淺談計算機技術在地鐵通信系統中的應用

卓能?曾南海

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，地鐵已經在各大中型城市普遍建設中，而地鐵通信系統對于地鐵來說又是特別重要的部分，本文著重介紹了計算機技術在地鐵通信系統中的應用。

關鍵詞：地鐵；通信系統；計算機技術

1 背景

目前地鐵通信系統主要包括傳輸系統、公務電話系統、專用電話系統、無線通信系統、廣播系統、閉路電視監控系統、乘客信息系統、視頻會議系統、時鐘系統、集中網絡管理系統、地鐵信息管理系統、電源及接地系統、通信光纜/電纜及其他等。

近幾年，無線局域網（WLAN）移動通訊技術不斷完善和發展，地鐵列車在以每小時80Km的高速行駛過程中，仍然能夠不間斷的與地面保持實時通信，這加大了旅客信息系統建設的可能性（Passenger Information System，簡稱PIS）。WLAN在地鐵PIS系統建設過程中起到非常重要的作用，PIS系統的探討應用會將原來封閉的車輛空間變成一個移動中的“信息娛樂中心”。

技術的進步使得網絡在傳輸傳統信息的同時傳輸語音等，將交換和控制的功能分開之后就產生了軟交換技術。軟交換技術是通過通信一方發出通信要求之后，軟交換的控制中心發出命令使信號接通來實現的。在整個過程中紅，通信產生的數據不經過控制中心而直接端對端，如此就在很大程度上節約了交換中心與通信者的帶寬。軟交換系統通過中繼網和傳統的網絡進行連接，保證了命令信息的及時傳遞和通信業務的傳輸。軟交換技術以其特殊的作用有能力取代電路交換，在通信技術中獲得廣泛的應用。

2 計算機技術在通信系統的應用

隨著計算機技術的快速發展，計算機技術逐漸在地鐵通信系統發揮著巨大的作用，尤其是無線局域網技術和軟交換技術。

2.1 軟交換技術的應用

軟交換技術的應用使得數據網和語音網等的融合變為核能，其強大的功能也引起了地鐵通信部門的注意，當前，我國新建立的地鐵的通信系統都考慮采用軟交換技術。

2.1.1軟交換技術應用的意義

傳統的電路交換技術的功能單一，不能滿足用戶日益增大的要求，而且如果要加入新功能則需要對硬件進行大幅度的提升，面對軟交換技術的沖擊失去了發展的余地。軟交換采用智能而且相對集中的管理模式，可以迅速進行連接。

2.1.2軟交換技術在地鐵通信中實現的功能

將軟交換技術應用到公務電話中使得系統擁有一致的通信條件，并且采用軟交換平臺可以與網絡和視頻會議聯通，以實現：即時消息，用戶的信息及時溝通，不同的用戶之間能夠進行文件傳輸的功能；可視電話，用戶使用可視電話設備進行語音盒視頻的通話，語音用戶和視頻用戶通過軟交換技術進行連接；視頻會議，通過會議系統實現視頻會議同時可以進行圖像分屏等功能。

2.1.3軟交換技術與程控交換技術的比較

依據對城市地鐵電話系統的分析可以得出，用戶大量集中在車站、車輛段和控制中心附近。其中每個車站平均的用戶較少，因此軟交換系統智能集中的管理辦法和靈活的接入模式充分的適用于用戶分散的情況。從具體功能來講，傳統的交換方式智能實現單一的功能，不能適應人們對于清晰圖像通信的需求，而且整個系統不開放；而軟交換系統不僅可以提供各項服務還可以隨著用戶需求的增加新的功能。

2.1.4公務電話系統軟交換技術組網方式

通過對地鐵上公務電話客戶進行調查分析并考慮到多線路共用控制中心的特征，考慮采用兩級結構構建公務電話系統，使得接入點和中心交換節點的方式。中心交換節點是整個系統的交換核心，依據主備方式配置，設在控制中心附近；接入點設在車站附近。

考慮到軟交換系統是依據IP網絡而建立的，這樣就可以使在有網絡的地方能夠通過得到滿足。應用了軟交換技術之后就與傳統的用戶接入方式大不相同，使網絡結構扁平化，靈活化。

2.2 局域網技術的應用

局域網技術在PIS系統得到了廣泛在應用。

2.2.1 PIS系統簡介

PIS系統是以計算機技術為核心，以多媒體網絡技術為依托，以車載顯示終端為媒介和地鐵車站為媒介向乘客提供信息服務的系統。在正常情況下，PIS系統除了能夠顯示列車時刻表、乘客須知等文本信息外，還可播放媒體新聞、廣告、股票信息、媒體新聞、賽事直播等實時動態信息；在阻塞、火災及恐怖襲擊等非正常情況下，PIS系統還可以提供動態緊急疏散提示。PIS系統的應用不僅增加了乘客的舒適感，還能夠與車輛監控系統相結合，由控制中心觀察到車輛內部的實時圖像，從而充分保障了列車的行駛安全。

PIS系統主要由網絡子系統、中心子系統、車載子系統、車站子系統構成，其中網絡子系統主要包括有線和無線網絡子系統，有線網絡子系統為PIS系統提供從中心到各車站、各車站到隧道間接入點用來傳輸各種信息的網絡通道；無線網絡子系統為PIS系統提供從地面至列車用來傳輸各種信息的網絡通道。

PIS系統的功能主要有信號及數據傳輸、系統綜合管理、智能播出、電視轉播、實時資訊插播。一系列軌道交通行業PIS專用產品，

2.2.2局域網技術的應用分析

目前，城市軌道交通的PIS系統和承載CBTC基本上由WLAN技術承載。北京、上海、廣州等城市的城市軌道交通主要是從技術和產品鏈成熟度考慮，使得無線局域網進行PIS系統和CBTC的設計與測試。

安全和干擾問題是WLAN和WIMAX主要擔心的問題。WLAN和WIMAX的核心技術點在安全問題方面上是一致的，很大程度上改善了安全問題。WLAN和WIMAX在抗干擾能力方面的核心技術原則和工程原則是一致的，但是兩者在頻譜上的管理是不一致的，WLAN屬于管制頻點，WIMAX屬于非管制頻點。關于GSM-R技術，使用GSM＼CDMA等技術方案進行支持，肯定滿足不了統一徹底無線通信的業務需求。

由無線技術特點分析可知，WLAN技術雖然在帶寬上可滿足需求，但是在列車快速移動的前提下，系統需要很大的控制信息開銷以克服因快速移動帶來的頻移、摔落等，有效帶寬較低，在此情況下，系統容易受到外來侵入，致使其空間波傳輸距離變短，安全性降低，WIMAX技術在高速移動的情況下克服了WLAN技術的弱點，其空間波傳輸距離較遠，可以降低設備的投入，系統安全性能較高。

3 結束語

通過對計算機技術在地鐵通信系統各方面的應用分析，得知計算機技術在鐵路通信系統中起著無比重要的作用。計算機在鐵路通信中的應用將會伴隨著科學技術的進步更加普及，這必將帶動我國鐵路通信系統整體技術水平的提高。

參考文獻

[1]地鐵PIS系統車地無線技術的探討 李佳煒 鐵道工程學報 2009年

[2]移動WIMAX的發展與應用 李寶榮 電信科學 2008年

[3]淺談軟交換技術及其應用 程久洲 鐵道勘測與設計 2005年