智能通信系统在交通工程中的应用浅析

王浩

（公诚管理咨询有限公司，天津 300000）

引言

随着复工复产的推进，各省各市在做好疫情防控的基础上，通过着力打造夜间旅游经济带，大力发展夜间出行活动。在这样的背景下，夜间的公共交通路线的定制则成为急需解决的问题。传统方案大多利用经验和人工的方式进行分析和归纳，这种方式时效性比较差，且投入人力成本比较高，一旦外部情况发生变化，不能做出及时的调整。而通信信令数据中存在着当前移动设备使用者的身份信息、发生时间、地理位置，可以通过这些信息较为精确的定位该用户的来去的动向，为公共交通路线的定制提供有力的数据支撑。在互联网高速发展的现在，数据的深层次的潜在价值和数据的时效性具有重要作用，大数据挖掘在这方面起到尤为关键的作用。将海量信令数据进行过滤分类，然后再通过聚类分析计算，将数据有规律的整理分类，便于接下来的其他应用。

一、智能交通网络技术应用优势

考虑网络的冗余性和稳定性、可靠性、安全性等多方面因素，智能交通交警大队指挥中心到路口监测点采用光纤网络进行通信，全程采用管道保护，多条主干光纤从两个方向进入指挥中心机房。3/4G 无线通信采用APN 专网的方案，通过公安的无线统一接入平台接入公安视频网，只有合法用户才能进入网络进行数据传输。中国联通的WCDMA3G/LTE4G 无线传输网，同时支持3G及4G，能在网络中进行自动或手动的切换，面兼容各类设备应用。

在网络高速性方面，有线网络采用裸纤的组网方式，根据需求，目前提供的有线传输为1000M 全双工的以太网电接口，未来有需要，带宽可以根据需求协商升级；无线传输方面，中国联通的LTE 网络4G 下行速率143.51Mbps，上行速率为47.78Mbps。为了配合部分区域的5G 物联网超大链接和未来无人驾驶的升级改造，我们部分区域实验了5G 无线接入方式，但由于目前5G 模块价格比较昂贵，应用场景尚未全部铺开，目前仅处于实验阶段。在未来5G 时代，联通5G 可以为用户带来超1Gpbs 的超高速体验，同时低功耗、大链接、全国产的技术安全优势也能为我国的交通信息化提升起到进一步的提升作用。

光纤网络采用骨干层、汇聚层、接入层的网络架构，骨干层采用288、144 芯大对数光缆，汇聚层采用144、96 芯大对数光缆，接入光缆采用48 芯、12芯等相对较小的光缆。在汇聚节点设立光交接箱，负责接入层光缆的跳接；光缆在路口机箱、机房均熔接成端，采用尾纤跳接到连接的设备上。

二、智能通信系统在交通工程中的应用要点

（一）铁路通信系统应用

5G 技术的典型场景特殊环境。火车站是典型的客流密集场所，采用室内5G 组网分布覆盖，可以满足旅客超高清移动视频直播、视频通话、视频会议和视频监控等需求，同时也为5G 赋能智慧火车站提供了可能，进一步提升铁路系统以及火车站的管理效率和服务品质。高铁隧道。我国山区较多，隧道也较多，可采用特型天线，在短距离直线隧道前后采用天线进行覆盖。一般情况下，可以在隧道中与隧道口安装特型天线进行覆盖，两侧不同区域覆盖增加用户信号。如隧道太长，可考虑新型漏缆，每隔500m 设置设备洞室，安装5G 的移动基站设备BBU 和RRU。高铁沿线。采用宏站覆盖，尽量利用旧的4G 基站，配置高增益窄波束天线，让覆盖性能与信号的分布和衔接更好。

调度通信。5G 网络满足超高流量密度运用，可达到每平方公里数十Tb/s 的流量密度，具备Gb/s 级的用户体验速率，可以满足列车无线列调区段内的调度员、车站值班员和机车司机、车长之间的无线通信。除了通过数字调度通信系统中的调度电话、专用电话、站间区间电话等传统调度语音通信外，还可以进行视频通话等功能。由于具备完整的优先级处理、质量保证机制和集群调度功能，可用于控制中心调度与各站、段值班员、司机之间的单呼、组呼、全呼、强插、强拆等不同优先级通话等调度通信业务。

（二）无线通信技术应用在轨道交通通信、信号业务中的要点

为了能够更好地发挥无线通信技术在轨道交通通信、信号业务中的作用，便可以采取以下的建议。首先该技术的应用对地铁带宽的需求不高，但是，该技术对各项需求级别非常高的列车控制信号业务来说，为了保证信号的稳定，尽量的选用单独的车地无线网络的系统，该系统主要是指LTE 技术，能够在特殊频率下进行工作，从而保证工作的稳定性。通过使用该车地无线网络系统，不仅能够保证整体的系统安全性，同时也能够有效地处理信号，提高信号处理的速度。其次，在轨道交通业务当中，视频广告以及车辆状态信息等等都是一些带宽需求非常大的业务，为了能够满足各项业务对于带宽的需求，在具体建设的过程当中，可以使用车地无线网络承载的模式，通过使用车地无线网络的模式能够有效降低在建设的过程当中所花费的建设成本，同时在工作时也尽量使用工作频率在5.8 赫兹的WLAN 技术。在建设车地无线网络车载模式的时候，具体的建议如下：（1）控制中心需要配置单核心设备以及模块设备，从而提高系统的安全管理的水平。（2）车站需要配致大量的独立的太网交换机，通过设置太网交换机能够更好地接入无线覆盖设备。（3）在区间的旁边应该设相配套的MIMO 无线或者是AP 设备，从而借助该设备在区间轨组成一个无线覆盖的网络帖，第四，在车载设备的车头或者车尾都需要配置一套MIMo 无线和AP 设备，在配置的过程当中需要注意车头以及车尾的两套设备，尽量选用能够同时进入工作模式的设备，第五可以根据自己的实际需求选择科学合理的无线频段，在选择无线频段的时候，一般都会选用80mhz 和40mhz 的组网体系，从而有效满足车载各种视频广告监控以及运营信息对于带宽的需求，加快信息的传播以及传输。

（三）车−地无线通信关键技术

目前正在使用的CBTC 系统主要基于WLAN 技术，该技术采用IEEE802.11标准，通过竞争接入的方式使用2.4GHz 非授权频段传输列车运行状态以及控制命令，具有开放、进步、融合的技术发展路径。WLAN 技术共用开放频谱资源、方便认证接入、支持移动及宽带接入等性能。其新标准融合了很多前沿技术，支持不断提升的网络带宽。作为一种依靠车地间通信的列控系统，CBTC 不依赖于轨道电路，能够实现高精度的列车定位和双向连续、高数据容量的车地通信。该系统中车载、地面的安全功能处理器实现的是一种连续自动列车控制系统。基于WLAN 的CBTC 系统能够同时承载列车运行监控、乘客信息、闭路视频监控等业务。然而，采用WLAN 技术的车地无线通信系统并不能满足未来城轨发展的高行驶速度、广覆盖、资源优先分配以及较强的抗干扰能力等需求。基于通信的列控技术会随着通信系统的发展进行演变和更替。新兴通信技术和列控技术的融合可以满足城市轨道交通目前以及未来的发展需求，不断推动其向智能化、信息化发展。目前已经投入运营的基于WLAN 的列控系统，其性能受非授权频段干扰，列车紧急制动事件时有发生。为了解决这一问题并提升CBTC 系统性能，城市轨道交通协会提出了一种利用专用授权频段部署基于LTE-M 的解决方案。LTE 是基于正交频分复用（ort hogonalfrequencydivisionmultiple，OFDM）的第四代移动通信技术，该技术采用扁平化的网络架构，依靠20MHz 的无线带宽，支持下行100Mbit/s 以及上行50Mbit/s 的传输速率，在全球得到了广泛应用。此外LTE-M 系统有严格的服务质量（qualityofservice，QoS）保障机制，针对系统不同业务选择具有不同QoS 性能保障的数据链路并分别进行任务承载，一定程度上能够为乘客提供安全可靠的服务，提高铁路网络基础设施的利用率。

结束语

“智能交通网”依托现有成熟的商用无线3/4G 网络技术，建立公安专用的移动通信管道，构筑数据、视频安全传输的核心传输通道，搭建一个全市统一的无线3/4G 网络传输与应用软硬件平台，使之成为智能交通数据传输的基础平台，具有一定的推广价值。智慧城市、平安工程是当今社会的一大主流，该项目的建设为市民生命财产安全保驾护，为公安智能道路智慧、远程遥控提供数据和网络保障。在此基础上配置车载、单兵、指挥系统等更多NFC 无线设备，为用户各警种开展实时指挥、应急图像传输、现场执法监督等提供有力支持。