智能通信系統在交通工程中的應用淺析

王浩

（公誠管理咨詢有限公司，天津 300000）

引言

隨著復工復產的推進，各省各市在做好疫情防控的基礎上，通過著力打造夜間旅游經濟帶，大力發展夜間出行活動。在這樣的背景下，夜間的公共交通路線的定制則成為急需解決的問題。傳統方案大多利用經驗和人工的方式進行分析和歸納，這種方式時效性比較差，且投入人力成本比較高，一旦外部情況發生變化，不能做出及時的調整。而通信信令數據中存在著當前移動設備使用者的身份信息、發生時間、地理位置，可以通過這些信息較為精確的定位該用戶的來去的動向，為公共交通路線的定制提供有力的數據支撐。在互聯網高速發展的現在，數據的深層次的潛在價值和數據的時效性具有重要作用，大數據挖掘在這方面起到尤為關鍵的作用。將海量信令數據進行過濾分類，然后再通過聚類分析計算，將數據有規律的整理分類，便于接下來的其他應用。

一、智能交通網絡技術應用優勢

考慮網絡的冗余性和穩定性、可靠性、安全性等多方面因素，智能交通交警大隊指揮中心到路口監測點采用光纖網絡進行通信，全程采用管道保護，多條主干光纖從兩個方向進入指揮中心機房。3/4G 無線通信采用APN 專網的方案，通過公安的無線統一接入平臺接入公安視頻網，只有合法用戶才能進入網絡進行數據傳輸。中國聯通的WCDMA3G/LTE4G 無線傳輸網，同時支持3G及4G，能在網絡中進行自動或手動的切換，面兼容各類設備應用。

在網絡高速性方面，有線網絡采用裸纖的組網方式，根據需求，目前提供的有線傳輸為1000M 全雙工的以太網電接口，未來有需要，帶寬可以根據需求協商升級；無線傳輸方面，中國聯通的LTE 網絡4G 下行速率143.51Mbps，上行速率為47.78Mbps。為了配合部分區域的5G 物聯網超大鏈接和未來無人駕駛的升級改造，我們部分區域實驗了5G 無線接入方式，但由于目前5G 模塊價格比較昂貴，應用場景尚未全部鋪開，目前僅處于實驗階段。在未來5G 時代，聯通5G 可以為用戶帶來超1Gpbs 的超高速體驗，同時低功耗、大鏈接、全國產的技術安全優勢也能為我國的交通信息化提升起到進一步的提升作用。

光纖網絡采用骨干層、匯聚層、接入層的網絡架構，骨干層采用288、144 芯大對數光纜，匯聚層采用144、96 芯大對數光纜，接入光纜采用48 芯、12芯等相對較小的光纜。在匯聚節點設立光交接箱，負責接入層光纜的跳接；光纜在路口機箱、機房均熔接成端，采用尾纖跳接到連接的設備上。

二、智能通信系統在交通工程中的應用要點

（一）鐵路通信系統應用

5G 技術的典型場景特殊環境。火車站是典型的客流密集場所，采用室內5G 組網分布覆蓋，可以滿足旅客超高清移動視頻直播、視頻通話、視頻會議和視頻監控等需求，同時也為5G 賦能智慧火車站提供了可能，進一步提升鐵路系統以及火車站的管理效率和服務品質。高鐵隧道。我國山區較多，隧道也較多，可采用特型天線，在短距離直線隧道前后采用天線進行覆蓋。一般情況下，可以在隧道中與隧道口安裝特型天線進行覆蓋，兩側不同區域覆蓋增加用戶信號。如隧道太長，可考慮新型漏纜，每隔500m 設置設備洞室，安裝5G 的移動基站設備BBU 和RRU。高鐵沿線。采用宏站覆蓋，盡量利用舊的4G 基站，配置高增益窄波束天線，讓覆蓋性能與信號的分布和銜接更好。

調度通信。5G 網絡滿足超高流量密度運用，可達到每平方公里數十Tb/s 的流量密度，具備Gb/s 級的用戶體驗速率，可以滿足列車無線列調區段內的調度員、車站值班員和機車司機、車長之間的無線通信。除了通過數字調度通信系統中的調度電話、專用電話、站間區間電話等傳統調度語音通信外，還可以進行視頻通話等功能。由于具備完整的優先級處理、質量保證機制和集群調度功能，可用于控制中心調度與各站、段值班員、司機之間的單呼、組呼、全呼、強插、強拆等不同優先級通話等調度通信業務。

（二）無線通信技術應用在軌道交通通信、信號業務中的要點

為了能夠更好地發揮無線通信技術在軌道交通通信、信號業務中的作用，便可以采取以下的建議。首先該技術的應用對地鐵帶寬的需求不高，但是，該技術對各項需求級別非常高的列車控制信號業務來說，為了保證信號的穩定，盡量的選用單獨的車地無線網絡的系統，該系統主要是指LTE 技術，能夠在特殊頻率下進行工作，從而保證工作的穩定性。通過使用該車地無線網絡系統，不僅能夠保證整體的系統安全性，同時也能夠有效地處理信號，提高信號處理的速度。其次，在軌道交通業務當中，視頻廣告以及車輛狀態信息等等都是一些帶寬需求非常大的業務，為了能夠滿足各項業務對于帶寬的需求，在具體建設的過程當中，可以使用車地無線網絡承載的模式，通過使用車地無線網絡的模式能夠有效降低在建設的過程當中所花費的建設成本，同時在工作時也盡量使用工作頻率在5.8 赫茲的WLAN 技術。在建設車地無線網絡車載模式的時候，具體的建議如下：（1）控制中心需要配置單核心設備以及模塊設備，從而提高系統的安全管理的水平。（2）車站需要配致大量的獨立的太網交換機，通過設置太網交換機能夠更好地接入無線覆蓋設備。（3）在區間的旁邊應該設相配套的MIMO 無線或者是AP 設備，從而借助該設備在區間軌組成一個無線覆蓋的網絡帖，第四，在車載設備的車頭或者車尾都需要配置一套MIMo 無線和AP 設備，在配置的過程當中需要注意車頭以及車尾的兩套設備，盡量選用能夠同時進入工作模式的設備，第五可以根據自己的實際需求選擇科學合理的無線頻段，在選擇無線頻段的時候，一般都會選用80mhz 和40mhz 的組網體系，從而有效滿足車載各種視頻廣告監控以及運營信息對于帶寬的需求，加快信息的傳播以及傳輸。

（三）車?地無線通信關鍵技術

目前正在使用的CBTC 系統主要基于WLAN 技術，該技術采用IEEE802.11標準，通過競爭接入的方式使用2.4GHz 非授權頻段傳輸列車運行狀態以及控制命令，具有開放、進步、融合的技術發展路徑。WLAN 技術共用開放頻譜資源、方便認證接入、支持移動及寬帶接入等性能。其新標準融合了很多前沿技術，支持不斷提升的網絡帶寬。作為一種依靠車地間通信的列控系統，CBTC 不依賴于軌道電路，能夠實現高精度的列車定位和雙向連續、高數據容量的車地通信。該系統中車載、地面的安全功能處理器實現的是一種連續自動列車控制系統。基于WLAN 的CBTC 系統能夠同時承載列車運行監控、乘客信息、閉路視頻監控等業務。然而，采用WLAN 技術的車地無線通信系統并不能滿足未來城軌發展的高行駛速度、廣覆蓋、資源優先分配以及較強的抗干擾能力等需求。基于通信的列控技術會隨著通信系統的發展進行演變和更替。新興通信技術和列控技術的融合可以滿足城市軌道交通目前以及未來的發展需求，不斷推動其向智能化、信息化發展。目前已經投入運營的基于WLAN 的列控系統，其性能受非授權頻段干擾，列車緊急制動事件時有發生。為了解決這一問題并提升CBTC 系統性能，城市軌道交通協會提出了一種利用專用授權頻段部署基于LTE-M 的解決方案。LTE 是基于正交頻分復用（ort hogonalfrequencydivisionmultiple，OFDM）的第四代移動通信技術，該技術采用扁平化的網絡架構，依靠20MHz 的無線帶寬，支持下行100Mbit/s 以及上行50Mbit/s 的傳輸速率，在全球得到了廣泛應用。此外LTE-M 系統有嚴格的服務質量（qualityofservice，QoS）保障機制，針對系統不同業務選擇具有不同QoS 性能保障的數據鏈路并分別進行任務承載，一定程度上能夠為乘客提供安全可靠的服務，提高鐵路網絡基礎設施的利用率。

結束語

“智能交通網”依托現有成熟的商用無線3/4G 網絡技術，建立公安專用的移動通信管道，構筑數據、視頻安全傳輸的核心傳輸通道，搭建一個全市統一的無線3/4G 網絡傳輸與應用軟硬件平臺，使之成為智能交通數據傳輸的基礎平臺，具有一定的推廣價值。智慧城市、平安工程是當今社會的一大主流，該項目的建設為市民生命財產安全保駕護，為公安智能道路智慧、遠程遙控提供數據和網絡保障。在此基礎上配置車載、單兵、指揮系統等更多NFC 無線設備，為用戶各警種開展實時指揮、應急圖像傳輸、現場執法監督等提供有力支持。