地鐵通信系統(tǒng)中新技術(shù)的應(yīng)用研究

朱紅軍

摘要：在地鐵建設(shè)中，通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，涵蓋眾多子系統(tǒng)。本文主要分析了相關(guān)新技術(shù)在地鐵通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，旨在促進(jìn)地鐵行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新技術(shù);地鐵;通信系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TN915.02 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）11-0030-02

現(xiàn)階段，在全國(guó)一些大城市中，地鐵已然成為其主要的交通方式。地鐵通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)代化和傳輸語音、圖像、多媒體、數(shù)據(jù)以及文字等相關(guān)信息需求的滿足，從而確保地鐵高效運(yùn)輸和安全運(yùn)行，同時(shí)主要為傳輸系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票、廣播和閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、時(shí)鐘與同步系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、防災(zāi)報(bào)警等子系統(tǒng)提供可靠的通信網(wǎng)。地鐵通信系統(tǒng)雖然經(jīng)過不斷建設(shè)和完善，但地鐵在城市的實(shí)際運(yùn)行中還有很多問題需要解決，下面主要對(duì)通信系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 地鐵通信系統(tǒng)中傳輸子系統(tǒng)的新技術(shù)應(yīng)用

開放式傳輸網(wǎng)（OTN）是一種靈活和支持多協(xié)議的開放式網(wǎng)絡(luò)。究其根本，OTN技術(shù)是繼承和結(jié)合了已有的SDH和WDM兩種傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，而且擴(kuò)展了與業(yè)務(wù)傳送需求相適應(yīng)的組網(wǎng)功能。它根據(jù)語音、數(shù)據(jù)、LAN以及視頻等業(yè)務(wù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了接口卡，從而使符合這些標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備可以通過OTN結(jié)點(diǎn)機(jī)實(shí)現(xiàn)直接互連。若能直接接入普通電話機(jī)、數(shù)據(jù)終端設(shè)備、影像設(shè)備，還可與交換機(jī)用戶電路或2Mb/s的E1口連接。另外，它還提供帶寬達(dá)15kHz的音頻接口，在網(wǎng)絡(luò)方面，支持10M/100M以太網(wǎng)的接入。鑒于OTN的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)一卡到位，其對(duì)于專用通信網(wǎng)的傳輸較為合適。OTN網(wǎng)采用雙光纖環(huán)路結(jié)構(gòu)，不僅可靠性高，同時(shí)自愈能力也很強(qiáng)。雖然OTN技術(shù)作為一種新型傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，然而并不是完美無瑕的。其中美中不足的是其無法支持2.5Gbit/s以下顆粒業(yè)務(wù)的映射和調(diào)度。這最終導(dǎo)致OTN組網(wǎng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)一系列問題：包括業(yè)務(wù)透明度不夠，以及傳送顆粒速率不匹配等等。對(duì)于當(dāng)前OTN所面臨的這些缺陷，相關(guān)組織已經(jīng)在共同探討，并結(jié)合OTN的特性開發(fā)出相應(yīng)的產(chǎn)品，將這些問題予以有效解決，隨著時(shí)間的推移，這些產(chǎn)品將會(huì)被投入到專用通信網(wǎng)方面[1]。

2 地鐵通信系統(tǒng)中時(shí)鐘子系統(tǒng)的新技術(shù)應(yīng)用

據(jù)相關(guān)調(diào)查得知，當(dāng)前新技術(shù)時(shí)鐘子系統(tǒng)正逐步被地鐵通信系統(tǒng)所推廣及應(yīng)用。地鐵時(shí)鐘子系統(tǒng)的主要組成部分包括：傳輸通道、中心設(shè)備、車站2級(jí)母鐘和子鐘等部分。與此同時(shí)，其中心設(shè)備主要由中心傳輸接口、監(jiān)控系統(tǒng)以及中心母鐘控制系統(tǒng)等組成;然后中心母鐘控制系統(tǒng)主要有四大模塊，包括：GPS校準(zhǔn)模塊、切換模塊、工作時(shí)鐘模塊以及CCTV校準(zhǔn)模塊等。地鐵通信系統(tǒng)中的時(shí)鐘子系統(tǒng)則主要具備四大功能：中心1級(jí)母鐘顯示驅(qū)動(dòng)功能、2級(jí)母鐘顯示驅(qū)動(dòng)功能、子鐘顯示功能以及同步校時(shí)功能。

2.1 先進(jìn)的系統(tǒng)擴(kuò)展性

為了使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更佳的穩(wěn)定性、可靠性和先進(jìn)性，應(yīng)將中心母鐘的電路設(shè)置接入到其它校時(shí)擴(kuò)展接口處，中心母鐘在通過中心接口時(shí)，會(huì)向其他設(shè)備系統(tǒng)以及2級(jí)母鐘發(fā)出校時(shí)的信號(hào)，隨時(shí)可以調(diào)整和更換接口的類型和數(shù)量，假如要增加新的類型的接口，則增加相應(yīng)的中心編碼模塊即可，而且也不會(huì)影響到設(shè)備的其他功能單元。通常來說，只要采用主備兩路的，基本上可以確保系統(tǒng)的可靠性，當(dāng)然這個(gè)是以2級(jí)母鐘和中心母鐘間的傳輸通道具備充足的資源為前提的。

2.2 指針分控技術(shù)

指針式子鐘三個(gè)指針分控，作為最新的一種指針分控技術(shù)，其所具備的優(yōu)點(diǎn)非常顯著，比如：絕對(duì)相同的電接口與數(shù)顯式子鐘，在上電之后，其不僅可以自動(dòng)完成校準(zhǔn)工作，同時(shí)其自動(dòng)校準(zhǔn)工作的速度也是非常快的;此外，在安裝和使用時(shí)，其不會(huì)存在諸如傳統(tǒng)指針的鐘表般的束縛，也不會(huì)產(chǎn)生追視現(xiàn)象等等。

3 地鐵通信系統(tǒng)中乘客信息系統(tǒng)的新技術(shù)應(yīng)用

乘客信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱PIS，是依托多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為核心，通過設(shè)置在站臺(tái)、列車客室、站廳的顯示終端，乘客可以實(shí)時(shí)關(guān)注多媒體綜合信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)列車運(yùn)營(yíng)信息和公共媒體信息的動(dòng)態(tài)了解;是地鐵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以人為本、提高服務(wù)質(zhì)量的重要保證，可以加快各種信息有效傳遞，包括：乘客行車、交通信息、地鐵公益廣告、安防反恐等等，該系統(tǒng)不僅擴(kuò)大了地鐵對(duì)旅客服務(wù)范圍，而且提高了地鐵運(yùn)營(yíng)管理水平。一般來說，該系統(tǒng)是支持運(yùn)營(yíng)信息、公共媒體信息發(fā)布兩者兼容使用的，但如若真有特殊情況時(shí)，運(yùn)營(yíng)信息則是第一考慮。

4 地鐵通信系統(tǒng)中廣播子系統(tǒng)的新技術(shù)應(yīng)用

廣播子系統(tǒng)方案應(yīng)該適應(yīng)地鐵系統(tǒng)的特殊要求。首先是功能技術(shù)性能滿足要求，其功能包括有：廣播系統(tǒng)的傳輸聯(lián)網(wǎng)、故障自動(dòng)報(bào)警、遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控等。高度智能化的簡(jiǎn)便操作，高指標(biāo)的技術(shù)參數(shù)，良好的聲音效果。除此之外，地鐵系統(tǒng)作為公共交通設(shè)施，高頻率的操作使用，處于電磁環(huán)境作業(yè)，故而可靠性高的配套設(shè)備是極其關(guān)鍵的。為了合理地權(quán)衡以上因素，結(jié)合地鐵廣播系統(tǒng)的過往運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)在廣播系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)和新工藝，從而提高廣播子系統(tǒng)可靠性、先進(jìn)性[2]。

4.1 數(shù)字化信號(hào)處理技術(shù)

伴隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（簡(jiǎn)稱DSP）的不斷升級(jí)，其功能愈來愈強(qiáng)大和完善。廣播系統(tǒng)中，數(shù)字化處理可以實(shí)現(xiàn)前級(jí)信號(hào)所需參數(shù)的調(diào)整，比如：調(diào)整頻響或者電平、選擇通道，而且可以進(jìn)行遙測(cè)、遙控等，做到了全線中的任何一個(gè)車站中，都具備對(duì)其他車站進(jìn)行調(diào)測(cè)的能力，記錄或檢測(cè)增益、輸出電平以及失真度等項(xiàng)指標(biāo)。

4.2 先進(jìn)的控制總線技術(shù)

串行碼總線技術(shù)與新一代單片機(jī)應(yīng)用，非常適用于標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化的結(jié)構(gòu)，不僅電路結(jié)構(gòu)和編程簡(jiǎn)潔，具備多功能，同時(shí)其可靠性和可維護(hù)性也是非常高的。在設(shè)計(jì)中其擁有多項(xiàng)保護(hù)功能，比如：掉電保護(hù)、后退功能、自動(dòng)復(fù)位，和帶電插拔等。新一代I2C器件具有更為優(yōu)異的特性，外圍電路更為簡(jiǎn)化，更多的智能化功能。

5 地鐵通信系統(tǒng)中閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)的新技術(shù)應(yīng)用

閉路電視監(jiān)視子系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱CCTV系統(tǒng)，是地鐵保證運(yùn)輸安全和維護(hù)的重要手段。車站內(nèi)部的控制信號(hào)經(jīng)過控制電纜實(shí)現(xiàn)傳輸;視頻信號(hào)則是由視頻同軸電纜傳輸。在站間傳輸時(shí)，從控制中心至各車站的共線低速數(shù)據(jù)通道主要是由SDH傳輸系統(tǒng)所提供的，而控制信號(hào)可通過改數(shù)據(jù)通道進(jìn)行傳輸;而視頻信號(hào)的傳輸則是采取數(shù)字圖象傳輸方式來實(shí)現(xiàn)的，也就是每個(gè)車站的多路視頻信號(hào)通過數(shù)字壓縮編碼處理后，由SDH傳輸系統(tǒng)傳送到控制中心，然后通過數(shù)字交換控制模塊，從而篩選出多路壓縮編碼數(shù)字視頻信號(hào)后，進(jìn)行視頻解碼，各個(gè)調(diào)度臺(tái)的監(jiān)視器通過接收還原后的視頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控。因此，用以上的方式時(shí)，考慮到車站和每站所傳的視頻信號(hào)涉及較多路數(shù)，則帶寬的占用較大，這時(shí)在網(wǎng)上傳輸需要監(jiān)視的視頻信號(hào)即可，其余的信號(hào)如有需要，可以在主干中傳輸。

6 結(jié)語

總之，地鐵通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)既復(fù)雜又系統(tǒng)的工作，可謂是“任重而道遠(yuǎn)”，這就要求地鐵通信系統(tǒng)必須具備更高的可靠性。新技術(shù)在地鐵通信系統(tǒng)的應(yīng)用，關(guān)乎著地鐵行業(yè)的發(fā)展與未來。因此，只有不斷提高和完善新技術(shù)在地鐵通信系統(tǒng)的應(yīng)用，我國(guó)的地鐵工程才能更快、更好地發(fā)展壯大。

參考文獻(xiàn)

[1]吳麗.地鐵車輛新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用簡(jiǎn)析[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2017（4）：5-8+12.

[2]田志剛.地鐵建設(shè)中通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國(guó)新通信，2015（13）：33.

Application of New Technologies in Metro Communication System

ZHU Hong-jun

（Guangdong Shengtonghe Science and Technology Services Co.， Ltd. ， Zhuhai Guangdong 519000）

Abstract：In the construction of metro， the design of communication system is very complex， covering many subsystems. This paper mainly analyses the application of new technologies in Metro Communication system， aiming at promoting the development of Metro industry.

Key words：new technology; metro; communication system