淺談現代城市軌道交通無線通信技術與應用

陳銀華

摘要：本文介紹了無線通信技術在現代城市軌道交通中的應用，分析了無線通信技術在城市軌道交通中的應用，探索了這些技術在現代城市軌道交通中的應用，希望對促進城市軌道交通的發展發揮作用。

關鍵詞：現代城市;軌道交通;無線通信技術

引言

為了提高軌道交通的安全性，軌道交通在運行過程中需要與地面保持通信聯系，所以無線通信技術在城市軌道交通的應用是非常重要的，利用無線通信技術，建立完善的軌道交通系統，人們可以充分掌握乘客信息。在城市軌道交通無線通信網絡設計中包括了生產無線網路，公安無線網路，運營無線網絡及乘客無線網絡，無線通信技術主要有車載CCTV，信號系統CBTC及通信PIS等。無線通信技術在城市軌道交通中的應用影響著其運行時的安全與穩定性，如果發生故障而停運，會同時影響乘客的出行及周邊交通，所以無線通信技術的重要性就顯而易見，該技術一方面保障著軌道交通信號系統更好的發揮作用，一方面保障乘客的正常出行。

1現代城市軌道交通對無線通信技術的基本要求

1.1列車控制系統

列車控制系統又稱為CBTC系統，該系統是基于無線通信技術的，也是目前軌道交通主要使用的制式，列車與地面進行數據交換，列車在運行過程中所需要的自動控制和調度作用都是通過車地無線通信系統實現的，該系統的功能主要用自動監控，自動防護及自動運行，列車控制系統車地無線通信具有連續和雙向的特點，對安全性具有嚴格要求，該無線通信系統中采用了雙環網亢余結構，同時無線覆蓋是完全雙層覆蓋，從而保證了列車通信數據的實時性，也提高了相關數據的可靠性，如香港國際機場第三跑道系統工程新全自動旅客捷運系統，系統為全自動駕駛模式，存在多個場景，需要與多個外部系統進行聯合，因此列車控制系統性能是非常重要的。

1.2視頻監控系統

視頻監控系統就是利用無線通信技術將列車內的監控錄像傳輸到控制中心，從而進行集中監控，提高了監視工作效率，同時也可以傳輸到地面監控中，列車與地面之間進行視頻傳輸，更好的保障列車和乘客的安全，更好滿足軌道交通運營的需求。視頻監控系統可以對多個路面進行實時錄像，并且根據需要對相關錄像進行存儲，車廂內的圖像傳輸到地面屬于上行業務，圖像的壓縮格式影響著該業務的進行，而下行業務只是進行視頻控制，取決于監控攝像頭的數量和類型，因此視頻監控系統可以靈活調整圖像壓縮格式，使車廂內的情況更快，更好的傳輸到地面控制中心。

1.3乘客信息系統

乘客信息系統是可以在多個終端上顯示多個類型信息源的信息，是一個多媒體咨詢發布，播放控制與管理的平臺，乘客通過該系統可以更加直接的了解到自己想要的信息，比如列車到達時間，出發時間。如上海3/4號線車載乘客信息系統由音頻信息系統、視頻信息系統、視頻監控系統組成，該系統采用分布式架構，是一個基于以太網通信的數字化系統。系統設備之間采用數字化通信，客室音視頻同步、支持列車連掛救援、豐富美觀的LCD多媒體信息顯示;香港國際機場第三跑道系統工程新全自動旅客捷運系統支持自定義場景以及場景聯動，列車行車信號、攝像頭智能診斷信號、航站樓管理信號等，自動進行場景管理與觸發，從而識別用戶需求。

2現代城市無線通信技術與應用

2.1 3/4G通信技術與應用

3G通信技術是我國的第三代通信技術，4G通信技術是我國的第四代通信技術，4G比3G通信技術更具優勢。但是，兩者在城市軌道交通中通常同時存在。3G通信技術包括三種制式，并且需要在授權的頻段才可以進行信息數據傳輸，它可以分析多種多媒體形式，如音樂，圖片及視頻，人們利用3G通信技術可以進行多種活動，包括瀏覽網頁，進行電話會議，同時可以用于電子商務等，但是3G通信技術存在唯一的缺點就是傳輸速率比較慢，不能保證終端視頻的清晰度。4G通信技術是在第三代通信技術發展而來的，并結合了wlan技術，該技術包括兩種制式，同時也需要在授權的頻段上進行，但是與3G通信技術相比來說，它的頻段范圍更大，在功能也更加豐富，在音視頻及圖像的傳輸上速率更快，所適應范圍更廣。在科技不斷發展過程中，5G通信技術也在處于發展時期，我們即將進入5G時代，可以使無線傳輸速率更快，具備更好的傳輸性能，可以更好的滿足城市軌道交通無線信息傳輸需求。

3/4G通信技術在城市軌道交通中的應用可以滿足人們對音樂，視頻及圖像等處理要求，可以隨時進行瀏覽網頁，打電話等活動，對人們的生活，學習及工作中具有重要作用。但是，我們了解到該技術在軌道交通中的普及程度不高，僅僅在列車停靠的站臺和站廳使用，當人們處于隧道時就會出現信號不穩定，人們可能無法進行上網活動，因此該技術是否應用用城市軌道交通中是需要慎重決定，但是在科技不斷革新的情況下3，4G通信技術在城市軌道交通中越來越普及。

2.2 WLAN技術與應用

目前在我們日常生活中隨處可見wlan技術，其具備很好的靈活性和可靠性，也給數據傳輸帶來很多的便利，但是該技術常常使用的頻段是2.4ghz，造成了一定的干擾，所以在發展過程中，wifi的頻段由原來的頻段改為了5.8ghz，但是這兩個頻段是不能聯系到一起的，從而影響未來發展。為了更好的使wlan技術應用在城市軌道交通中，設計了PIDC和CBTC系統，但是需要對地鐵進行較大的改造，在實施上會有很多困難。另外一個重要的措施就是在技術上不斷改進和革新。

2.3 ZigBee技術與應用

ZigBee技術是一種無線短程網，消耗功能低的無線通信技術，該技術主要在2.4MHz頻率下使用，與其他技術相比，該技術是不需要授權的。ZigBee技術在城市軌道系統中具有很大的應用潛力，只要在每個被監測的電池端安裝該技術模塊，通過組網，用終端模塊作為群組向監測系統傳輸信息，ZigBee技術具有較強的穩定性，高的傳輸效率，可以傳輸較大的數據量，在傳輸工程上也更加安全，同時該技術在城市軌道交通系統中的所使用的成本也比較低，所以在城市軌道交通發展中，相關部門應該創新ZigBee技術，更好的促進城市軌道交通的發展。

2.4無線保真技術與應用

無線保真技術是城市軌道交通中常見的無線傳輸技術，也是非常重要的一部分，該技術在城市軌道交通的應用可以及時發現并處理列車在運行過程中存在的隱患，如使用密碼保護，防護墻等措施，從而達到保障列車運行的穩定性與安全性的目的。無線保真技術需要與W1LAN技術相互結合，目前該技術在城市軌道交通中應用存在很多的阻礙因素，所以提高信息傳輸系統的可靠性，有助于提高無線保真技術在城市軌道交通中的有效性。

2.5無線局域網與應用

關于無線局域網在城市軌道交通中的應用，包括了很多設備，如感應器，檢測器及PLC等，共同組建了完整的網絡控制系統，這些電子設備的通信接口包括兩種型號，一種RS-232，一種是RS-485，無線局域網與傳統的有線網路相比，其兼容性更高，數據處理與傳輸能力更強，并且施工更加簡單，傳輸效率也有所提升。總而言之，無線局域網的在城市軌道交通的應用，使無線覆蓋面積更大，具有效率高的優勢，極大的推動了城市交通軌道的發展。

2.6數字集群技術與應用

數字集群技術主要采用了多個類型的數字技術，使軌道交通的整個系統成為一個更加具有規范的控制系統，并且可以及時處理系統中的數據。根據實際應用情況來看，數字集群技術在城市軌道交通技術中的應用，對提高城市軌道交通系統的管理水平具有促進作用，同時有助于避免系統在運行過程中所存在的矛盾。

3結語

總而言之，利用無線通信技術，更好的保障軌道交通的穩定性和安全性，首先需要保證無線通信網絡是完全覆蓋和列車系統整體的穩定性，并進行相互授權，從而保證列車系統信息傳輸的穩定性。最后，在列車運行過程中，在通信過程中要保證信息雙向傳輸的實時性和穩定性。在科技不斷發展的過程中，無線通信技術的種類會更多，在現代城市軌道交通中的應用也會越來越普及，因此加大對無線通信技術的研究，完善軌道交通的網絡系統，從而推動我國軌道交通事業的發展。