通信技术在城市轨道交通中的应用
2022-11-25陈尔论
陈尔论
中国铁塔股份有限公司宁波市分公司 浙江 宁波 325000
引言
随着城市交通压力的不断提高,为了有效改善地面交通拥堵现象,很多城市都采取了开展城市轨道交通建设措施,而通信技术是城市轨道交通系统不可或缺的应用技术,现阶段5G通信技术得到快速普及应用,5G通信技术可以说是4G通信技术的升级版,在保证信息时效性和安全性等方面更具优势,将之合理应用于城市轨道交通,可以有效弥补传统通信技术的缺陷和短板,重点分析通信技术在城市轨道交通中的发展现状以及城市轨道交通中5G通信技术的具体应用,对于城市轨道交通的建设与发展来说都具有重要意义。
1 5G通信技术在轨道交通中的应用价值
当代所采用通信技术来源于商业通信技术的升级和改造,当前主流的以5G技术作为主要技术类型,相比较4G重新技术5G的安全性更强,适用性更加广泛。5G具备高速的传输速度,并且在基站进行数据传输的过程中使用了新型的IP地址,在完成信息汇总后再将相关数据传输到移动设备中,当前的5G技术仍然以接入网核心网以及局域网等三个不同的层次进行数据组合然后开展分类传输,在传输的过程中还需要通过工作人员进行操作完成测试过程,依据测试结果将最终的数据结论传输至服务平台,完成数据结构的制定工作,使得数据信息得到快速高效的传输。
5G在当前的通信领域中发展非常迅速,能够通过高速网络实现数据传输,并在传输的过程中使得信息处理效率得到了极大的提升,5G技术采用了多种不同的技术进行整合,是在移动互联网高速发展的环境中为了适应市场发展所产生的技术类型。当前5G通信技术已经广泛涵盖了社会各个阶层和行业的商用和民用领域,及高效的传输速率以及较强的安全性已经渗透至生产生活的各个领域,5G技术的传输速度相比较4G技术有了大幅度的提高,我国在五G技术中的领先优势反映出了我国在通信技术方面的技术已经达到了世界领先的水平。
5G通信技术的发展更好地利用了频谱资源,拥有更大的系统容量,增强了用户的网络体验感,减少了能量消耗。通过有效科学地使用频谱资源,提升了在网络使用中的信息交换速度。通信层面实现数字化,通信数据的使用数量得到大幅提升,就要求数据交换必须具有稳定性,但4G通信技术无法满足网络层次标准,必须发展5G无线通信网络技术。用户对于数据传输和交换的速度要求也越来越高,5G的高效率、高安全性可以使人们更好地享受网络。我国对于能源消耗和生态环境保护的关注有限,5G通信网络技术的发展理念也在一定程度上减少了能源消耗。同时,5G通信技术可以构建万物互联的大规模物联网结构,让物体之间的连接不受空间限制。
通过对5G技术进行分析可以发现其技术优势在于更加广泛的利用了频谱资源,使得系统的容量得到了有效的提升,这种高效稳定的网络传输使得用户得到了较好的应用体验,其高效的信息传输交换速率,时期能够在多种不同的场景中进行应用。在通信技术中要想保证数据交换的高质量就需要有较强的数据传输稳定性作为保障,传统的4G技术其网络层次标准仍然不足使其无法满足多场景的通信技术应用,这也是我国大力投入研发5G无线通信网络技术的主要原因。随着移动互联网的快速发展,各种不同类型的应用对于数据传输的要求有了较大的提升,5G技术的出现满足了这种数据传输要求,同时相比较传统的4G技术无机技术有效降低了能源消耗,同时保证了数据传输的稳定性,对于未来大批量的应用物联网提供了技术保障,使得设备与设备之间能够通过5G技术得到有效的信息交换[1]。
估计并不是完美的技术,在应用的过程中5G技术也显示出了一些缺陷和问题,因为其运行过程中对于频谱资源有着较高的要求,然而当前频谱资源的总数仍然有限不能够全面的支撑5G技术。同时要开展5G技术对于应用场景中的操作人员有着一定的专业要求,因此为了能够有效推进5G技术的应用还需要对技术人员加强培养同时提高5G技术的使用范围以及更好的扩展性能。
2 轨道交通网络当前存在的问题
2.1 车地通信水平仍然需要提高
在轨道交通指挥系统中,地铁中的视频监控系统能够帮助轨道交通指挥过程提供重要的监控数据,使得保障轨道交通安全的过程中发挥着重要的作用,例如在某城市开通的多条铁路线路中,其中两条地铁车厢中所采用的监控信号传输以无线LET1.8G赫兹的频谱专网作为传输基础,其10兆赫兹的带宽能够保证车厢内两路视频图像所采集的相关信息传输至控制终端中,另一路地铁线路则采用传统的WLAN802.11技术,这种技术在应用的过程中存在着明显的卡顿和不流畅问题,能够查看车厢内约2~3条监控线路,但是不能将这些监控线路的数据进行实时传输,在使用监控的过程中只能通过人工拷贝的方式来完成。
2.2 应急通讯效率有待提升
在地铁发生突发事件或在某种应急状态下,地铁应当依据事故现场的具体情况来进行监控或摄像设备的布置工作,以便能够持续关注事故现场的具体状况,在进行实时监控的布置过程中需要将监控设备所采集的影音数据进行传输,同时可能需要与现场的影音设备和地铁安保系统中的实时通讯联络进行有效的连接,以此来实现应急指挥功能。以某城市地铁所采用以1.8G赫兹的信息系统为通信基础,其带宽水平在10MHz左右,在这种带宽水平下,可能会出现带宽不足的现象,其内部包含的无线通信系统频段为800MHz,无法有效地将视频采集的图像进行有效的传输,在突发或应急状态下所能够实现的数据连通量极为有限,甚至需要通过对讲系统来展开联络,导致地铁内部系统的应急水平和能力存在一定的不足。
2.3 列车状态智能监测系统
在当前的城市轨道交通系统中,列车的智能化水平正在以突飞猛进的速度发生变化,当前已经实现了地铁轨道交通的运输状态数据能够及时传回控制平台,使得控制平台能够对正在运行中的车辆实时监控,这有效提升了地铁车辆运输的安全性能[2]。大多数地铁系统的列车编组通常为8节车厢,在这些车厢中安装了大量的传感器用来监测车辆的运输状况,要将这些海量的传感器所收集的数据进行回传,就需要带宽上限较高的通信系统作为支持。5G网络能够为这种数据传输提供技术支持,在未来能够帮助列车的控制和管理系统提高效率,无论列车处于哪种状态都能够将其当前的状态进行有效的数据传输,这对于地铁系统的车辆的智能化水平有着极大的提升作用。
3 轨道交通中的通信技术应用
在我国的城市轨道交通中所有的通信方式包含有线和无线两种模式,随着通信技术的快速发展,良好的及时通信能够有效提升地铁系统的控制水平同时能够节约大量的时间成本。这对于我国地铁的监控以及管理系统的发展和提升有着非常积极的意义。公共交通系统作为交通运输的基础性设施,只有提升其管理质量和水平才能够促进公共交通系统的快速发展。而这个过程中需要通信技术的良好支持才能够将公共交通运行过程中的各类监测数据进行有效的传递和共享,这对于提升轨道交通针对突发事件的处理能力,以及提升公共交通的运营水平都有着非常重要的作用[3]。轨道交通相比较传统的公共交通他有着更加复杂的系统组成,特别是轨道交通的列车通常处于高速运行状态,这种状态下要保证轨道交通的运行安全就需要强大的通信技术支持。良好的通信技术除了能够有效保证车辆行驶安全,还能够加强控制中心对于轨道交通运营过程中的各类控制和管理。当前我国的轨道交通中所应用的通信系统虽然已经得到了长足的进步但仍然存在一些问题。受到某些技术的限制,使得城市轨道交通的管理水平仍然有所不足,应当通过加强基础设施建设特别是通信领域的基础设施建设来改善和解决城市轨道交通发展过程中的问题。
4 通信技术在轨道交通中的应用和发展
随着越来越多的城市开设了轨道交通项目,我国的轨道交通建设水平以及管理水平在近些年都得到了长足的进步。轨道交通成为公共交通系统中的重要组成部分,而支撑轨道交通开展科学化管理的重要技术基础则集中在通信技术的应用和提升过程,这是当前轨道交通能够保证安全性和稳定性的重要前提条件。随着5G技术的不断成熟,越来越多的轨道交通项目开始应用5G技术,该技术能够在网络安全和稳定性上给予列车行车安全更加强有力的保障[4]。因为5G技术本身属于无线技术所以在车辆运行过程中所产生的各类数据不会受到有线信息传输过程中的阻碍和干扰。这使得列车在发生突发状况的状态下,轨道交通系统中的通信手段能够保障将列车故障信息或其他突发事件所产生的信息进行有效的传递,这对于行车安全有着非常重要的保证作用。同时利用5G技术能够降低车辆与车辆之间的通信延迟,这使得车辆能够以较为高效的编排方式开展运营过程,有效提升了轨道交通的运行效率。通过5G技术来保证车辆之间的信息交换,其安全性远高于上一代轨道交通通信技术这对于轨道交通的安全性有着非常重要的保障作用。
在众多的无线通信技术应用过程中,无线保真技术常常被应用在城市轨道交通在通信系统中,该系统的核心作用是为了对轨道交通运行过程中的安全性和稳定性提供相应的保障。轨道交通中的车辆在运行过程中一旦出现问题可以通过无线保真系统来进行处理,该系统中所包含的权限保护以及防护墙系统能够有效提升轨道交通的运行安全。通常无线保健技术建立在无线通信技术的范围内,通过范围内的设备连接来进行数据传输和控制作用。在我国轨道交通发展的过程中无线保真技术的应用虽然有效提升了轨道交通的安全性但当前无线保真技术仍然存在一些问题,特别是无线保真技术容易受到外部因素的干扰,所以必须对其进行技术改良以提高其数据传输流程的可靠性。当前我国轨道交通的控制功能仍然以人工控制为主,无线短程网是通信技术中应用较为广泛的技术类型之一,例如在轨道交通中常见的Zig Bee技术,因其具备较强的传输效率以及较大的带宽,使得其传输数据的可靠性得到了有效的提升。因此该技术在我国轨道交通的通信系统中得到了广泛的应用[5]。随着5G技术在轨道交通的通信系统中的应用水平加强,轨道交通的防灾能力也得到了较大的提升。
为了保证列车在运行过程中所产生的各类数据能够准确送达控制中心,以及这些数据在传输过程中的安全可靠性,良好的通信技术能够对这些数据传输过程给予相应的保障作用,从另一个侧面加强了列车运行过程中的稳定性。除此之外还要对轨道交通运行过程中车辆内部的语音通信业务给予相应的通讯支持,就能够有效的促进列车内部的信息沟通交流效率,并且还能够建立以3D VP可视化技术来对列车的行驶轨迹进行模拟和观察,通常这种技术基于较高的带宽需求。
5 结束语
在相关调查了解中得知,城市轨道交通已经成为社会大众普遍选择的交通工具,不仅为民众出行提供了很大便利,也促使城市交通效率得到大幅度提升,通信系统作为城市轨道交通重要功能系统之一,在保证城市轨道交通系统安全持续运行方面发挥着关键性作用,在5G通信技术不断普及应用的情况下,我们应重点加强城市轨道交通的5G通信技术的应用研究。