城市軌道交通無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用

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【摘要】在新時(shí)代背景下，城市軌道交通成為城市交通體系中尤為重要的組成部分，是人們出行的主要方式。城市軌道交通在緩解城市交通堵塞問(wèn)題、提高人們出行效率方面發(fā)揮著重要的作用，所以目前城市軌道交通建設(shè)工程也在不斷增多。城市軌道交通建設(shè)工程主要為地下工程，這就對(duì)通信系統(tǒng)的建設(shè)提出了更高的要求。為了提高城市軌道交通建設(shè)水平，就必須加強(qiáng)對(duì)通信系統(tǒng)建設(shè)的重視，而無(wú)線通信技術(shù)在保證軌道交通通信質(zhì)量和效率方面就發(fā)揮著重要的作用。本文就現(xiàn)代城市軌道交通無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。

【關(guān)鍵詞】軌道交通；城市；無(wú)線通信技術(shù)；應(yīng)用；措施

引言

現(xiàn)代城市交通建設(shè)中，軌道交通建設(shè)是尤為重要的內(nèi)容，這是因?yàn)檐壍澜煌ň哂杏玫厥　⑦\(yùn)能大、運(yùn)行時(shí)間穩(wěn)定的特點(diǎn)，對(duì)促進(jìn)城市發(fā)展、交通發(fā)展都具有重要的意義。但是軌道交通在建設(shè)過(guò)程中也具有一定的局限性，比如城市軌道交通的地下空間較為狹小、緊張，所以不利于各類(lèi)通信電纜的敷設(shè)。而通信系統(tǒng)對(duì)軌道交通建設(shè)而言尤為重要，其直接關(guān)系到軌道交通的運(yùn)行和安全?；诖?，就需要根據(jù)城市軌道交通的特點(diǎn)和需求，加強(qiáng)對(duì)通信系統(tǒng)建設(shè)方面的研究。無(wú)線通信技術(shù)是利用電磁波信號(hào)進(jìn)行信息傳播、交換的一種通信方式，其傳播不受通信電纜敷設(shè)的限制，所以可以解決城市軌道交通通信系統(tǒng)建設(shè)的問(wèn)題。而分析現(xiàn)代城市軌道交通無(wú)線通信技術(shù)與應(yīng)用也顯得十分重要。

1現(xiàn)代城市軌道交通對(duì)通信系統(tǒng)的要求

現(xiàn)代城市軌道交通堵通信系統(tǒng)的要求較高，其不僅要滿(mǎn)足軌道交通的安全穩(wěn)定運(yùn)行需求，同時(shí)還需要滿(mǎn)足乘客對(duì)通信的多樣化需求。所以現(xiàn)代城市軌道交通通信系統(tǒng)必須要達(dá)到相應(yīng)的要求，比如無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的覆蓋面要更廣，要實(shí)現(xiàn)全覆蓋；車(chē)載通信系統(tǒng)單元要與控制基站相聯(lián)系并授權(quán)，以此確保系統(tǒng)信息的交流穩(wěn)定性；基本的通信要保障信息的及時(shí)性和雙向信息通信的穩(wěn)定性等[1]。另外，城市軌道交通通信系統(tǒng)中還需要包括PIS系統(tǒng)，以此來(lái)為乘客提供媒體服務(wù)，如視頻播放、廣播廣告等。基于此，在城市軌道交通建設(shè)中，如圖1所示，加強(qiáng)對(duì)通信系統(tǒng)的建設(shè)就顯得十分重要。

2現(xiàn)代城市軌道交通無(wú)線通信技術(shù)與應(yīng)用措施

2.1Zigbee技術(shù)及應(yīng)用措施

Zigbee技術(shù)也成為紫峰協(xié)議，是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的一種無(wú)線通信技術(shù)，其具有短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、自組織的特點(diǎn)，目前在各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的遙測(cè)遙控領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用，且發(fā)揮著重要的作用。Zigbee在室內(nèi)可以達(dá)到30~50m的作用距離，如在室外空曠地帶，其作用距離可以達(dá)到400m[2]?；赯igbee技術(shù)低功耗、低成本、低速率、遠(yuǎn)距離的特點(diǎn)，也可以加強(qiáng)其在城市軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。城市軌道交通備用系統(tǒng)電池狀態(tài)的監(jiān)測(cè)對(duì)地鐵供電系統(tǒng)的運(yùn)行起到了至關(guān)重要的作用，但是地鐵備電系統(tǒng)電池組數(shù)量較多，如果每個(gè)電池采用專(zhuān)用電纜的方式進(jìn)行通信，則會(huì)造成較大的成本，而通過(guò)應(yīng)用Zigbee技術(shù)就可以有效解決這些問(wèn)題。在具體應(yīng)用過(guò)程中，可以在每個(gè)被檢測(cè)電池組及測(cè)量端子處安裝Zigbee終端模塊，通過(guò)自組網(wǎng)方案，以一定數(shù)量的終端模塊作為群組，向中繼Zigbee傳輸檢測(cè)數(shù)據(jù)，最終將傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至檢測(cè)系統(tǒng)微機(jī)管理系統(tǒng)中，就可以對(duì)備電系統(tǒng)電池狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，進(jìn)而為地鐵供電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行提供保障。

2.2WiFi技術(shù)及應(yīng)用措施

目前在生活生產(chǎn)中，WiFi技術(shù)都屬于一種非常常見(jiàn)的無(wú)線通信技術(shù)，其在通信方面具有較高的靈活性和可靠性，可以滿(mǎn)足人們多樣化的通信需求。作為一種高效可靠的無(wú)線通信技術(shù)，其也可以在城市軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)中發(fā)揮作用和價(jià)值。但是在WiFi技術(shù)應(yīng)用于城市軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，WiFi技術(shù)與列車(chē)移動(dòng)電視、信號(hào)系統(tǒng)CBTC、PIDS乘客信息系統(tǒng)的同在2.5GHz頻段，所以會(huì)產(chǎn)生一定的干擾。對(duì)此，就需要在WiFi技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中采取一定的措施來(lái)保證無(wú)線通信質(zhì)量和效率。比如在WiFi技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，為了保證城市軌道交通通信的穩(wěn)定性和可靠性，可以將WiFi頻段固定在5.8GHz，這對(duì)于減少干擾問(wèn)題具有重要的作用[3]。在WiFi技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，也可以應(yīng)用PIDS和CBTC系統(tǒng)，這對(duì)于提高WiFi技術(shù)的整體應(yīng)用可靠性也具有重要的作用。但是如果應(yīng)用PIDS和CBTC系統(tǒng)，則需要對(duì)軌道交通系統(tǒng)進(jìn)行較大的改造，所以這需要根據(jù)軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)需求和現(xiàn)狀慎重實(shí)施。為了更好地避免干擾問(wèn)題，也可以對(duì)WiFi技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和完善，比如可以將WiFi與地鐵的信號(hào)系統(tǒng)設(shè)置在不同的信道當(dāng)中，以此來(lái)起到避免干擾的效果。

2.35G通信技術(shù)及應(yīng)用措施

第五代移動(dòng)通信技術(shù)是現(xiàn)代通信的前沿技術(shù)，如圖2所示，5G通信技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，可以為城市軌道交通的無(wú)線通信系統(tǒng)帶來(lái)技術(shù)上的革命，對(duì)提高城市軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)的整體水平具有重要的意義。比如基于5G移動(dòng)通信技術(shù)的軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)1Gbit/s的通信速率。MIMO大規(guī)模天線技術(shù)的應(yīng)用，可以使得無(wú)線接入層的頻譜效率和接入終端數(shù)量有10倍以上的提升，且通過(guò)引入MEC技術(shù)，還可以將業(yè)務(wù)“下沉”到車(chē)站接入網(wǎng)側(cè)，為乘客帶來(lái)零時(shí)延的體驗(yàn)[4]。作為新一代移動(dòng)通信技術(shù)，其具有高可靠、低時(shí)延的特點(diǎn)，對(duì)解決目前城市軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)存在的時(shí)延長(zhǎng)、故障頻繁、干擾多的問(wèn)題具有重要的作用。在5G通信技術(shù)具體應(yīng)用中，可以利用LTE-A技術(shù)構(gòu)建車(chē)地?zé)o線通信系統(tǒng)核心網(wǎng)絡(luò)，LTE-A技術(shù)具有融合性高的特點(diǎn)，有利于構(gòu)建高可靠、低延時(shí)的軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)。在5G通信技術(shù)具體應(yīng)用中，還可以利用MIMO增強(qiáng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)接入層的大規(guī)模高密度的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，MIMO增強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用可以在很大程度上提高頻率效率和系統(tǒng)容量[5]。不過(guò)目前對(duì)于5G通信技術(shù)的應(yīng)用還處于研究和開(kāi)發(fā)階段，所以為了提高5G通信技術(shù)的應(yīng)用水平，還需要結(jié)合軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)的需求和要求，加強(qiáng)對(duì)5G通信技術(shù)的研究，如圖2所示。

3結(jié)束語(yǔ)

無(wú)線通信技術(shù)在現(xiàn)代城市軌道交通建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用，其對(duì)保證軌道交通通信質(zhì)量和效率、軌道交通安全運(yùn)行，以及滿(mǎn)足乘客對(duì)通信的需求和要求方面都具有重要的意義。所以在現(xiàn)代城市軌道交通建設(shè)過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用的重視，對(duì)無(wú)線通信技術(shù)不斷研究，發(fā)展更強(qiáng)、更穩(wěn)、更經(jīng)濟(jì)的軌道交通無(wú)線通信技術(shù)，這對(duì)于促進(jìn)城市交通發(fā)展、城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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作者：孫飛 單位：重慶軌道交通（集團(tuán)）有限公司