有軌電車無線通信中LTE技術(shù)的應(yīng)用

席林發(fā)

摘要：有軌電車是人們生活當(dāng)中的一項(xiàng)重要交通工具，對(duì)于有軌電車交通來說，只有不斷的優(yōu)化有軌電車本身的系統(tǒng)，完善有軌電車進(jìn)行承載運(yùn)輸過程中的相關(guān)設(shè)備，才能夠保證乘客有更好的乘坐體驗(yàn)。就目前來說針對(duì)于有軌電車相關(guān)的技術(shù)設(shè)備研究有很多，但是對(duì)有軌電車無線通信的研究卻相對(duì)來說比較。基于此，本文就LTE技術(shù)在有軌電車無線通信中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：有軌電車；無線通信；LTE技術(shù)；應(yīng)用

1、有軌電車無線通信以及LTE技術(shù)的簡述

（1）有軌電車無線通信簡述。隨著有軌電車的客運(yùn)量的增加，有軌電車的安全性以及服務(wù)便民性得到社會(huì)各界的關(guān)注。有軌電車無線通信系統(tǒng)正是有軌電車正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，更是核心，有軌電車的管理，指揮以及便民服務(wù)都離不開無線通信，有軌電車無線通信為乘客的安全出行提供了強(qiáng)有力的保障。有軌電車無線通信系統(tǒng)在有軌電車出現(xiàn)突發(fā)異常和安全事故時(shí)能提供便捷的事故指揮，及時(shí)的解決突發(fā)事故。

（2）LTE技術(shù)的簡述。LTE是移動(dòng)長期發(fā)展推送出來的產(chǎn)品，它具有高強(qiáng)度的抗干擾性，可以很好地支持文件的上傳以及下載峰值速度可達(dá)50Mb-100Mb，它可以充分利用通信通道的特點(diǎn)，提高信通信系統(tǒng)的性能，而且，LTE網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用更加廣泛，能夠兼容當(dāng)下通信系統(tǒng)解決不了的大數(shù)據(jù)傳輸問題，這對(duì)有軌電車技術(shù)的發(fā)展來說，具有遠(yuǎn)大深遠(yuǎn)的影響。

2、LTE技術(shù)的設(shè)計(jì)原則以及在有軌電車中的應(yīng)用基礎(chǔ)

（1） LTE技術(shù)的設(shè)計(jì)原則。①可靠性原則。CBTC信號(hào)系統(tǒng)要求任何節(jié)點(diǎn)都是兩份，夠保證出現(xiàn)意外時(shí)，不受影響。②安全性原則。主要是能夠保證數(shù)據(jù)的安全，使其不受到攻擊。③實(shí)時(shí)性原則。能夠?qū)崟r(shí)對(duì)車輛進(jìn)行控制，在數(shù)據(jù)的傳輸上也能夠做到實(shí)時(shí)。④高帶寬原則。在傳輸視頻時(shí)，要保證高清從而需要高帶寬。⑤環(huán)境適應(yīng)性原則。對(duì)于無線的覆蓋，要充分考慮周邊的環(huán)境能夠滿足乘客的需求。（2）LTE技術(shù)在有軌電車中的應(yīng)用基礎(chǔ)。①有軌電車中無線通信需要完成的任務(wù)：通過對(duì)車廂內(nèi)的監(jiān)控來提高列車運(yùn)行的安全性；通過車載的PIS業(yè)務(wù)以及車內(nèi)的寬帶接入業(yè)務(wù)，提高乘客出行體驗(yàn)；通過車內(nèi)的無線通信系統(tǒng)承載列車列控信息，做到對(duì)列車狀況的實(shí)時(shí)控制。根據(jù)以上三個(gè)方面的需求，對(duì)LTE技術(shù)與有軌電車需求做了匹配。②LTE技術(shù)與有軌電車需求的匹配度：LTE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的目標(biāo)為在寬帶的要求上，上下行寬帶要求擁有靈活的配置，必須支持常用頻率；降低系統(tǒng)延時(shí)，降低周邊干擾，增加小區(qū)覆蓋范圍；在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上，要變得簡單化；安全運(yùn)營：要使用多級(jí)QoS算法；要使用專用的頻率，要擁有專業(yè)的抗干擾技術(shù)；要做到高移動(dòng)性、遠(yuǎn)距離覆蓋以及無縫切換。

3、LTE技術(shù)的需求及優(yōu)勢

（1）車載PIS系統(tǒng)。LTE技術(shù)可以為車載PIS系統(tǒng)提供快速清晰的視頻上傳功能，而且，能同時(shí)監(jiān)控車廂內(nèi)乘客的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，及時(shí)的傳送動(dòng)態(tài)圖像，處理突發(fā)事件以及為治安系統(tǒng)提供強(qiáng)有力的保障，還能及時(shí)迅速的接受到信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)，及時(shí)的播報(bào)站點(diǎn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，為人們的出行提供更好的便利。（2）乘客信息系統(tǒng)。LTE技術(shù)可以提升視頻信號(hào)傳輸質(zhì)量，縮短延時(shí)，向乘客提供例如新聞播報(bào)、體育賽事或綜藝節(jié)目類的娛樂信息，為乘客的碎片時(shí)間提供放松娛樂服務(wù)，同時(shí)在運(yùn)營時(shí)間播放首末車服務(wù)時(shí)間、列車到站時(shí)間、管理公告等運(yùn)營信息和政府公告，提高運(yùn)營服務(wù)。（3）附加業(yè)務(wù)需求。這方面的需求主要是指為企業(yè)、單位等提供一些廣告投放的平臺(tái)，通過視頻傳輸平臺(tái)進(jìn)行播放。為了增加廣告投放的效益和效果，有軌電車站可根據(jù)每日客流數(shù)據(jù)分析，對(duì)客流高峰期、平穩(wěn)期以及稀少時(shí)段進(jìn)行掌握，制定廣告投放計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營成本的減低。（4）網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)。LTE網(wǎng)絡(luò)可以安全的備份以及保存有軌電車運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)際提供安全保障的原理是，應(yīng)用雙層網(wǎng)絡(luò)和雙層冗余，對(duì)核心網(wǎng)的介入提供保證。另外，還應(yīng)當(dāng)同時(shí)采用雙頻和雙網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行覆蓋。這可以消除干擾，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性能。

4、有軌電車無線通信中LTE技術(shù)的綜合應(yīng)用

（1）LTE的信道應(yīng)用。LTE網(wǎng)絡(luò)需要完成CBTC+CCTV+PIS綜合承載，在進(jìn)行承載工作準(zhǔn)備的過程中，需要注意以下3個(gè)方面的問題：①A、B雙網(wǎng)冗余，雙網(wǎng)完全獨(dú)立，并行工作，互不影響。②A網(wǎng)承載雙向CBTC，上行CCTV，下行PIS，分配較大帶寬。③B網(wǎng)只承載雙向CBTC信息作為備份網(wǎng)絡(luò)；分配較小帶寬。（2）LTE的接收性能。在列車運(yùn)行的過程中，信號(hào)的接收質(zhì)量會(huì)有一定的變化。經(jīng)過測試和分析，相同接收功率時(shí)，LTE技術(shù)可支持的列車速度明顯高于平均接收速度，LTE技術(shù)具有更高的靈敏度。除了要做好信號(hào)的接收工作之外，還需要做好GPS接收的設(shè)計(jì)工作，時(shí)鐘同步是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)要點(diǎn)。（3）LTE技術(shù)的安全機(jī)制。有軌電車通信在進(jìn)行LTE技術(shù)的應(yīng)用時(shí)，要做好安全密鑰的生產(chǎn)與相互認(rèn)證，以保證系統(tǒng)的安全性。安全密鑰的設(shè)置工作也是非常重要的一個(gè)部分。在之前的分析中，可以知道，LTE技術(shù)的傳輸效率以及工作性能都比Wi-Fi要高，可以更好地滿足CBTC的安全性要求。（4）LTE技術(shù)的時(shí)延。總體上來看，LTE技術(shù)的傳輸速度非常快，那么對(duì)于時(shí)延方面的要求，也就不會(huì)太高。在當(dāng)前的有軌電車使用情況下，一定要對(duì)時(shí)延指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以滿足網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男剩约靶盘?hào)接收的及時(shí)性，保證有軌電車無線通信的質(zhì)量，滿足有軌電車通信的要求。

5、LTE技術(shù)的應(yīng)用前景以及發(fā)展

（1）擴(kuò)大上行和下載速度。未來LTE技術(shù)要實(shí)現(xiàn)上行和下載速率擴(kuò)大到二到四倍，因?yàn)長TE的數(shù)據(jù)傳送功能不會(huì)在越靠近中心信號(hào)點(diǎn)的時(shí)候速度更快，每個(gè)地區(qū)的速率都處于同一水平線，為了滿足現(xiàn)代化以及消費(fèi)者更高的需求，LTE的傳輸下載速率要更快，儲(chǔ)存?zhèn)浞輸?shù)據(jù)的信息量要更高。（2）降低消費(fèi)成本。在LTE技術(shù)還不完善的時(shí)期，可以采用LTE和4G網(wǎng)絡(luò)兼容的方式，LTE技術(shù)也是長期發(fā)展中一門過渡類型的技術(shù)，兩者兼容可以更好的降低無線網(wǎng)絡(luò)整體的一個(gè)升級(jí)消費(fèi)費(fèi)用，也降低了運(yùn)營商對(duì)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的成本，為了更美好的LTE技術(shù)前景，這些都是必不可少的。

6、結(jié)束語

綜上所述，同當(dāng)前各項(xiàng)通信技術(shù)相比，LTE技術(shù)具有高性價(jià)比，提供的業(yè)務(wù)較為廣泛，且服務(wù)較為優(yōu)質(zhì)，具有較好的擴(kuò)展性。不僅可以提供語音、視頻及數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，同時(shí)也為各類多媒體平臺(tái)提供了較好的播放通道，滿足有軌電車通信的各項(xiàng)需求。LTE技術(shù)符合無線通信的各項(xiàng)需求，未來必定會(huì)在有軌電車通信中占有重要地位，進(jìn)一步完善有軌電車無線通信技術(shù)。

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（作者單位：成都地鐵運(yùn)營有限公司）