无线通信的轨道交通CBTC技术分析探讨

徐杨元

摘要：随着我国社会经济的飞速发展，城市规模的不断扩大也让轨道交通成为了当前人们最喜爱的交通工具之一。不过由于城市人口的飞速增加，地铁交通的压力也越来越大，为了提升地铁交通的效率，CBTC技术的应用积极促进了轨道交通的发展，确保地铁列车在运行过程中的稳定、安全。

关键词：轨道交通;无线通信;CBTC技术

CBTC技术是轨道交通发展过程中的关键技术之一，由于城市发展的需求，加上轨道交通速度快、能源消耗少的特点，因此大多数城市都建立起了一定規模的轨道交通路线，这对缓解城市交通压力以及保护城市环境都是非常有利的，其中CBTC技术也发挥了其最大的作用。

一、CBTC系统的概念和原理

在传统城市交通运输上，公交车一直占据着城市交通的主力，不过由于人口的不断增加，公交车也显现出了运输能力不足的情况，而且公交车的能源消耗相对较大，因此会给我国经济和环境造成很大负担。因此轨道交通技术的不断成熟也成为了城市发展中城市交通改革的重要方向，而CBTC系统是基于通信的列车自动控制系统，它可以利用计算机和通信技术来对列车实施自动控制，确保能够实现移动闭塞制式。CBTC系统最大的优势就是能够让列车设备和导轨以及车站设备实现双向通信，相对于传统系统来说，利用无线通信的CBTC系统不仅可以有效控制硬件设施的数量，同时对系统的安装、维护、调试和使用等等工作都变得更加便捷，而且还能有效控制设备的运维与安装成本，对于轨道交通的经济效益发展是非常有利的，同时还能确保轨道交通的可持续发展。如今CBTC系统已经成为了轨道交通信号系统中的主要技术，不光在国内的轨道交通建设中受到欢迎，在国外的轨道交通建设中也被广泛使用。CBTC可以让车辆在行进中利用双向通信技术来第一时间获得列车的位置和速度，并且可以对其他列车发出安全间隔消息，确保列车的行进安全以及减少突发事件的影响，以满足当前城市轨道交通的大容量和高密度的乘客需求，以促进城市轨道交通能获得安全稳定的发展。

CBTC系统的主要设备包含着中心控制设备、车站控制设备、列车装载设备、轨道装载设备以及无线通信网络构成，调度控制中心会对各个车站的设备进行控制，确保各个车站能够实现及时交接。而各个车站设备会利用无线网来对其范围内的车辆和轨道进行实施通信和控制。而在列车的运行中列车所装载的设备会利用无线网把列车的位置和速度等信息发送到车站设备中，并获取轨道装载设备发送的岔道口、线路坡度、限速段以及停站点等信息，确保能够实时获取安全距离以及列车的速度，保障整个轨道交通系统能够稳定、安全且高速地运行。

而CBTC系统的无线传输具有如下要求：系统数据的误码率BER等于10-4～10-6，危险侧故障率THR等于10-9一小时～10-8一小时，丢包率必须小于1%。为了确保列车控制系统需求的信息量以及实时性的需求，无线网的延迟一定要控制在150毫秒。而且无线网范围内的区域都应当确保A/B双网冗余覆盖，保障整个线路的列车网络传输速度不得低于一千kb每秒，上传和下载速度应当各占500kb每秒，同时还要确保符合故障倒向安全原则。

二、地铁CBTC系统的技术构成

当前地铁交通建设中CBTC的作用非常重要，而CBTC系统所需技术主要包含了WLAN技术、交叉感应环线以及LTE等技术。其中WLAN技术是大家所熟知的无线局域网络技术，其基础是IEEE802.11无线通信技术，也是网络和无线技术的完美结合。如今WLAN技术已经成为了人们生活中必不可少的技术之一，而基于IEEE802.11技术的标准也让无线网络的传输质量和速度获得了飞速提升，同时为了确保无线网络不被周边环境干扰，智能天线的使用也能够对波束等因素进行动态调节，确保网络不会因为其他原因而造成波动，确保网络的稳定性。而WLAN技术的兼容性很强，当前所使用的接入设备以及终端设备都能确保有效键入，因此当前的WLAN技术可以完全保障在轨道交通的工作中能够稳定运行。

交叉感应环线技术是地铁CBTC技术的主要传输方式之一，由于运行中交叉感应环线的数据传输速率不足，因此车辆和轨道基本会利用磁感应的方法来实现信息传输工作。轨道旁所装载的CBTC设备可以针对当前区域的列车进行信息交换，而列车的运行状况可以利用车载CBTC设备进行准确传输。轨道CBTC设备在获得相应信息后会根据当前状况来计算列车运行权限并把信息传输给列车，确保列车能够安全、快速且稳定运行。

而LTE移动通信技术有设备灵活以及上下行资源可调节的特色，可以利用具体需求进行调节来确保满足工作需求。LTE利用了自动频率校正技术来保障高速移动中无线网络的质量，而且LTE技术还运用ICIC技术来控制区域边缘的干扰频率，确保增强区域吞吐率。LTE技术的目标就是建立起无线接入架构，确保该架构具有高传输效率以及低延迟的效果，并且可以加强多媒体广播组的工作，让地铁建设和运行的控制变得更加智能化。

三、地铁CBTC技术的特点

CBTC是促进轨道交通发展的关键技术，CBTC技术的特点除了能够确保提高轨道交通信息的传输速度外，还能够加强轨道交通的运行效率，确保轨道交通的发展能够更得上当前社会发展和人们出行的需求。但从信息传输方面来说，CBTC技术能够有效确保列车运行过程中产生的大量信息传输到控制系统中，而超快的传输速度也能让管理人员第一时间得到列车运行的信息，并且来对列车进行有效控制，确保移动自动闭塞系统能够完美实现，以控制地铁投资成本和日常运维工作能够得到有效控制，让列车的运行稳定性和速度大幅提升，同时可以控制和组织好双向以及单项连续运行启动的范围，让载客量以及速度不一样的列车都能够受到有效控制，以确保能够实现地铁故障的集中化管理，全面掌控列车的运行情况，让列车的运行变得更加安全、更加快速、更加稳定。而CBTC还能够代替传统的电缆工作，能够免去布线工作以及后期的维护和保养成本，让地铁的经济效益和工作效率得到显著提升。而且CBTC系统还能够让车辆和控制中心进行双向沟通，确保列车运行间隔能够得到有效控制，让地铁运行效率变得更高。

四、结语

CBTC系统是保障地铁不断发展的关键技术，它完美集成了无线网络技术、计算机技术以及自动控制技术，确保能够对列车进行集中化控制和管理，保障轨道交通的发展能够更加安全、更加稳定、更加便捷。

参考文献：

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[2]刘茜倩，何晶，陈玉江.基于无线通信的轨道交通CBTC技术分析[J].数字技术与应用，2017（08）：10-11.