關于軌道交通通信和信號業務中無線通信技術應用的探討

　　摘　要：隨著社會經濟的不斷發展，軌道交通覆蓋的范圍越來越大，軌道交通的出現，給人們的生活帶來了極大的便利，方便了人們的日常出行。為了能夠有效地提高交通通信、信號業務的運營效率，便需要從實際情況出發建設高效的車地無線通信技術系統。通過構建車地無線通信技術系統能夠滿足車地之間信息交互需求，進行信息共享。文章首先講述無線通信技術的概述，其次，講述無線通信技術應用到軌道交通通信、信號業務中的現狀，接著對車地無線系統業務承載進行分析，最后對軌道交通信號、通信各業務所承載的無線通信技術應用提出建議，以此來供相關人士參考與交流。

　　本文源自王清， 電腦與信息技術 發表時間：2021-06-08

　　關鍵詞：軌道交通通信;信號業務;無線通信技術;應用

　　經濟的不斷發展帶動城市軌道交通事業的發展，在城市軌道交通事業發展的過程中，為了能夠滿足人們日益增多的交通需求需要不斷地建立建全車地之間的無線通信互換系統，從而實現相關信息的共享以及傳輸。由于地鐵運行速度非常的快，為了能夠在快速的運行下實現無線通信系統信號的高效安全傳輸，便需要改進無線通信系統，要求所改進的系統具備更好的接入性、傳輸性和干擾性等優勢 [1]。

　　1　無線通訊技術應用到軌道交通通信、信號業務中的現狀

　　隨著社會經濟的不斷發展，我國對于城市軌道交通的需求越來越多，為了能夠在地鐵運行的時候更好地進行信號的傳輸，便需要建立完善的城市軌道交通無線通信系統，不斷完善通信技術。但是在實際生活中，城市軌道交通無線通信系統通信技術在建設過程中，由于各種因素的影響導致許多問題的出現，對此無線通信技術不僅僅能夠保證城市軌道交通運輸的穩定性，同時也能夠成為無線通信科技系統不同的應用方式，能夠在城市軌道交通通信以及信號業務中發揮重要的應用作用。在實際工作當中，我國的軌道交通各個系統比較復雜，軌道交通各系統不僅需要考慮資源能否共享、系統的維護和無線覆蓋的范圍，同時也需要保證軌道交通各系統實現跨網絡綜合業務的功能 [2]。

　　2　車地無線系統業務承載分析

　　2.1　對各種業務的特性分析

　　在車地無線系統業務當中包含著許多業務的信號傳輸，主要包括傳輸列車控制信號業務，傳輸車輛狀態信息業務等。一個優秀的車地無線通信系統，需要保證軌道列車在高速的運行之下，保持以下幾個核心的功能。第一，在傳輸相關數據的時候，需要保證傳輸的速率，避免出現過程的數據傳輸延時問題。第二，車地業務需要對不同等級的業務進行有效的通道控制。第三，QOS 需要實現業務的有效傳輸。第四，由于每一個基站的承載力是有限的，對此每個基站所占的總帶寬應該控制在一定的范圍之內，同時業務信號的帶寬也需要保持在一定的范圍之內，從而保證信號的穩定傳輸。第五，通過實際情況可以適當調整業務。最后由于列車運行的速度非常的快，外界因素會給信號帶來一定的干擾，對此為了方便人們觀看手機，保證信號穩定，需要注重提高其抗干擾能力，不允許其他一些無關的信號對列車的信號業務進行干擾 [3]。

　　2.2　各業務需求分類模型

　　(1)必要的業務

　　列車控制信號業務是必要的業務，該類業務模型主要呈現以下幾個方面的特性。首先，必要的業務中各項業務的等級非常的高，因此會對抗干擾性提出更高的要求，同時列車控制信號業務也與列車的行駛安全具有極其密切的關系，會影響列車的運行安全。其次列車控制信號業務的傳輸寬帶不僅僅能夠保證數據傳輸的速度，同時所使用的帶寬還比較穩定。最后，列車控制信號業務模型的兼容性以及開放性比較強[3]。為了能夠更好地建設該系統，發揮列車控制信號業務的作用，便需要采用多種措施促進該系統的建設。首先在選擇相關技術的時候，需要根據業務的實際需求進行選擇，從而保證了數據傳輸的安全性以及穩定性，提高數據傳輸的有效性。其次，在實施系統建設的時候，需要采用標準協議技術，以此保證系統建設的順利以及質量。除此之外，由于該類模型對于安全性的要求比較高，為了能夠保證安全性，因此盡量選用車地無線系統進行業務的承載，在傳輸數據的時候可以采用專用的無線頻率。

　　(2)重要業務

　　車地無線系統的重要業務主要包括視頻廣告、車載視頻監控業務、運營信息業務等等。與必要業務相比，重要業務所涉及到的范圍比較多，不僅僅涉及到運營的安全，同時將各種視頻業務作為主體。主要業務由于所包含的范圍比較廣，對于傳輸帶寬的需求量也比較大，同時也比較穩定。除此之外，重要業務當中的每一項業務在傳輸帶寬或者是傳輸延時方面都具有比較好的 QOS。為了能夠更好地進行該系統的建設，發揮重要業務在車地無線系統業務承載中的作用，便可以提出以下建議，從而促進該系統的建設。首先需要控制系統的傳輸帶寬，可以將整個系統的傳輸帶寬控制在 65Mbit/s 以上，同時還需要根據實際的需求，靈活地調整以及選擇雙向業務帶寬，第二，在選擇系統建設技術的時候，需要考慮 QOS 保證系統，從而保證整個系統的實時、安全和有效傳輸。第三在建設該系統的時候，需要與必要業務一樣采用標準協議的技術。第四，由于重要業務的帶寬業務級別比較高，同時人們對于該業務的需求量也比較大，對此為了能夠更好地發揮該系統建設的作用，在建設該系統的時候，盡量選擇相對比較獨立的車地無線系統承載相關業務，從而避免其他業務對該業務的干擾。

　　3　軌道交通信號、通信各業務所承載的無線通訊技術的特點

　　隨著無線通信技術的不斷發展，無線通信技術的發展方向發生了變化，軌道交通信號和通信業務所存在的兩種技術分別代表了無線通信技術的發展方向，在兩種業務當中，應用無線通信技術能夠更好地展現車地無線發展的價值，同時該方式也是促進軌道交通業務發展的一項非常重要的途徑該建議的特點如下，第一，由于軌道交通各項需求級別非常的高，為了能夠滿足軌道交通各項需求和寬帶的需求，列車控制信號業務在工作過程當中所采用的無線網絡建設的規模比較多，數量也比較多，控制中心配置和新模式或者獨立雙核心設備模式，不僅僅能夠有效地保證控制中心整體系統的安全，同時也能夠承載車頭以及車位設備，根據一套或者兩套的終端設備進行配置以及設計。第二個特點便是軌道交通各項需求的級別以及任務要求比較高，人們對于寬帶需求的業務數量比較多，各地交通的需求級別也非常的多，在軌道交通運行的過程當中車載視頻、監控視頻廣告以及運營信息等等都非常考慮成本花費，同時也可以通過單網組網的方式，建設控制中心在內的配置單核心設備，從而有效地保證系統的安全管理 在區間軌道旁邊，需要設立一個獨立的配套信息組成的無線覆蓋網絡，在車尾配置一整套終端的車位配套設施，同時也配備一套寬帶頻率和業務寬帶的需求情況。通過與實際的無線頻率相互結合，能夠將業務和無線技術進行全部配對，從而規劃出一個整體的預留空間。

　　4　無線通信技術應用在軌道交通通信、信號業務中的具體建議

　　為了能夠更好地發揮無線通信技術在軌道交通通信、信號業務中的作用，便可以采取以下的建議。首先該技術的應用對地鐵帶寬的需求不高，但是，該技術對各項需求級別非常高的列車控制信號業務來說，為了保證信號的穩定，盡量的選用單獨的車地無線網絡的系統，該系統主要是指 LTE 技術，能夠在特殊頻率下進行工作，從而保證工作的穩定性。通過使用該車地無線網絡系統，不僅能夠保證整體的系統安全性，同時也能夠有效地處理信號，提高信號處理的速度。其次，在軌道交通業務當中，視頻廣告以及車輛狀態信息等等都是一些帶寬需求非常大的業務，為了能夠滿足各項業務對于帶寬的需求，在具體建設的過程當中，可以使用車地無線網絡承載的模式，通過使用車地無線網絡的模式能夠有效降低在建設的過程當中所花費的建設成本，同時在工作時也盡量使用工作頻率在 5.8 赫茲的 WLAN 技術。在建設車地無線網絡車載模式的時候，具體的建議如下，(1)控制 中心需要配置單核心設備以及模塊設備，從而提高系統的安全管理的水平。(2)車站需要配致大量的獨立的太網交換機，通過設置太網交換機能夠更好地接入無線覆蓋設備。(3)在區間的旁邊應該設相配套的 MIMO 無線或者是 AP 設備，從而借助該設備在區間軌組成一個無線覆蓋的網絡帖，第四，在車載設備的車頭或者車尾都需要配置一套 MIMo 無線和 AP 設備，在配置的過程當中需要注意車頭以及車尾的兩套設備，盡量選用能夠同時進入工作模式的設備，第五可以根據自己的實際需求選擇科學合理的無線頻段，在 選 擇 無 線 頻 段 的 時 候， 一 般 都 會 選 用 80mhz 和 40mhz 的組網體系，從而有效滿足車載各種視頻廣告監控以及運營信息對于帶寬的需求，加快信息的傳播以及傳輸。