通信技术在城市轨道交通中的应用

2020-02-02高皑琼

通信电源技术 2020年20期

高皑琼

（甘肃工业职业技术学院，甘肃天水 741025）

0 引言

轨道交通包含了多种交通方式，如有轨电车、地铁以及磁悬浮列车等，具有运量大、速度快等优势。随着科学技术的发展，这些先进的交通方式不仅普及率相较以往有着明显提升，而且已经成为现阶段衡量一个国家发展速度的重要因素。该类型交通方式的运用在有效缓解交通压力的同时，也能够满足节能环保要求，符合现代社会发展趋势。轨道交通在我国多个城市中均具有较高的普及率，覆盖范围极广，凸显出了其节能与解压的重要应用优势。其中所应用的通信技术更是提高轨道交通整体安全系数的重要手段，为人们提供了便利且安全的出行条件。通信技术是重要的技术类型，因此深入分析其在轨道交通中的应用步骤具有极为重要的现实意义。

1 城市轨道交通中通信技术的组成

通信在很多人的传统思想认知中指的就是利用电话或其他工具完成信息传递。但城市轨道交通系统中所应用的通信技术却不是那么简单，不仅包含了基础的电话系统，还包含了对应不同列车功能的广播系统、通信电源、视频系统以及无线子系统等，是轨道交通工具中多类型功能的实现前提。

电话系统在人们的日常生活中较为常见的，是简单的信息传递体系。得益于多种先进的技术条件，轨道交通工具中所应用的电话系统稳定性极高。专用的无线子系统指的是在不借助任何通信光缆连接线的情况下，利用电磁波进行信息传递的一种方式[1]。传输系统是信号传输的子系统，起到了连接各个通信模块的作用，能够保证整个通信系统的正常运行。广播系统是通信系统中的专用系统类型，为城市轨道交通质量的进一步提升奠定了基础，也是充分发挥应急救援体系应用效果的关键环节。乘客信息是指在通信系统的辅助应用下为乘客们在列车室、站台或是站厅等提供所需信息的方式。通信电源则是列车中所有系统供电的核心部分。视频与报警系统是指在摄像头和多个传感器的帮助下对城市轨道交通进行视频监控的系统，能够对没有遵循相关规定进行施工的工作人员或闲杂人等做报警处理。其中，多个系统包含文字、图像以及语音等形式，可为城市轨道交通的运营安全性与稳定性奠定坚实的基础。

2 城市轨道交通中通信技术的多种应用优势

2.1 信息交互手段的完善

信息交互手段的完善与应用可靠性是城市轨道交通中对通信技术的基本应用要求，也是为城市轨道交通提供一系列安全且稳定运行条件的核心技术。而想要实现有效的城市轨道交通目标，就应提高对系统设计环节的重视，为系统设备和运营的相关人员提供具有可靠应用特征的多类型交互途径。系统设计过程中，设计人员应提高对子系统中存在安全隐患的重视，以保证接口故障发现的及时性，提高系统运行的有效性[2]。为更好地发挥系统的应用效果，工作人员还应重点关注系统扩展与维护环节，确保所应用技术的先进性，为系统在多种应用环境下的协调工作提供基础条件。

2.2 子系统故障检测与报警

通信系统中包含多类型的子系统，负责文字和图像等信息的传输过程，与轨道交通工具是否能够保持稳定运行状态有着极为密切的联系。因此，为使系统能够时刻处于稳定的运行状态，保证子系统的使用效果，工作人员应做好子系统的内部功能及时检测工作。这样在问题产生后就能够保证警报发出的及时性，为通信系统能够稳定且健康运行提供基础条件[3]。实际的设计过程中，设计人员还应使用更多的现代化管理手段，并联系轨道交通系统的运行实际制定有效的通信系统故障应急处理方案。由于部分城市采取了轨道交通分段开通的方式，因此设计人员应与不同城市的轨道交通发展实际相结合才能构建出具有多样化功能的先进通信系统，从而为满足不同环境下的轨道交通运营需求提供基础条件[4]。

3 通信技术在城市轨道交通中的具体应用

3.1 通信系统中的传输框架设计

通信系统中的传输系统框架设计，是城市轨道交通中的重要环节，起到了提供车站与控制中心信息传输通道的作用，为保证系统的整体性奠定了坚实的基础。传输系统框架设计环节需要构建独立的传输系统，并应联系通信系统的实际应用环节建立点与点以及点与面的专用通道。各个传输通道之间的相互连接组成了城市轨道交通的庞大信息网络，为突显其中的通信效果提供了完备条件[5]。电话系统包含了公务电话与专用电话两部分。专用电话指的是控制中心与车站之间的语音调度通信系统，是接收与发布调度指示的重要部分。公务电话则是以远端模块为核心实现与控制中心交换机的交换，从而达到公务电话的互通目的，具有外线的应用优势。控制中心所应用时钟系统为一级母钟，而车站属性为二级，想要保证正常交通则必须要将二者同步。控制中心在一级母钟的指示下发出车站同步信号，并以此为基础发出相应指令，在保证轨道交通到达及时性的同时为乘客们提供准确的乘车信息[6]。视频监控系统需要以网络为基础联系控制中心与车站才能组合成二级控制网络，以实现对车站的实时监控。若有应用需要，系统也可在控制中心的帮助下传输视频资料。多个系统的共同应用为交通运营效果的进一步提升奠定了基础，是设计通信系统传输框架的重要意义。图1为常见的部分通信框架设计图。

3.2 SDH技术

图1 通信框架设计

该技术形成的路由配置能力具有智能化的应用特点，表现出了极强的监控能力与维护效果。该类技术融入城市轨道交通能够确保各类子系统的运用安全性与稳定性，且由于其应用优势使其成为了提高轨道交通信息传输效率的新式手段，为适应灵活多变的轨道交通路线提供了完备条件。从实际的应用情况来看，图像信号的传输过程依旧存在一些问题，影响通信效果。为解决问题应考虑联合IP技术以弥补技术的单独应用缺陷，并应突显SDH网络单元在组建的传输网络中的重要应用地位[7]。另外，还应与光纤以及微波等共同联合才可保证信息的同步应用效果，并能够在传输与交换等功能融为一体的背景下实现网络管理与操作的统一，构建强大的综合信息网络，为网络的及时维护与管理提供多种便利条件。

3.3 IP技术

IP技术简单来说就是具有数据包传输作用的技术类型，是凸显广域异种网络互联优势的重要基础。通过IP技术在城市轨道交通中的有效应用能够表现出多种技术便利条件。例如，可以以停车场作为信息采集节点，并联合应用以太网与SDH技术将不同站点实时产生的信息上传到云端，以达到预期的网络管理效果。IP技术同样也是解决轨道交通通信系统信息传输业务的重要手段，能够为数据和语音等提供多类型的选择接口[8]。先进化与模块化是通信系统应遵循的设计理念，在这一背景下所构建的通信系统，为后期有扩容需求时提供了更多的方便条件，是城市轨道交通运营与管理水平持续提升的重要基础。图2为数据信息节点应用示意图。

图2 数据信息节点应用示意图

3.4 5G通信技术在城市轨道交通中的应用

当前5G技术依旧处于初期发展阶段，虽然已经通过建设多类型基站实现了多区域的信号覆盖，但距离真正将其融入轨道交通且充分发挥其应用效果依旧存在一定距离。想要实现5G通信技术的灵活运用，需要在确定的通信环境下安装大规模的天线阵子单元，为系统提供完善的硬件保障。但需注意，若设备体积较大，将无法安装在列车上，继而影响列车部分区域的信号覆盖。目前，我国主要应用的是5G的毫米波段。该波段的实际应用需要大量的低功耗设备的支持，需要对部分轨道交通网络进行重新改造。由于目前我国的5G通信技术尚未处于成熟运用的状态，再加上当下国际尚未制定统一的技术应用标准，无法提供完善的硬件支持，使得技术应用功能不够稳定，增大了信息泄露风险，也不利于后续技术人员对设备进行检修与日常维护。因此，5G通信技术若有轨道交通的运行需要，应严格遵循循序渐进的基本技术应用原则，应将列车的安全运行作为基本要求。