移动通信技术在城市轨道交通中的应用

胡仁辉

（重庆信科设计有限公司，重庆 401147）

移动通信技术在城市轨道交通中的应用

胡仁辉

（重庆信科设计有限公司，重庆 401147）

移动通信是指在通信过程中至少有一方是处于运动状态的通讯方式。而城市轨道交通是指城市中以轨道为运行方式的公共交通骨干，其具备节约能源和用地资源、运量大、安全环保及不受天气影响等优点，是一种绿色环保、可持续发展的交通体系，尤为适合大中型城市。文章通过探讨移动通讯的发展趋势，分析其在城市轨道交通中的应用并举例说明。

移动；通信技术；城市；轨道交通

随着城市轨道交通的发展，其在现代城市公共交通中的地位也日益突显，发展出了众多的城市轨道交通类型，如城市铁路、地铁、轻轨、有轨电车、磁悬浮列车和机场等新型交通系统，然而在保障轨道交通安全和可靠运行方面，却是一个非常复杂的运行和管理过程。轨道交通运输是一个较为完整的大型系统，其各个组成部分都运用了通信技术，通信在轨道运输中甚至有着神经系统和网络的作用。然而通信技术在其业界和学术界的争论很激烈，而且并没有较为统一的规范和标准，所以为了保证城市轨道交通列车的安全性和可靠性，就需要集中统一管理列车的运营，以及必须配备完善的通信系统。

1　移动通信技术在城市轨道交通中的应用优势

1.1提高稳定性

移动通信站点能够利用基站实现无线网络的覆盖，在隧道中的单个基站的覆盖范围就可以达到1.2km。而且，基站的组网设置原则非常灵活，不仅能够根据列车的运行速度来布置基站的安装位置，还能够增大或减少基站网络覆盖的重叠长度，以此保障高速运行环境下的越区切换的成功，多样化的网络覆盖方案，能够提高数据传输的稳定性。

1.2保证可靠性

移动通信技术使用的是专门的频段，与其它的通信方式使用公共频段不同，移动通信的干扰源少，加上使用的是专用频段，所以其抗干扰能力强，保证了数据阐述的可靠性。

1.3增大传输容量

移动通信技术也被称为蜂窝网络通信，利用基站的布置，就能够把小区划分成若干小区域，极大地增加了频率的空间重复使用率，和提升了数据的传输容量、再结合LTE技术的运用，使得第四代移动通信技术的无线宽带业务有了技术基础，无线传输速度甚至达到了100Mbps/S。

1.4提高安全性

移动通信技术的鉴权中心主要有两个作用，首先就是能够鉴权用户的IMSI号，避免非本网络的用户接入网络，其次就是能够加密无线路径上的通信数据，确保了通信数据的安全性。

1.5降低组网成本

移动通信包含了众多的业务，不只具有基本的语音通信业务，还能够高速传输一些相关的数据、音频、视频和图像等大数据量的业务。所以能够完全取代TETRA集群通信和WLAN网络，真正实现语音调度的业务，确保了CBTC系统的运行和车载PIS、CCTV专用通信无线网络的畅通性，强大的网络功能不仅能避免单独建网的现象产生，还能够降低组网成本。

2　移动通信技术在城市轨道交通中的应用示例

2.13G、4G技术的普及与改进

3G、4G技术不仅处理音乐、视频和图像等多媒体形式的文件，还具备浏览网页、电话通信和电子商务等多种信息服务功能，在如今的日常生活中占据了越来越重要的位置。然而经研究表明，在我国的各大城市中，运用到3G、4G技术的城市轨道交通并不多，即使有引入相关的技术应用，也只是运用在了站台和站厅中，如果列车进入隧道内就无法正常的浏览网页，甚至无法连接网络。

3G、4G技术通信系统在城市轨道交通的运用中，最重要的障碍有两个。其一是地铁公司觉得如果把3G、4G的应用引入地铁内，那么会推进乘客自带Wi-Fi热点的行为，而这个行为会对列车的信号系统造成一定的影响；其次便是因为现在已经建成及运营的城市轨道交通线路并没有考虑到3G、4G通信系统的需求，然而要想通过后期改造，却因为地铁内特别是隧道内的拓展空间较差，加上地铁运营时间的限制，可利用的时间较少，严重的阻碍了3G、4G通信系统的普及。其实3G、4G通信系统和列车信号系统的相互干扰性不大，而且通过一定的技术完善，能够很好的解决这一问题，所以今后的地铁运行网络的建立会逐渐加入3G、4G技术。

2.2Wi-Fi技术的普及和改进

Wi-Fi无线网络在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”，实质上是一种商业认证，同时也是一种无线联网技术，以前通过网线连接电脑，而Wi-Fi则是通过无线电波来连网；常见的就是一个无线路由器，那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用Wi-Fi连接方式进行联网，如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路，则又被称为热点。Wi-Fi技术具有组网灵活和高速数据传输的特征，在各个领域的应用较为广泛，但是因为会和列车的移动电视、信号系统、CBTC和PIDS乘客信息系统相互干扰，所以在城市轨道交通中的应用较为滞后。深圳是我国首个成功布置了无线宽带传输网络的城市，首次实现了Wi-Fi技术与视频的上下行传输，为今后我国的Wi-Fi技术在轨道交通的应用开创了先河。针对Wi-Fi技术通信系统在城市轨道交通中的运用阻碍主要有几个方面的解决策略。首先是可以把地铁内的系统转换为508GHz的固定频段通信，然而这样的方式却无法支持具有2.4GHz的智能终端，为未来留下了更大的隐患。其次便是CBTC和PIDS系统如果都转换成当前的GSM-R频段，就需要大量的改造和完善，地铁公司可能难以承担。最后便是技术的革新，着重研究有关的城市轨道交通专用WiFi技术，而当前也已经有了一定的成果，如DS-FH混合扩频技术和固定信道划分技术。当前的有些深圳地铁便是把列车信号系统和Wi-Fi系统划分在了不同的信道，避免了干扰的产生，这样的运用正是Wi-Fi在城市轨道交通中的良好运用。

3　结束语

在将来，我国的城市轨道交通移动通信系统必会朝着高宽带、多功能和智能化的方向发展。

如果一个产品具有足够的宽带、整合的通信和信号系统，加上智能化的分配，就能够完成当下的城市轨道交通市场和通信格局。因为目前的城市轨道交通信号系统和移动通信系统是互相独立的，所以其项目的投资额就非常的巨大，后续的维护费也会增多，所以后续的研究和发展就需要把通信系统和信号系统相互整合和统一。

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TN91

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1671-3818（2016）09-0062-02

胡仁辉（1963-），男，汉族，重庆人，任职重庆信科设计有限公司，大学本科，研究方向：通信技术应用、企业信息化、工程项目管理。