城市轨道交通通信系统的应用模式及功能研究

邢 涛

（福州地铁集团有限公司运营分公司，福建福州 350000）

城市轨道交通通信系统的应用模式及功能研究

邢 涛

（福州地铁集团有限公司运营分公司，福建福州 350000）

分析和探讨城市轨道交通通信系统的应用模式和功能，针对存在的问题提出相应解决方案，以满足城市轨道交通信号系统的稳定运行。

城市轨道交通；UPS系统；IPoverSDH技术

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.45

0 城市轨道交通通信系统的设计

建立一个良好的视听链网络是城市轨道交通通信当前最主要的任务。在城市轨道交通中，城市轨道交通通信系统就是围绕着运营人员和系统设备提供交互手段，因此，一定要保障城市轨道交通通信系统的安全性和可靠性，主要是保证可以消除每一子系统的隐患和接口匹配产生故障的状况。在城市交通轨道设计时，要保证设计技术的先进和可靠，同时要保证的就是易扩展和升级以及方便维护性，如此才能够保证城市轨道交通通信系统可在任何的环境当中相互作用。且每个子系统之间都可以对其相应子系统的故障进行监测和检查，可有效保证子系统对故障进行检查和及时报警，从而保证整个系统的可靠性。

城市交通轨道通信系统主要包括了在运营管理当中的语音和数据及图像和文字的一些信息，为保证车辆的行驶安全，以及现代化管理水平的上升，使乘客在行车的过程当中感到舒适，提供通信就是最重要的内容。与此同时，根据当前这个阶段的特性，在实际情况中，城市轨道交通通信系统的特点主要包括分段开通及后期线路延伸的特点。

这样的通信系统，主要应建设为安全可靠和功能合理以及技术先进的通信网络。通过对城市轨道交通通信系统进行研究，发现城市轨道交通通信系统应要有两方面改进，才可保障城市轨道交通安全高效的运营，首先要完善一些新的模块，例如是城市轨道交通的通信管理系统，第二个内容就是对比较传统的模块运用新型的技术，让其性能可以得到有效的改进[1]。

1 技术研究

城市轨道交通通信系统主要包括传输系统、公务电话系统、专用电话系统、无线集群通信系统以及时钟系统等功能。

1.1 传输系统

在城市交通轨道系统当中，传输系统非常重要，传输系统主要包括了MSTP（Multi-Service Transfer Platform，基于SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）的多业务传送平台））保护环路，可以为每个车站和控制中心提供传输通道，将各子系统通过传输连接到一起，从而使系统实现整体。如图1所示，为轨道交通通信传输系统的基本组网结构。

轨道交通通信传输系统所提供的基本业务类型包括有安全类业务和非安全类业务，其中，安全类业务包括CBTC（Communication Based Train Control System，基于无线通信的列车自动控制系统）业务、集群调度业务、紧急文本和列车运行状态检测业务；非安全类业务包括车载视频监控业务、PIS（Personal Identification System，个人形象识别系统）系统业务和预留其他信息传输通道。

图1 传输组网示意图

1.2 公务电话系统和专用电话系统

公务电话系统可通过远端模块把它与控制中心进行连接，然后使其能够进行公务电话互通，也可以完全实现公务电话的外线业务，而专用电话系统能实现控制中心和车站的语音调度通信功能，然后根据中心的各类调度台直接发送出命令[2]。

1.3 无线通信系统和视频监控系统

无线通信系统主要采用的是无线和有线相结合的传输方式，中心无线设备经过传输系统和车站以及无线基站进行连接，然后，每个基站在根据天线空间波传播或经过辐射和移动台进行通信。

运营视频监控系统和公安视频监控系统构成了视频监控系统，使相关人员对列车进行监视，与此同时，也可以掌握客流的流向，是使列车指挥可以透明的主要工具，相关的工作人员通过监视在车站停车后的旅客上下车情况，可便捷掌握开关门时间。视频监控可通过二级控制网络，把信息传送到控制中心或车控室的监视器当中。

1.4 广播系统和乘客信息系统

广播系统主要的内容是可实现中心或车站的二级控制，根据车站和控制中心的广播控制台然后发起紧急播报，且最主要的一点是可以通过ATS（Automatic Train Supervision，自动列车监控系统）指令得到有关车辆运营的信息，然后在车辆出发或车辆到站时进行自动播报。乘客的信息系统主要就是由信息系管理系统和终端乘客信息显示屏组成的，然后可依据每个车站或车辆的显示屏，把列车到站或出发的信息进行显示，也能够对乘车须知以及时事新闻进行播报，最主要的一点就是可以对突然发生的事件进行报警[3]。

1.5 时钟系统、电源及接地系统

时钟系统能够保证城市轨道交通按时运营，可以更有效地服务乘客，最主要的一点就是：有统一的时间，才能按时提供信号的系统。这个系统主要采用的就是GPS（Global Position System，全球定位系统）技术，根据GPS把每个钟表进行同步，这样就能保证乘客掌握正确的时间，就可以更加方便乘客，而电源及接地系统主要是采用一级负荷，通信系统主要是靠电源系统提供比较稳定且不间断的电源来维持工作，而且主要的就是应具备集中监控的功能，电源及接地系统当中，UPS（Uninterrupted Power Supply，不间断电源）机柜和蓄能电池组成了UPS，也就是电源系统，且最主要采用的就是离线式UPS和在线式UPS系统，在这个两个系统中，在线式UPS系统相较于离线式比较稳定，并且一定要注意，接地系统的设计既要保证通信设备能够正常的工作，同时还要保障人的生命安全[4]。

2 通信接口设计

城市轨道交通通信系统的骨干网就是传输系统，所以，传输系统相当重要，在设计的过程当中，一定要考虑到城市轨道交通的安全性和业务性，同时也要考虑到通信发展的最主要方向，最重要的一点是要完全满足对通信系统业务接口的要求，因为在当前阶段，通信接口的要求变得十分严格，正因为如此，传输系统的选择要求也变得非常高，所以，在传输系统选择时一定要注意，要保证传输速度快以及综合业务强。只有这样才能更加地方便乘客，才能保证城市轨道交通系统的质量，在先进的IPoverSDH（同步信息传输）技术没出现前，传输系统主要的内容就是IP（Internet Protocol，互联网协议）系统，另一种就是SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）系统，这两种虽然能够达到互补的效果，但非常容易出现交通通信信息发送消息出现不及时，对于交通来说，时间就是生命，不能出现一丝一毫的差错，只有这样才能保证乘客的安全、方便乘客的出行，而这两种系统经常出现消息延长的问题，这就很容易出现车辆晚点或交通堵塞的情况，面对这些问题，在科学的不断进步当中，一定要引进先进的IPoverSDH技术，这项技术能够使传输速度可以有效地提升，而且，还可以保证城市交通的运营，这个系统非常安全可靠、科学标准，所以，要在城市轨道交通当中广泛的应用该项技术，IPoverSDH能够同时保证车站以太网六种相对独立的运行，而且还可以对控制中心当中的交通业务起到控制的作用，这样就可以使城市轨道交通通信系统的要求得到相对有效的满足，与此同时，这项技术还能够在每个车站或者是停车场建立相对的信息采集点，然后使用PCM（Pulse Code Modulation，脉冲编码调制）的接入方式，通过SDH传输通道把交通的运营消息给传送到控制中心或者是相关的管理单位，这样能保证相关部门对这些消息进行判断以及分析，通过这种方法，许多问题就可以迎刃而解。此外，还需要注意，在进行通信接口设计时，要具体问题具体分析，按照实际的交通环境，采取比较合理的传输通道以及通信设备，只有这样才能使城市交通轨道通信系统技术得到提高，才能够使乘客的安全得到保障，最主要的一点就是可以使城市轨道交通通信系统能够走可持续发展的道路[5]。

3 结束语

在城市轨道交通当中，通信系统的地位非常的高，因此城市轨道交通系统的模式和功能的研究非常的重要，通过不断的研究发现，在城市轨道交通系统当中，传统的IP系统和SDH系统已经不适用城市轨道的交通发展当中，随着科学技术的不断进步，一种新型的、先进的IPoverSDH技术出现，这项技术应用到城市轨道交通通信系统效果十分良好，因为这项技术传递消息及时有效，减少了许多不必要的麻烦，例如减少交通堵塞的情况，也减少了晚点的情况，因此，在城市轨道交通通信系统中应用到这项最先进的技术，能有效地保证城市轨道交通通信系统的发展。所以，为了能确保城市轨道交通系统的发展，保证城市交通的可持续发展，可给城市的经济带来有效的提高，使居民出行更加方便，城市轨道交通通信系统非常重要，无论从经济效益的角度上来看，还是从社会效益的角度上来看，城市轨道交通通信技术模式和功能的研究都非常有价值。

［1］奚雯佳.基于TETRA的专用无线通信系统在城市轨道交通中的应用［D］.南京：南京邮电大学，2014.

［2］王可佳.基于SDH的MSTP技术在轨道交通通信系统中的应用［D］.沈阳：沈阳建筑大学，2014.

［3］赵连捷.城市轨道交通通信系统的设计与实现［D］.上海：复旦大学，2009.

［4］汪晓臣，于鑫，阚庭明，等.城市轨道交通通信集中告警系统设计与实现［J］.现代城市轨道交通，2014（3）：27-30.

［5］李苏雯，康进赟，李连成.城市轨道交通通信系统主备用中心切换功能分析［J］.铁路计算机应用，2009（5）：45-48.

TP311.52

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〔编辑 利 文〕