城市軌道交通無線通信技術(shù)應(yīng)用

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【摘要】在新時代背景下，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，就必須加強對通信系統(tǒng)建設(shè)的重視，而無線通信技術(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，這是因為軌道交通具有用地省、運能大、運行時間穩(wěn)定的特點，對促進(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，所以不利于各類通信電纜的敷設(shè)。而通信系統(tǒng)對軌道交通建設(shè)而言尤為重要，其直接關(guān)系到軌道交通的運行和安全?；诖?，就需要根據(jù)城市軌道交通的特點和需求，加強對通信系統(tǒng)建設(shè)方面的研究。無線通信技術(shù)是利用電磁波信號進(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)的問題。而分析現(xiàn)代城市軌道交通無線通信技術(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，其不僅要滿足軌道交通的安全穩(wěn)定運行需求，同時還需要滿足乘客對通信的多樣化需求。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，比如無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的覆蓋面要更廣，要實現(xiàn)全覆蓋；車載通信系統(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)，以此來為乘客提供媒體服務(wù)，如視頻播放、廣播廣告等?；诖?，在城市軌道交通建設(shè)中，如圖1所示，加強對通信系統(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，目前在各種工業(yè)現(xiàn)場的遙測遙控領(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]。基于Zigbee技術(shù)低功耗、低成本、低速率、遠(yuǎn)距離的特點，也可以加強其在城市軌道交通無線通信系統(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)測對地鐵供電系統(tǒng)的運行起到了至關(guān)重要的作用，但是地鐵備電系統(tǒng)電池組數(shù)量較多，如果每個電池采用專用電纜的方式進(jìn)行通信，則會造成較大的成本，而通過應(yīng)用Zigbee技術(shù)就可以有效解決這些問題。在具體應(yīng)用過程中，可以在每個被檢測電池組及測量端子處安裝Zigbee終端模塊，通過自組網(wǎng)方案，以一定數(shù)量的終端模塊作為群組，向中繼Zigbee傳輸檢測數(shù)據(jù)，最終將傳輸?shù)谋O(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至檢測系統(tǒng)微機管理系統(tǒng)中，就可以對備電系統(tǒng)電池狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測，進(jìn)而為地鐵供電系統(tǒng)的可靠運行提供保障。

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的無線通信技術(shù)，其在通信方面具有較高的靈活性和可靠性，可以滿足人們多樣化的通信需求。作為一種高效可靠的無線通信技術(shù)，其也可以在城市軌道交通無線通信系統(tǒng)中發(fā)揮作用和價值。但是在WiFi技術(shù)應(yīng)用于城市軌道交通無線通信系統(tǒng)實踐中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，WiFi技術(shù)與列車移動電視、信號系統(tǒng)CBTC、PIDS乘客信息系統(tǒng)的同在2.5GHz頻段，所以會產(chǎn)生一定的干擾。對此，就需要在WiFi技術(shù)應(yīng)用過程中采取一定的措施來保證無線通信質(zhì)量和效率。比如在WiFi技術(shù)應(yīng)用過程中，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，這對于減少干擾問題具有重要的作用[3]。在WiFi技術(shù)應(yīng)用過程中，也可以應(yīng)用PIDS和CBTC系統(tǒng)，這對于提高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)狀慎重實施。為了更好地避免干擾問題，也可以對WiFi技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和完善，比如可以將WiFi與地鐵的信號系統(tǒng)設(shè)置在不同的信道當(dāng)中，以此來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線通信系統(tǒng)帶來技術(shù)上的革命，對提高城市軌道交通無線通信系統(tǒng)的整體水平具有重要的意義。比如基于5G移動通信技術(shù)的軌道交通無線通信系統(tǒng)，可以實現(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，且通過引入MEC技術(shù)，還可以將業(yè)務(wù)“下沉”到車站接入網(wǎng)側(cè)，為乘客帶來零時延的體驗[4]。作為新一代移動通信技術(shù)，其具有高可靠、低時延的特點，對解決目前城市軌道交通無線通信系統(tǒng)存在的時延長、故障頻繁、干擾多的問題具有重要的作用。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，有利于構(gòu)建高可靠、低延時的軌道交通無線通信系統(tǒng)。在5G通信技術(shù)具體應(yīng)用中，還可以利用MIMO增強技術(shù)來實現(xiàn)接入層的大規(guī)模高密度的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，MIMO增強技術(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]。不過目前對于5G通信技術(shù)的應(yīng)用還處于研究和開發(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)合軌道交通無線通信系統(tǒng)的需求和要求，加強對5G通信技術(shù)的研究，如圖2所示。

3結(jié)束語

無線通信技術(shù)在現(xiàn)代城市軌道交通建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用，其對保證軌道交通通信質(zhì)量和效率、軌道交通安全運行，以及滿足乘客對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)過程中，要加強對無線通信技術(shù)應(yīng)用的重視，對無線通信技術(shù)不斷研究，發(fā)展更強、更穩(wěn)、更經(jīng)濟(jì)的軌道交通無線通信技術(shù)，這對于促進(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)

[1]熊珂.淺談無線通信技術(shù)在城市軌道交通通信業(yè)務(wù)中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2019，37（10）：29-30.

[2]孫贇.城市軌道交通無線通信專網(wǎng)綜合平臺構(gòu)建分析[J].信息通信，2019（5）：91-92.

[3]李俊亮.城市軌道交通中無線通信技術(shù)的應(yīng)用研究[J].電子測試，2018（24）：128-129.

[4]鄧宇殷.淺談現(xiàn)代城市軌道交通無線通信技術(shù)及應(yīng)用[J].通訊世界，2017（16）：26-27.

[5]黃輝.基于TDD-LTE技術(shù)的城市軌道交通車地?zé)o線通信網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)[J].城市軌道交通研究，2016，19（4）：29-33.

作者：孫飛 單位：重慶軌道交通（集團(tuán)）有限公司