城市軌道交通無線通信系統設計研究

梁日雄

摘要：在我國的城市化進程加速之后，軌道交通在城市交通中發揮的作用越來越大。本文首先通過對城市軌道就城市無線通信系統進行了簡要介紹，并對系統的就解決方案和社會經濟效益進行了分析，最后對軌道交通各系統的功能需求進行了闡述。

關鍵詞：城市軌道交通：無線通信系統：設計

前言

在我國的大多數大中型城市，城軌可有效減輕城市交通的壓力，車地無線通信系統為提高軌道交通運輸效率起到了決定性的作用。在無線通信科技飛速發展的今天，城市軌道交通系統中將會融合多種無線通信技術發揮重要的作用。隨著系統建設復雜化，無線通信投資金額數目也會逐漸增加，各系統的資源共享受到影響。

1.目前城市軌道交通無線系統現狀

在城市軌道交通飛速發展的今天，城市軌道交通中的應用對無線系統的要求也隨著提高了。但是，因為技術和歷史多方面的原因，國內的城市軌道交通無線通信系統普遍規劃不佳。城市軌道交通的無線通信系統一般分為兩種，一種是無線通信系統，另一種就是公共無線通信系統。前者主要包括了這些系統：無線調度通信系統、公安無線、導乘信息及視頻監控車-地無線傳輸等系統。從現在的軌道交通對于通信的實際需求的角度來看，TETRA系統屬于第2代移動通信系統的技術，因為其帶寬不足，傳輸寬帶數據容量有限，難以實現移動電視、視頻監控等寬帶數據應用。有一些寬帶接入技術，比如wLAN技術，存在效率不高的缺陷，從而很難為用戶提供質量可靠的語音功能。目前，就實際需求來看，現有的寬帶接入技術發展成為一個完整通用的無線通信系統的難度是比較大的。因此，怎樣在穩定發展的基礎之上為城市軌道交通無線通信系統提供更高質量的寬帶數據業務成為下一個目標。

2.系統解決方案及其社會經濟效益

舊有的城市軌道交通通信建設中的無線調度通信、數字調度、公眾移動通信等都是相互獨立狀態的，其各自有各自的系統，容易出現重復建設而導致資源浪費的現象發生。在城市軌道交通中的新一代無線通信系統可建立一個將多種無線技術融合在一起的多通道綜合通信平臺，借助這個平臺，輔以IP技術和TETRA系統，可達到集群調度的目的。圖1華為城市軌道交通無線集群調度解決方案。

在最新的4G技術的支持下，為專業用戶提供的數據帶寬更寬，客戶體驗更好。除外，該無線通信系統實現的無線通信系統更加穩定和可靠，可為用戶帶來更大容量和更可靠的數據通信功能，甚至可以通過軌道交通看電視直播、緊急報警、視頻監控等功能，這樣就不僅可以滿足人們出現的娛樂需求，還能滿足人們的安全需要。該系統還能整合無線資源平臺，將頻譜效率提高，如此就能有效預防系統之間的干擾現象的發生。在工程建設方面，在新一代城市軌道交通通信系統的建設中，基站數量不必像以前那么多，漏纜重復建設率降低。不僅可以降低設備的投資金額，還能大幅度減少施工費用。

3.軌道交通各系統設計的功能需求

3.1專用無線調度系統

通過專用無線調度的使用，可對軌道交通固定用戶與移動用戶之間的數據信息和視頻信息等進行傳輸及交換。專用無線調度主要包括三大部分：行車調度、維修調度、環控調度等部分。如果TD-LTE小區產生并發10路無線通話，根據每路呼叫帶寬需要達到速度32 Kbit/s，10路并發可達320Kbit/s。與此同時，在同一個小區內配備視頻通話1-2路，傳輸帶寬升級為384Kbit/s。

3.2乘客信息系統

PIS車地無線通信的功能是由控制中心給運營車輛發送信息和視頻，為車輛通行提供服務。當列車處于正常運行狀態時，每列車可接收1路高清晰數字視頻信息，視頻編碼采用MPEG-2、MPEG-4或H.264格式，每路占用帶寬區間為[4，6]Mbit/s。

3.3列車視頻監視

列車視頻監視業務為上行車輛服務，把運營車輛將列車內實時視頻監控圖像傳輸至控制中心。當列車處于正常運行狀態時，軌道交通內的工作人員通過視頻監控設施對列車內的事實狀況進行監控，采集圖像。通常情況下，在每一節車廂內，可安裝兩臺攝像機。在列車的首部和尾部分別安裝一臺攝像機。6輛編組列車共14路視監視頻信息，控制中心根據需要可實時隨意調看其中2-4路圖像，每列車通過無線系統將圖像信息上傳至車站，再經主干網絡傳到控制中心。按每路視頻圖像占帶寬1.5 Mbit/s考慮，視頻業務需要6Mbit/s以上帶寬。

3.4信號系統

車地通信信號系統的車地通信不僅能為乘客提供安全保障，還能使列車實現高效率運轉。信號系統具有一些特征：安全性高、可靠性強、自動化程度較高等，車地通信一般采用CBTC業務，該系統使用的帶寬可達到100Kbit/s。

4.小結

城市軌道交通無線通信系統將語音、視頻等多業務融合在一起，當用戶需求不斷增加，專網通信由窄帶、獨立設置的無線通信向著各業務融合一體的寬帶無線通信網發展。在城市軌道交通車地無線平臺中，使用TD-LTE技術方案是一種比較靠譜的方案，可作為未來發展的參考。與此同時，為使軌道交通無線通信更加安全和可靠，TD-LTE技術方案需盡早進行專用無線頻段的申請，這樣才能更好地方便業務的實施和開展。