浅谈现代城市轨道交通无线通信技术与应用

陈银华

摘要：本文介绍了无线通信技术在现代城市轨道交通中的应用，分析了无线通信技术在城市轨道交通中的应用，探索了这些技术在现代城市轨道交通中的应用，希望对促进城市轨道交通的发展发挥作用。

关键词：现代城市;轨道交通;无线通信技术

引言

为了提高轨道交通的安全性，轨道交通在运行过程中需要与地面保持通信联系，所以无线通信技术在城市轨道交通的应用是非常重要的，利用无线通信技术，建立完善的轨道交通系统，人们可以充分掌握乘客信息。在城市轨道交通无线通信网络设计中包括了生产无线网路，公安无线网路，运营无线网络及乘客无线网络，无线通信技术主要有车载CCTV，信号系统CBTC及通信PIS等。无线通信技术在城市轨道交通中的应用影响着其运行时的安全与稳定性，如果发生故障而停运，会同时影响乘客的出行及周边交通，所以无线通信技术的重要性就显而易见，该技术一方面保障着轨道交通信号系统更好的发挥作用，一方面保障乘客的正常出行。

1现代城市轨道交通对无线通信技术的基本要求

1.1列车控制系统

列车控制系统又称为CBTC系统，该系统是基于无线通信技术的，也是目前轨道交通主要使用的制式，列车与地面进行数据交换，列车在运行过程中所需要的自动控制和调度作用都是通过车地无线通信系统实现的，该系统的功能主要用自动监控，自动防护及自动运行，列车控制系统车地无线通信具有连续和双向的特点，对安全性具有严格要求，该无线通信系统中采用了双环网亢余结构，同时无线覆盖是完全双层覆盖，从而保证了列车通信数据的实时性，也提高了相关数据的可靠性，如香港国际机场第三跑道系统工程新全自动旅客捷运系统，系统为全自动驾驶模式，存在多个场景，需要与多个外部系统进行联合，因此列车控制系统性能是非常重要的。

1.2视频监控系统

视频监控系统就是利用无线通信技术将列车内的监控录像传输到控制中心，从而进行集中监控，提高了监视工作效率，同时也可以传输到地面监控中，列车与地面之间进行视频传输，更好的保障列车和乘客的安全，更好满足轨道交通运营的需求。视频监控系统可以对多个路面进行实时录像，并且根据需要对相关录像进行存储，车厢内的图像传输到地面属于上行业务，图像的压缩格式影响着该业务的进行，而下行业务只是进行视频控制，取决于监控摄像头的数量和类型，因此视频监控系统可以灵活调整图像压缩格式，使车厢内的情况更快，更好的传输到地面控制中心。

1.3乘客信息系统

乘客信息系统是可以在多个终端上显示多个类型信息源的信息，是一个多媒体咨询发布，播放控制与管理的平台，乘客通过该系统可以更加直接的了解到自己想要的信息，比如列车到达时间，出发时间。如上海3/4号线车载乘客信息系统由音频信息系统、视频信息系统、视频监控系统组成，该系统采用分布式架构，是一个基于以太网通信的数字化系统。系统设备之间采用数字化通信，客室音视频同步、支持列车连挂救援、丰富美观的LCD多媒体信息显示;香港国际机场第三跑道系统工程新全自动旅客捷运系统支持自定义场景以及场景联动，列车行车信号、摄像头智能诊断信号、航站楼管理信号等，自动进行场景管理与触发，从而识别用户需求。

2现代城市无线通信技术与应用

2.1 3/4G通信技术与应用

3G通信技术是我国的第三代通信技术，4G通信技术是我国的第四代通信技术，4G比3G通信技術更具优势。但是，两者在城市轨道交通中通常同时存在。3G通信技术包括三种制式，并且需要在授权的频段才可以进行信息数据传输，它可以分析多种多媒体形式，如音乐，图片及视频，人们利用3G通信技术可以进行多种活动，包括浏览网页，进行电话会议，同时可以用于电子商务等，但是3G通信技术存在唯一的缺点就是传输速率比较慢，不能保证终端视频的清晰度。4G通信技术是在第三代通信技术发展而来的，并结合了wlan技术，该技术包括两种制式，同时也需要在授权的频段上进行，但是与3G通信技术相比来说，它的频段范围更大，在功能也更加丰富，在音视频及图像的传输上速率更快，所适应范围更广。在科技不断发展过程中，5G通信技术也在处于发展时期，我们即将进入5G时代，可以使无线传输速率更快，具备更好的传输性能，可以更好的满足城市轨道交通无线信息传输需求。

3/4G通信技术在城市轨道交通中的应用可以满足人们对音乐，视频及图像等处理要求，可以随时进行浏览网页，打电话等活动，对人们的生活，学习及工作中具有重要作用。但是，我们了解到该技术在轨道交通中的普及程度不高，仅仅在列车停靠的站台和站厅使用，当人们处于隧道时就会出现信号不稳定，人们可能无法进行上网活动，因此该技术是否应用用城市轨道交通中是需要慎重决定，但是在科技不断革新的情况下3，4G通信技术在城市轨道交通中越来越普及。

2.2 WLAN技术与应用

目前在我们日常生活中随处可见wlan技术，其具备很好的灵活性和可靠性，也给数据传输带来很多的便利，但是该技术常常使用的频段是2.4ghz，造成了一定的干扰，所以在发展过程中，wifi的频段由原来的频段改为了5.8ghz，但是这两个频段是不能联系到一起的，从而影响未来发展。为了更好的使wlan技术应用在城市轨道交通中，设计了PIDC和CBTC系统，但是需要对地铁进行较大的改造，在实施上会有很多困难。另外一个重要的措施就是在技术上不断改进和革新。

2.3 ZigBee技术与应用

ZigBee技术是一种无线短程网，消耗功能低的无线通信技术，该技术主要在2.4MHz频率下使用，与其他技术相比，该技术是不需要授权的。ZigBee技术在城市轨道系统中具有很大的应用潜力，只要在每个被监测的电池端安装该技术模块，通过组网，用终端模块作为群组向监测系统传输信息，ZigBee技术具有较强的稳定性，高的传输效率，可以传输较大的数据量，在传输工程上也更加安全，同时该技术在城市轨道交通系统中的所使用的成本也比较低，所以在城市轨道交通发展中，相关部门应该创新ZigBee技术，更好的促进城市轨道交通的发展。

2.4无线保真技术与应用

无线保真技术是城市轨道交通中常见的无线传输技术，也是非常重要的一部分，该技术在城市轨道交通的应用可以及时发现并处理列车在运行过程中存在的隐患，如使用密码保护，防护墙等措施，从而达到保障列车运行的稳定性与安全性的目的。无线保真技术需要与W1LAN技术相互结合，目前该技术在城市轨道交通中应用存在很多的阻碍因素，所以提高信息传输系统的可靠性，有助于提高无线保真技术在城市轨道交通中的有效性。

2.5无线局域网与应用

关于无线局域网在城市轨道交通中的应用，包括了很多设备，如感应器，检测器及PLC等，共同组建了完整的网络控制系统，这些电子设备的通信接口包括两种型号，一种RS-232，一种是RS-485，无线局域网与传统的有线网路相比，其兼容性更高，数据处理与传输能力更强，并且施工更加简单，传输效率也有所提升。总而言之，无线局域网的在城市轨道交通的应用，使无线覆盖面积更大，具有效率高的优势，极大的推动了城市交通轨道的发展。

2.6数字集群技术与应用

数字集群技术主要采用了多个类型的数字技术，使轨道交通的整个系统成为一个更加具有规范的控制系统，并且可以及时处理系统中的数据。根据实际应用情况来看，数字集群技术在城市轨道交通技术中的应用，对提高城市轨道交通系统的管理水平具有促进作用，同时有助于避免系统在运行过程中所存在的矛盾。

3结语

总而言之，利用无线通信技术，更好的保障轨道交通的稳定性和安全性，首先需要保证无线通信网络是完全覆盖和列车系统整体的稳定性，并进行相互授权，从而保证列车系统信息传输的稳定性。最后，在列车运行过程中，在通信过程中要保证信息双向传输的实时性和稳定性。在科技不断发展的过程中，无线通信技术的种类会更多，在现代城市轨道交通中的应用也会越来越普及，因此加大对无线通信技术的研究，完善轨道交通的网络系统，从而推动我国轨道交通事业的发展。