分多址技術。正交頻分多址技術有時又稱為分離復頻變調技術具備高速率資料傳輸的能力，加上能有效對抗頻率選擇性衰減通道，每個用戶可以使用各自的載波，通過不同頻率正交方式來區別每個不同用戶。其基本思路是把一高速資料串行分割成數個低速資料串行，并將這數個低速串行同時調制在數個彼此相互正交載波上傳送。

三、多輸入多輸出（MIMO）技術

多輸入多輸出技術（MIMO）是一種新型的移動通信關鍵技術。這種技術可在不提升網絡負擔的情況下成倍的提高通信系統的帶寬容量和頻譜利用率。MIMO技術包括空間復用、空分多址、預編碼以及開環發射分集。MIMO技術將多徑無線信道與發射、接收視為一個整體進行優化，比較接近最優的空域時域聯合的分集和干擾對消處理。MIMO技術目前最基本的配置是采用下行雙發雙收的2×2天線配置和上行單發雙收的1×2天線配置，高端配置則是下行鏈路MIMO和天線分集支持四發四收的4×4天線配置或者四發雙收的4×2天線配置。當前MIMO技術已經廣泛的用在LTE等寬帶技術中，日趨成熟，在未來城市軌道交通的通信中也會起著巨大的作用。

四、結語

本文主要研究了城市軌道交通通信系統的設計與實現的相關問題，通過結合城市軌道交通通信工程的特點，對城市軌道交通通信系統進行了設計與實現，詳細探討了城市軌道交通通信系統的應用，對于進一步提高通信技術在城市軌道交通中的應用水平，以及提高我國城鐵運輸通信系統的規范化管理，都具有較好的實用價值和指導意義。