移动通信技术在城市轨道交通中的应用

赵 娜

沈阳盛唐智能工程有限公司

移动通信技术在城市轨道交通中的应用

赵 娜

沈阳盛唐智能工程有限公司

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。基于此，本文研究移动通信技术在城市轨道交通中的应用。

移动通信技术；城市轨道交通；应用

随着我国城市轨道交通的快速发展，车地无线通信的发展已越来越不能满足日益增长的轨道交通业务发展的需求。本文通过分析当下城市轨道交通车地通信的现状，通过对移动通信相关技术原理的研究，提出了移动通信技术在城轨车地通信方面具有更稳定、更可靠的优势。合理地实现移动通信技术与城轨车地通信的结合，能够更好地实现车地无线通信传输，满足轨道交通业务的需求。

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 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。

1.4 蜂窝网络技术，数据传输容量大

移动通信技术也称为蜂窝网络通信，通过设置基站，划分小区，成百上千倍地增大了频率的空间复用率，极大提高了数据传输量。另外，LTE技术的应用，为第四代移动通信技无线宽带业务提供了技术基础，使得无线传输速度可达100Mbps/S。

2 移动通信技术在城市轨道交通中的应用

2.1 无线局域网技术(WLAN)

无线局域网技术(WLAN)是目前应用最为广泛的一种移动宽带传输技术，是由IEEE802.11工作组规定的无线通信系统。IEEE小组相继推出了802.11b、802.11a和802.11g三个物理层标准和802.11n草案。802.11b通常也被称为Wi-Fi，工作在2.4GHz频段，可支持最高11Mbps的共享接入速率；802.11a工作在5.8GHz频段，其速率高达54Mbps，分频采用OFDM技术，但最高速率的无障碍接入距离降到30～50米；802.11g也采用OFDM技术，与802.11a一样可支持最高54Mbps的速率，同时它工作在2.4GHz频段，因此可以做到与802.11b兼容，而最高速率是802.11b的5倍。802.11n工作在2.4GHz 或5GHz，可与以前的IEEE802.11b/g设备通信兼容，其速率可达108Mbps，甚至600Mbps，但目前只是一个草案。由于WLAN技术在静态装置下开发的无线数据传输，当速度达到120km/h时，传输速率明显下降，但802.11a、802.11g、802.11n网络稳定带宽均大于12Mbps，仍能满足城市轨道交通车地宽带移动通信的带宽需求。

2.2 CBTC系统

CBTC(基于通信的列车控制系统)是目前城市轨道交通信号系统主要采用的制式，通过车地无线通信系统进行列车与地面的数据交换，实现列车运行的自动控制和调度，主要功能有ATS(列车自动监控)、ATP(列车自动防护)和ATO(列车自动运行)。CBTC是城市轨道交通自动化体系中的关键系统，对保证列车运行安全、提高列车运行效率起着重要的作用。车地无线通信是连续的、双向的，车地通信分为地-车信息传输(下行)和车-地信息传输(上行)。其中，车对地(上行)的传输信息包括：列车ID、列车位置、列车运行速度、列车运行方向、设备告警等信息；地对车(下行)的传输信息包括：列车ID、前方进路数等信息。CBTC车地通信是一个安全苛求系统，为保证车地通信数据的实时性和可靠性，无线通信网络采用了双环网冗余结构，无线覆盖采用了完全双层覆盖方式。

2.3 3G与4G技术

(1)第三代移动通信技术简称3G，它是一种真正意义上的宽带移动多媒体通信系统，它能提供高质量的宽带多媒体综合业务，并且实现了全球无缝覆盖，它的数据传输速率高达2Mbit/s，其通信容量是第二代移动通信技术的2-5倍。目前，最具代表性的3G标准有有美国提出的CDMA2000，欧洲和日本提出的WCDMA以及中国提出的TD-SCDMA。(2)第四代移动通信同样被称为4G技术，它是3G技术的进一步演化，是基于LTE标准(长期演进技术)之上，为我们提供高速移动的网络带宽业务，它的最高无线传输速度可达每秒100Mbps。4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像，并且能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求，有着不可比拟的优越性。

综上所述，城市轨道交通的快速崛起，不仅是因为轨道交通适用于交通压力巨大的城市交通，还依赖于先进的移动通信技术。没有高科技的移动通信技术为城市的轨道交通保驾护航，就不能真正的保证城市轨道交通的安全运行。尽管如今的移动通信技术随着科学技术的发展已经达到了现代化轨道交通所要求的水准，但是我们还是应该更加努力研究轨道交通移动通信技术，使得更好的移动通信技术为城市轨道交通服务，为城市的发展服务，更好的用轨道交通促进城市的快速进步和发展。

[1]胡仁辉.移动通信技术在城市轨道交通中的应用[J].工程技术研究，2016，(05)：61+70.

[2]李皓东.无线通信系统在城市轨道交通中的应用[J].无线互联科技，2014，(05)：42.