LTE 技术在城市轨道交通信号系统中的应用分析

2019-11-29宋鹏程

商品与质量 2019年32期

宋鹏程

中铁一局集团电务工程有限公司陕西西安 710038

城市轨道交通信号系统由地面控制中心和车载信号系统共同构成，对列车进行实时指挥，实现列车运行自动化，保证列车运行安全，提高列车运营效率。信号系统的控制模式为控制中心对运行中的列车发出指令，列车车载系统接收指令并执行。如何保证控制中心的指令及时、准确地传输到列车的车载系统，需要将LTE 技术应用在城市轨道交通系统中，实现高效可靠的车地无线通信，为信号系统的正常运行提供有力的保障。LTE 技术以3G 网络技术为基础，并由此产生。LTE 技术可以为列车自动化运行提供坚实基础，在城市轨道交通信号系统里，命令授权是由地面信号设备开启，然后对列车移动进行指挥。列车利用信号接收设备执行相应的命令，在这一过程中，信号传输离不开LTE 技术[1]。

1 城市轨道交通信号系统无线通信现状

1.1 信号传输容易受干扰

城市轨道交通信号系统应用，多使用CBTC列车自动控制系统。这一系统构成主要为：对象控制装置、安全装置、列车检测设备等。将上述设备和外界网络相连，可以实现对列车的自动控制。CBTC系统主要优势为运输能力强、车间间距短，具体应用期间仍有较多缺陷，这里比较常见的问题为城市轨道交通信号常常会受到其他同一频段设备干扰，进而对信号的正常传输带来影响，分析其原因为列车当中使用的无线局域网及信号系统频段都是，这种频段会使信号传输通道被其他设备占据，故而使得系统当中的信号传输受阻，严重情况下还会对列车运行产生影响。面对这一情况，为了减少外界因素对其产生的干扰，应需要采取外部措施解决问题[2]。

1.2 信号传输受速度影响

在研究不同区域城市交通信号系统期间，发现很多区域城市交通规划中都将设定列车运行速度为，对于超出这一数值范围的列车运行速度，城市交通信号系统就难以进行传输。就当下的WLAN 技术应用标准分析，早期是用在室内当中的进行无线宽带传输，针对运行速度高的设备，没有与之相匹配传输设备供应移动设备运行，速度越高就会使得信号传输错误率逐渐增加，最终影响无限信号传输。

1.3 轨道两端无线设备多

就城市轨道交通信号系统而言，随着列车运行速度逐渐加快，WLAN 所需的信号传输距离就越短，这里拿速度来说，需要控制WLAN 设备AP 点间距在200m 范围内，若其中一条轨道长度为，则应设置超过300 个AP 设备。但随着信号传输设备的增多，既需要较多的资金，也会使得信号传输系统安全隐患逐渐增多。若轨道两端设备出现故障，技术人员不能在第一时间赶往故障现场，就难以对设备进行及时抢修[3]。

2 LTE 技术在城市轨道交通信号系统中的应用

2.1 应用优势

LTE 技术是以3G 技术为基础的，通过不断的创新与完善简历起来。这项技术为3GPP 无线接口标准，借助这一技术创建的移动通信目标可以使信号传输速率逐渐提高，另外也能支持多种媒体广播业务组播。再者，LTE 中包含了信号处理技术、上下行资源、频谱解决方案，所以应用十分广泛。在城市轨道交通信号系统中应用LTE 技术，既可以提升列车运行安全性，又可以实现列车自动化[4]。

3GPP 结合LTE 技术性能指标，在频谱为时，城市轨道交通通信信号系统需要提供峰值速率为。城市轨道交通信号系统中应用LTE 技术有很多优势：具体而言主要为以下几点：（1）网络扁平化。LTE 技术网络中应用RRU、BBU、EPC 扁平网络架构模式，这种类型网络结构对于网元节点有很少要求，时间延长也比较少，能有效满足网络低复杂度、低成本等需求；（2）LTE 技术传输宽带相对较高，支持非成对与成对频段；（3）LTE 技术在实际应用中移动接入性较强，同时可以借助频率校准确保无线链路质量[5]。

2.2 具体应用

（1）专用频率应用。LTE技术专用频率与其抗干扰性密切相关，所以在城市轨道交通信号系统中应用这一技术，一定要发挥专用频率这一功能，在使用专用频率期间，可以使信号系统具有较强的干扰性，让系统的运行效率不断提升。在LTE 技术不断发展的当下，城市交通轨道应用的越来越多，一些单位及部门也逐渐对专用频率进行关注。面对这一情况，工信部门需要明确规定频段信息。为了让城市轨道交通信号系统快速运行，既要加强LTE 技术应用，也要主义申请专用频道，如此方能提高系统的抗干扰性。当申请通过后，需要将其作为独立频段使用，减少外界环境对其产生的影响。比如，民用手持移动设备。LTE 技术的合理化应用，促进了城市轨道交通全面发展，也为其提供了强有力的技术支撑，推进器逐渐朝着现代化方向不断发展[6]。

（2）LTE 信号系统应用。随着信息技术的不断发展，科学技术水平不断提升，LTE 技术水平也越来越高，其在城市轨道交通信号系统中的作用越来越明显，另外，也使得列车运行安全性不断提升。比如，在某一城市汇总，通过将LTE 技术应用造城市交通轨道系统中，使得这一城市的1 号线中的PIS 系统和LTE 技术熔融后在一起，不仅能让1 号线合理化运行，还能进一步促进城市建设发展。此外，在LTE 技术不断更新的当下，其在很多大中城市中都得到了广泛应用。一般来讲，城市轨道列车系统有很多，在不同的系统中，LTE 技术在安全系统中的作用最大，可以有效保证列车安全运行。再者，城市交通信号系统运行期间，为了让信号传输更加有效，需要缩小LTE 技术宽带，方便其运行，从而保证信号传输可靠。PIS 系统是城市轨道交通中的重点，这一系统和信号系统有很大不同，为了推动系统运行顺利，应用LTE 技术期间，还应加强设备调试。为了做好这一点有必要加强对信号无线通信传输状态及特点的研究分析，便于为调试工作提供最佳便利条件，从而有效发挥LTE 技术效用。

（3）LTE 技术应用测试。随着城市经济不断发展，城市轨道建设越来越多，为了让城市交通更好的发展，有必要在交通信号系统中融入LTE 技术。在此期间，需要做好应用测试。为了让测试效率和质量进一步提升，相关部门对此展开了详细研究。再者，除了交通管理公司外，一些通信厂商也需要加强对测试应用的整合，便于测试工作顺利开展，从而为LTE 技术在城市轨道交通信号系统中的应用打下良好基础。测试期间，CPBTC 十分重要存，俄式期间，需要控制发送周期为100ms；为了让测试更加科学，还应有效控制传输频宽，通常来讲需要将其控制在范围内。再者，ETU信道模型作为应用平台测试的主要构成，也作为一种信道仿真器使用。测试平台建立起来后，在进行测试工作期间，这一平台也可以发挥多种功能，这种功能可以为LTE 技术在城市轨道交通信号系统中应用提供稳定基础。以此平台为基础，既可以测试LTE 技术传输性，也可以为其实际应用提供依据，同时还能就传输延时与丢包性能展开测试，从而全面掌握这一技术的重要指标。关于测试应用上，相关部门给予了很大支持，且随着应用测试信号厂家的增加，其所获得的测试经验也比较丰富。在实际测试期间，有助于全面了解LTE 技术性能，并对其进行合理应用，同时通过对其应用价值进行深入挖掘，还能让这一系统更加完善，这对于城市轨道交通发展而言无疑是十分有益的[7]。