公茂進(jìn)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),城市軌道交通的建設(shè)已經(jīng)在祖國(guó)大地蓬勃發(fā)展。伴隨著無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)的成熟和發(fā)展,其應(yīng)用日益廣泛。為了提高城市軌道交通的信息化水平,WLAN廣泛用于城市軌道交通的列車(chē)控制、旅客信息服務(wù)等各個(gè)領(lǐng)域。

1 軌道交通中無(wú)線局域網(wǎng)的組成

WLAN主要有 2種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),即自組織網(wǎng)絡(luò)(也就是對(duì)等網(wǎng)絡(luò),常稱(chēng) Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò))和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(Infrastructure Network)。軌道交通中無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)主要采用后者。在 Infrastructure模式中,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)至少包括一個(gè)連接到有線網(wǎng)絡(luò)上的 AP,這樣的結(jié)構(gòu)單元稱(chēng)為一個(gè)基本服務(wù)集 BSS(Basic Service Set),2個(gè)及以上 BSS組成的單獨(dú)子網(wǎng)成為擴(kuò)展服務(wù)集 ESS(Extended Service Set)。多個(gè) AP通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)連接成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),為軌道交通上層應(yīng)用系統(tǒng)提供有線到無(wú)線的傳輸通道,是車(chē)載相關(guān)設(shè)備與地面、控制中心信息交互的重要手段。

2 無(wú)線局域網(wǎng)在軌道交通中的應(yīng)用及特點(diǎn)

目前,WLAN在軌道交通中的應(yīng)用主要有:信號(hào)DCS(Data Communication System)系統(tǒng)車(chē)-地傳輸、PIS(Passenger Information System)系 統(tǒng) 的 車(chē) -地 傳遞、車(chē)載閉路電視監(jiān)控(CCTV)系統(tǒng)。

2.1 信號(hào)系統(tǒng)對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)需求的特點(diǎn)

無(wú)線局域網(wǎng)為信號(hào)系統(tǒng)的冗余骨干網(wǎng)、車(chē)載ATP/ATO和軌旁 ATP/ATO提供可靠的連續(xù)通信服務(wù)。

1.高可靠。因?yàn)樾盘?hào)系統(tǒng)用 WLAN傳輸控制信息,關(guān)系到行車(chē)安全,因此要求高可靠性。高可靠性體現(xiàn)在 WLAN傳輸系統(tǒng)的低誤碼和可用性指標(biāo)高,同時(shí)要求信號(hào) WLAN系統(tǒng)不應(yīng)受到其他系統(tǒng)的干擾。

下班之后，偶爾她會(huì)來(lái)我這邊坐坐，或一起做飯。她的廚藝很好，做得菜很合我的胃口，我們一起聊天，聊得最多的是上學(xué)時(shí)候的事情，她說(shuō)她的，我說(shuō)我的，雖沒(méi)有一起經(jīng)歷過(guò)，卻也能聊得很開(kāi)心。我也會(huì)去她那邊，偶爾還會(huì)用她新買(mǎi)的浴缸泡個(gè)澡。那段時(shí)間，心情明朗了許多。一個(gè)人生活是一種樂(lè)趣，多了一個(gè)可以一起聊天吃飯的朋友，生活便有了另一種樂(lè)趣。

2.不間斷。由于采用 WLAN的信號(hào)系統(tǒng),多數(shù)用于移動(dòng)閉塞或者準(zhǔn)移動(dòng)閉塞,列車(chē)要求在移動(dòng)狀態(tài)下實(shí)時(shí)與地面進(jìn)行通信,滿(mǎn)足信號(hào)系統(tǒng)車(chē)-地通信連貫性的要求,因此信號(hào)系統(tǒng)對(duì) WLAN要求是通信不間斷。

1.頻段的統(tǒng)籌分配。軌道交通中,WLAN的應(yīng)用較多,而頻率資源相對(duì)有限。眾所周知,在我國(guó)能夠利用的 2.4 GHz頻段 WLAN系統(tǒng)可以利用的獨(dú)立非相互干擾信道只有 3個(gè)。為了保證各系統(tǒng)的正常工作,需要對(duì)頻率 2.4 GHz和 5.8GHz統(tǒng)籌分配,以減少各系統(tǒng)間的干擾。一般考慮為:信號(hào)系統(tǒng)頻率采用 2.4GHz,如單獨(dú)上 PIS時(shí),采用 2.4 GHz;但PIS與車(chē)載 CCTV同時(shí)建設(shè)時(shí),PIS和車(chē)載 CCTV頻率分別采用 2.4GHz和 5.8GHz。

2.2 PIS和 CCTV系統(tǒng)對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)需求的特點(diǎn)

1.傳輸帶寬。未來(lái)保證傳輸帶寬,需要采用相對(duì)密集的 AP布置點(diǎn),有條件的共用信號(hào)系統(tǒng)波導(dǎo)管。采用空間波覆蓋時(shí),應(yīng)充分利用 WLAN的分集增益。

2.采用同頻網(wǎng)絡(luò)。為了減少切換時(shí)間,并結(jié)合軌道交通的線路現(xiàn)狀覆蓋的特點(diǎn),軌道交通中WLAN建設(shè)宜采用同頻網(wǎng)絡(luò)。即每個(gè)系統(tǒng)不同 AP采用相同頻點(diǎn)。

1.高帶寬。為了保證移動(dòng)視頻系統(tǒng)的圖像清晰度和實(shí)時(shí)性質(zhì)量,視頻信號(hào)在傳輸過(guò)程帶寬要足夠高,一般每路信號(hào)凈帶寬不小于 2～4 Mb/s。

2.低延時(shí)。視頻的實(shí)時(shí)性要求有嚴(yán)格的端到端時(shí)延要求,這就需要移動(dòng)視頻無(wú)線傳輸環(huán)節(jié)的延時(shí)要低。

3.無(wú)縫覆蓋及平滑漫游。為了保證在移動(dòng)的情況下圖像能夠連續(xù)實(shí)時(shí),要求視頻信號(hào)無(wú)線傳輸系統(tǒng)全程連續(xù)無(wú)縫覆蓋,并能平滑漫游,以保證監(jiān)視畫(huà)面的流暢。

3 工程應(yīng)用中的幾點(diǎn)思考

根據(jù)無(wú)線局域網(wǎng)的固有特點(diǎn),對(duì)不同系統(tǒng)的無(wú)線局域網(wǎng)的工程建設(shè)進(jìn)行分析和提出建議。

從單因子污染指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，28份荸薺土壤中鋅、銅和鉻的污染指數(shù)均小于1，表明研究區(qū)荸薺土壤目前未受到鋅、銅和鉻元素的污染。從潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看，鋅、銅和鉻3種重金屬均處于輕微的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平，其潛在生態(tài)危害指數(shù)平均值分別為 1.11、2.25 和 0.28，潛在生態(tài)危害由強(qiáng)至弱為Cu＞Zn＞Cr?？傮w上看鋅、銅和鉻還處于一個(gè)較低含量水平，污染風(fēng)險(xiǎn)程度較低，基本符合荸薺安全種植的要求。

高?？赏ㄟ^(guò)網(wǎng)站、講座、招聘會(huì)、假期實(shí)習(xí)等多種形式為學(xué)生提供全方位的就業(yè)信息和渠道。同時(shí)，高校還應(yīng)根據(jù)就業(yè)信息為大學(xué)生開(kāi)展職業(yè)素養(yǎng)專(zhuān)題培訓(xùn)，以增強(qiáng)大學(xué)生的就業(yè)適應(yīng)能力。

3.1 軌道交通無(wú)線局域網(wǎng)建設(shè)的統(tǒng)籌思考

3.數(shù)據(jù)量不大。信號(hào)系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不大,傳輸速率一般在 kb/s以下,但要求時(shí)延有保證。以滿(mǎn)足信號(hào)系統(tǒng)信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。

這樣的預(yù)警確實(shí)很有必要，但面對(duì)兇猛的“培訓(xùn)貸”，似乎不能光靠大學(xué)生謹(jǐn)慎。一邊是找工作的巨大壓力，一邊是各種美好的誘惑，初出校門(mén)的大學(xué)生“入彀”并不奇怪。

對(duì)于收益一般的山東省沾化縣、河北省黃驊市常規(guī)栽培區(qū)，考慮投入接受能力，可以在棗果進(jìn)入幼果期時(shí)，施加品質(zhì)較高、水溶性較好的復(fù)合肥。根據(jù)具體掛果量，施肥量一般控制在50 kg/株左右。可以在行間棗樹(shù)滴水線處開(kāi)寬20 cm左右、深10 cm左右的施肥溝，覆土施肥，然后灌一定量的水，促進(jìn)復(fù)合肥溶解，快速發(fā)揮肥效。

3.信號(hào)獨(dú)立建設(shè)。WLAN系統(tǒng)的傳輸帶寬不能簡(jiǎn)單為了滿(mǎn)足信號(hào)系統(tǒng)安全性和實(shí)時(shí)性要求,信號(hào)系統(tǒng) WLAN宜單獨(dú)建設(shè)。

人對(duì)于解釋心理距離分為遠(yuǎn)和近，對(duì)于遠(yuǎn)心理距離，通常去解釋最基礎(chǔ)的東西（即用專(zhuān)業(yè)詞匯作為背景且主題）；而對(duì)于近心理距離，人們會(huì)加入一些自己對(duì)于其的理解來(lái)解釋?zhuān)ㄟ^(guò)細(xì)節(jié)化、邊緣化等來(lái)逐一闡述。

4.傳輸媒介及 AP點(diǎn)的布置。為了提高系統(tǒng)的可靠性,條件允許時(shí)優(yōu)先采用波導(dǎo)管或者漏纜,作為傳輸媒介。如果采用空間波,在 AP點(diǎn)布置應(yīng)考慮采用 LOS方式,并采用空間分集接收。信號(hào)系統(tǒng)采用波導(dǎo)管時(shí),PIS和 CCTV可以共用波導(dǎo)管,如北京軌道交通首都機(jī)場(chǎng)線。

1.雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)。為了滿(mǎn)足信號(hào)系統(tǒng)的高可靠性,WLAN建設(shè)采用雙層 AP的冗余布置,分別構(gòu)成對(duì)應(yīng) DCS的紅網(wǎng)和藍(lán)網(wǎng)。

6.設(shè)備環(huán)境適應(yīng)能力。為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,應(yīng)該根據(jù)環(huán)境情況嚴(yán)格選擇滿(mǎn)足環(huán)境要求的產(chǎn)品。目前區(qū)間 AP與車(chē)站交換機(jī)間一般采用光纖收發(fā)器進(jìn)行連接。而傳統(tǒng)的光纖收發(fā)器易成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的薄弱環(huán)節(jié),在光纖收發(fā)器選擇上不僅應(yīng)考慮滿(mǎn)足設(shè)備使用環(huán)境,同時(shí)還應(yīng)考慮采用可網(wǎng)管型光纖收發(fā)器,以便能夠像其他設(shè)備一樣進(jìn)行網(wǎng)管,提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性。

3.2 信號(hào)系統(tǒng)中 W LAN的處理

5.WLAN的其他考慮。軌道交通每條線 AP點(diǎn)和移動(dòng)用戶(hù)數(shù)量不大,宜采用二層網(wǎng)絡(luò)。為增加系統(tǒng)的可靠性和安全性,宜配置生成樹(shù)協(xié)議,并采用有線端口認(rèn)證和無(wú)線 MAC地址過(guò)濾等手段。

2.應(yīng)用系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)統(tǒng)籌考慮。由于 WLAN無(wú)線系統(tǒng)不夠可靠,用于信號(hào)系統(tǒng)時(shí),需要在信號(hào)系統(tǒng)的應(yīng)用層增加相應(yīng)措施,避免下層 WLAN的不可靠帶來(lái)的影響。

4.1.2 觀察前后測(cè)數(shù)據(jù)表明，中學(xué)生游泳校本課程的學(xué)習(xí)有助于提升學(xué)生游泳自救與水上救助的能力，使蛙泳、著裝游泳、踩水等技能有較大進(jìn)步；仰浮、岸上拋浮板等技能也得到發(fā)展。

3.波導(dǎo)管的使用。在投資和安裝位置允許的前提下,信號(hào)系統(tǒng)可以采用波導(dǎo)管作為傳輸介質(zhì)。波導(dǎo)管可以在地面安裝和隧道頂部安裝。頂部安裝時(shí),在車(chē)站區(qū)域宜采用天線空間波覆蓋。

3.3 PIS和 CCTV系統(tǒng)中 WLAN的處理

根據(jù)視頻信號(hào)的傳輸特點(diǎn),在 CCTV和 PIS系統(tǒng)中,WLAN建設(shè)應(yīng)著重考慮以下問(wèn)題。

WLAN在 PIS和 CCTV中分別用于地面→車(chē)載和車(chē)載→地面視頻信息的傳送,二者有著極為相似的特點(diǎn)。

2.切換時(shí)延。為了保證視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)性,在PCF機(jī)制的基礎(chǔ)上采用認(rèn)證機(jī)制,并充分考慮有線傳輸網(wǎng)絡(luò)的MAC地址刷新速度應(yīng)滿(mǎn)足切換的要求。

3.4 AP的選用

軌道交通覆蓋區(qū)域?yàn)殒湢顓^(qū)域,需要支持車(chē)載無(wú)線設(shè)備在多個(gè) AP間快速切換的需要。具體 AP的選擇及組網(wǎng)可考慮采用較新技術(shù)的“瘦 AP”。

3.4.1 “瘦 AP”和 “胖 AP”

傳統(tǒng)的 AP將多種功能集為一身,如:物理層、鏈路層、用戶(hù)數(shù)據(jù)加密、用戶(hù)的認(rèn)證、QoS、安全策略、用戶(hù)的管理及其他應(yīng)用層功能,這類(lèi) WLAN設(shè)備俗稱(chēng)為“胖 AP”。

對(duì)于高校層面來(lái)說(shuō)，要將人才培養(yǎng)的規(guī)模擴(kuò)張逐漸向優(yōu)化人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)方面轉(zhuǎn)化，需要克服擴(kuò)張規(guī)模的沖動(dòng)，要根據(jù)自身學(xué)科的基礎(chǔ)以及所具有的辦學(xué)條件，充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及政府的人才規(guī)劃來(lái)優(yōu)化人才培養(yǎng)的結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)多樣化、復(fù)合型的人才，這是值得深度思考以及認(rèn)真研究去解決的課題。作為高校，首先要有這方面的整體考慮，作為思想基礎(chǔ)，以后才有可能去采取措施來(lái)切實(shí)地保障優(yōu)化結(jié)構(gòu)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

“胖 AP”的特點(diǎn)是配置靈活、安裝簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比高,但 AP之間相互獨(dú)立,不適宜用戶(hù)密度高、多個(gè)AP連續(xù)覆蓋等環(huán)境復(fù)雜的場(chǎng)所。

將傳統(tǒng)的“胖 AP”功能進(jìn)行分離,采用集中控制型 AC+AP設(shè)備,通過(guò)集中控制器 AC和輕量級(jí)AP配合,實(shí)現(xiàn)“胖 AP”設(shè)備的功能。其中,輕量級(jí)AP只保留物理鏈路層和 MAC功能,提供可靠、高性能的射頻管理,包括 802.11協(xié)議的無(wú)線連接;集中控制器 AC集中所有上層功能,包括安全、控制和管理等功能,與傳統(tǒng)的 AP相比,輕量級(jí) AP實(shí)現(xiàn)的功能大大減弱,俗稱(chēng)為“瘦 AP”。

3.4.2 “胖 、瘦 AP”的選擇”

軌道交通領(lǐng)域?yàn)榱颂岣?WLAN的切換速度,可以采用 AC+“瘦 AP”的模式,本質(zhì)上是 DCF模式的發(fā)展和提高。具體組網(wǎng)時(shí),為提高系統(tǒng)的兼容性,盡量采用同一廠商的 AC設(shè)備和 AP設(shè)備。

對(duì)雙層鈦合金波紋夾芯結(jié)構(gòu)的低速落錘沖擊性能進(jìn)行試驗(yàn)研究，分析不同沖擊速度下的峰值力、能量吸收狀況和失效模式，最后對(duì)波紋夾芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行落錘沖擊有限元模擬，比較不同速度下的峰值力、能量轉(zhuǎn)化、吸能效率以及波紋夾芯結(jié)構(gòu)各部分的吸能和變形情況，并對(duì)比試驗(yàn)和有限元模擬結(jié)果。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著軌道交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展,WLAN技術(shù)的合理應(yīng)用將會(huì)發(fā)揮更大作用。同時(shí),隨著新的無(wú)線傳輸技術(shù)的成熟和發(fā)展,新的技術(shù)勢(shì)必將為城市軌道交通的發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。

[1] 鐘章隊(duì),趙紅禮,吳昊,黃清.無(wú)線局域網(wǎng)[M].北京:科學(xué)出版社,2004.

[2] 張嵐.WLAN中 QoS關(guān)鍵技術(shù)討論[J].蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).23(3).

[3] 朱小松,陳敏,余英林.H.26L視頻在 WLAN上的實(shí)時(shí)編碼與傳輸研究[J].電子與信息學(xué)報(bào),26(6).

(責(zé)任編輯:諸 紅)