無線通信系統在城市軌道交通中的應用

摘 要：隨著城市化進程的不斷加快和城市人口數量的不斷增多，城市交通擁堵問題逐漸突顯，為滿足居民出行的需要，近年來城市加大軌道交通建設力度，而無線通信作為保證城市軌道交通運營安全的重要工具，更是受到廣泛關注，本文以無線通信系統在城市軌道交通中的應用為研究內容，對其應用的現狀以及一段時間內的發展進行探究，為推動城市軌道交通的發展作出努力。

【關鍵詞】無線通信系統 城市軌道交通 應用

城市軌道交通即以電能為動力，采用輪軌運輸方式的快速大運量的公共交通方式的總稱，如地鐵、輕軌、有軌電車等，城市軌道交通對緩解城市交通擁堵問題具有非常重要的作用，而無線通信系統作為發送設備、接收設備和傳輸媒體構成的系統形式，能夠利用電磁波傳送信息，將其應用于城市軌道交通中為其安全運營提供了可能。

1 無線通信系統在城市軌道交通中的應用現狀分析

雖然近年來出現了諸多新型無線通信，但現階段通信系統與城市軌道交通信號之間仍保持相對獨立的狀態，工作流程不受到彼此的影響，信息共享也存在一定的局限性，所應用的無線通信網絡并不相同，我國無線通信系統并未形成有機的整體，現階段無線通信技術主要包括3G、4G網、局域網、無線保真、數字集群、全球移動通信系統、碼分多址等。由于城市軌道交通的安全運營要求無線通信系統能夠保持獨立的狀態，并在專用的傳輸通道中完成數據、信息傳輸，在接入公網的情況下安全性、抗干擾性、傳輸速率也不會產生明顯的波動，所以現階段除對上述無線通信技術在城市軌道交通中的應用進行積極探究外，利用數字電視信號進行開發和實現，且接入操作便捷，容量非常大，滿足下行高速數據傳輸，對頻點的適應性較強，且對無線頻段干擾具有較強抵制性的數字視頻廣播無線通信技術，由于發展較為成熟，而且可以較好的滿足現階段城市軌道交通對數據傳輸的需要，現階段被廣泛的應用于城市軌道交通建設中。

2 無線通信系統在城市軌道交通中的應用發展分析

2.1 數字集群系統

此項技術是歐洲通信標準協會為滿足歐洲國家專業部門移動通信方面的實際需求而確立的開放性系統，其主要功能是在統一的技術平臺上完成多群組指揮調度、數字化全雙工移動電話服務、短數據或分組數據傳輸等，所以將其應用于城市軌道交通中，可以為控制中心或車輛段進行行車調度和車場調度提供有效的工具，為城市軌道交通各車站的值班人員、調度辦公室等工作場合比較固定的工作人員與軌道列車司機、維修部門、站務人員、公安部門等處于移動狀態的人員進行語音通信提供直接的途徑。

2.2 無線保真技術

此技術又被俗稱為Wi-Fi，其與藍牙技術都屬于短距離信息或數據傳輸工具，寬帶可針對無線保真技術受到的干擾和信號的強弱進行實時調整，在實際應用中受數據傳輸對網絡穩定性和可靠性的依賴影響，以及數據傳輸中可能涉及不同傳輸渠道設備的兼容，所以寬帶通常調整為1Mbs、2Mbs、5.5Mbs三種，無線保真技術的可靠性、信息傳輸速度、組網成本都較理想，在開放區域內無線保真技術的通訊距離可超過300米，封閉區域也能夠達到70米至120米，所以將其應用于城市軌道交通中對于網絡整合具有重要的意義。

2.3 3G、4G通信技術

3G通信技術的標準主要有聯通WCDMA、電信CDMA2000、移動TD-SCDMA三種，其在性能上既可以對音樂、視頻、圖像等多媒體形式進行處理，又可以高速的提供多樣的信息服務；而4G在3G的三項標準的基礎上加入統一的技術標準LTE，其通訊雙工模式即常見的FDD和TDD，實現終端設備與移動基站的通信，其視頻和圖像的傳輸質量相比3G更高，數據下載速度和上傳速度幾乎達到100Mbps和20-50Mbps，幾乎可以滿足任何無線服務的要求，將兩種通信技術應用于城市軌道交通中可以對信息、數據快速傳輸和下載提供技術支持。

2.4 無線局域網技術

此項技術的協議族以IEE802.11為基礎，頻點為5GHz，在室內和移動環境中都可以使用，傳輸速度在1至2Mb/s之間，現階段我國城市軌道交通基本都已無線局域網技術標準為主要依據，但在將無線局域網技術應用到城市軌道交通中應考慮到其實際容量是否充足的問題，例如將CCTV和專用電話等通信子系統應用于城市軌道交通中，其實際容量并不能夠滿足，所以要結合其他的技術進行使用。

2.5 微波存取全球互通技術

此項技術屬于無線寬帶接入技術，以多載波調制技術為主要支撐，所以對高速數據業務具有較理想的處理效果，而且其對頻譜資源的利用率較理想，傳輸距離可以達到幾十公里，所以將其應用于城市軌道交通建設中相比無線局域網，效果將更加理想。

2.6 TRainCom系統

此項技術又被稱為德力風根無線電通訊系統，其以城市有軌交通中的地鐵無線通信為服務對象，由于無線局域網技術在高速移動狀態中應用的效果相對不理想，在整合系統解決思路作用下，德國德力風根公司研發了此系統，其將信號和通信系統有機整合成一個系統，并將更多的功能融入到該系統中，此系統應用的全雙工數據傳輸模式使列車上傳和下傳有效分離，上下行傳輸的數據之間的影響得到有效地控制；另外，此系統具有全移動性，寬帶與列車的運行速度之間相互獨立，數據傳輸速度不會受到列車的行駛速度的直接影響，此特征在南京地鐵實測中已經得到驗證，其應用的防止多普勒頻移核擴散的調制模式和多徑接收機制有效的彌補了無線局域網在此方面存在的缺陷。

3 結論

通過上述分析可以發現，城市建設有軌交通是城市發展的必然選擇，而有軌交通的正常安全運營需要無線通信系統提供技術、信息支撐，所以對無線通信系統在城市軌道交通中的應用現狀及一段時間內的發展趨勢進行探究具有重要的現實意義。

參考文獻

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作者簡介

劉煒（1983-），女，湖北省隨州市人。2006年畢業于中國地質大學（北京）電子信息工程專業，獲得大學本科學歷及學士學位。現供職于廣東怡創科技股份有限公司。研究方向為TD-LTE通信原理以及優化。

作者單位

廣東怡創科技股份有限公司 廣東省廣州市 510665