胡仁輝

（重慶信科設(shè)計有限公司，重慶 401147）

移動通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用

胡仁輝

（重慶信科設(shè)計有限公司，重慶 401147）

移動通信是指在通信過程中至少有一方是處于運(yùn)動狀態(tài)的通訊方式。而城市軌道交通是指城市中以軌道為運(yùn)行方式的公共交通骨干，其具備節(jié)約能源和用地資源、運(yùn)量大、安全環(huán)保及不受天氣影響等優(yōu)點，是一種綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的交通體系，尤為適合大中型城市。文章通過探討移動通訊的發(fā)展趨勢，分析其在城市軌道交通中的應(yīng)用并舉例說明。

移動；通信技術(shù)；城市；軌道交通

隨著城市軌道交通的發(fā)展，其在現(xiàn)代城市公共交通中的地位也日益突顯，發(fā)展出了眾多的城市軌道交通類型，如城市鐵路、地鐵、輕軌、有軌電車、磁懸浮列車和機(jī)場等新型交通系統(tǒng)，然而在保障軌道交通安全和可靠運(yùn)行方面，卻是一個非常復(fù)雜的運(yùn)行和管理過程。軌道交通運(yùn)輸是一個較為完整的大型系統(tǒng)，其各個組成部分都運(yùn)用了通信技術(shù)，通信在軌道運(yùn)輸中甚至有著神經(jīng)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的作用。然而通信技術(shù)在其業(yè)界和學(xué)術(shù)界的爭論很激烈，而且并沒有較為統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，所以為了保證城市軌道交通列車的安全性和可靠性，就需要集中統(tǒng)一管理列車的運(yùn)營，以及必須配備完善的通信系統(tǒng)。

1　移動通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1提高穩(wěn)定性

移動通信站點能夠利用基站實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，在隧道中的單個基站的覆蓋范圍就可以達(dá)到1.2km。而且，基站的組網(wǎng)設(shè)置原則非常靈活，不僅能夠根據(jù)列車的運(yùn)行速度來布置基站的安裝位置，還能夠增大或減少基站網(wǎng)絡(luò)覆蓋的重疊長度，以此保障高速運(yùn)行環(huán)境下的越區(qū)切換的成功，多樣化的網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案，能夠提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

1.2保證可靠性

移動通信技術(shù)使用的是專門的頻段，與其它的通信方式使用公共頻段不同，移動通信的干擾源少，加上使用的是專用頻段，所以其抗干擾能力強(qiáng)，保證了數(shù)據(jù)闡述的可靠性。

1.3增大傳輸容量

移動通信技術(shù)也被稱為蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信，利用基站的布置，就能夠把小區(qū)劃分成若干小區(qū)域，極大地增加了頻率的空間重復(fù)使用率，和提升了數(shù)據(jù)的傳輸容量、再結(jié)合LTE技術(shù)的運(yùn)用，使得第四代移動通信技術(shù)的無線寬帶業(yè)務(wù)有了技術(shù)基礎(chǔ)，無線傳輸速度甚至達(dá)到了100Mbps/S。

1.4提高安全性

移動通信技術(shù)的鑒權(quán)中心主要有兩個作用，首先就是能夠鑒權(quán)用戶的IMSI號，避免非本網(wǎng)絡(luò)的用戶接入網(wǎng)絡(luò)，其次就是能夠加密無線路徑上的通信數(shù)據(jù)，確保了通信數(shù)據(jù)的安全性。

1.5降低組網(wǎng)成本

移動通信包含了眾多的業(yè)務(wù)，不只具有基本的語音通信業(yè)務(wù)，還能夠高速傳輸一些相關(guān)的數(shù)據(jù)、音頻、視頻和圖像等大數(shù)據(jù)量的業(yè)務(wù)。所以能夠完全取代TETRA集群通信和WLAN網(wǎng)絡(luò)，真正實現(xiàn)語音調(diào)度的業(yè)務(wù)，確保了CBTC系統(tǒng)的運(yùn)行和車載PIS、CCTV專用通信無線網(wǎng)絡(luò)的暢通性，強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能不僅能避免單獨建網(wǎng)的現(xiàn)象產(chǎn)生，還能夠降低組網(wǎng)成本。

2　移動通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用示例

2.13G、4G技術(shù)的普及與改進(jìn)

3G、4G技術(shù)不僅處理音樂、視頻和圖像等多媒體形式的文件，還具備瀏覽網(wǎng)頁、電話通信和電子商務(wù)等多種信息服務(wù)功能，在如今的日常生活中占據(jù)了越來越重要的位置。然而經(jīng)研究表明，在我國的各大城市中，運(yùn)用到3G、4G技術(shù)的城市軌道交通并不多，即使有引入相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用，也只是運(yùn)用在了站臺和站廳中，如果列車進(jìn)入隧道內(nèi)就無法正常的瀏覽網(wǎng)頁，甚至無法連接網(wǎng)絡(luò)。

3G、4G技術(shù)通信系統(tǒng)在城市軌道交通的運(yùn)用中，最重要的障礙有兩個。其一是地鐵公司覺得如果把3G、4G的應(yīng)用引入地鐵內(nèi)，那么會推進(jìn)乘客自帶Wi-Fi熱點的行為，而這個行為會對列車的信號系統(tǒng)造成一定的影響；其次便是因為現(xiàn)在已經(jīng)建成及運(yùn)營的城市軌道交通線路并沒有考慮到3G、4G通信系統(tǒng)的需求，然而要想通過后期改造，卻因為地鐵內(nèi)特別是隧道內(nèi)的拓展空間較差，加上地鐵運(yùn)營時間的限制，可利用的時間較少，嚴(yán)重的阻礙了3G、4G通信系統(tǒng)的普及。其實3G、4G通信系統(tǒng)和列車信號系統(tǒng)的相互干擾性不大，而且通過一定的技術(shù)完善，能夠很好的解決這一問題，所以今后的地鐵運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)的建立會逐漸加入3G、4G技術(shù)。

2.2Wi-Fi技術(shù)的普及和改進(jìn)

Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)在無線局域網(wǎng)的范疇是指“無線相容性認(rèn)證”，實質(zhì)上是一種商業(yè)認(rèn)證，同時也是一種無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以前通過網(wǎng)線連接電腦，而Wi-Fi則是通過無線電波來連網(wǎng)；常見的就是一個無線路由器，那么在這個無線路由器的電波覆蓋的有效范圍都可以采用Wi-Fi連接方式進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，如果無線路由器連接了一條ADSL線路或者別的上網(wǎng)線路，則又被稱為熱點。Wi-Fi技術(shù)具有組網(wǎng)靈活和高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶卣?，在各個領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛，但是因為會和列車的移動電視、信號系統(tǒng)、CBTC和PIDS乘客信息系統(tǒng)相互干擾，所以在城市軌道交通中的應(yīng)用較為滯后。深圳是我國首個成功布置了無線寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)的城市，首次實現(xiàn)了Wi-Fi技術(shù)與視頻的上下行傳輸，為今后我國的Wi-Fi技術(shù)在軌道交通的應(yīng)用開創(chuàng)了先河。針對Wi-Fi技術(shù)通信系統(tǒng)在城市軌道交通中的運(yùn)用阻礙主要有幾個方面的解決策略。首先是可以把地鐵內(nèi)的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為508GHz的固定頻段通信，然而這樣的方式卻無法支持具有2.4GHz的智能終端，為未來留下了更大的隱患。其次便是CBTC和PIDS系統(tǒng)如果都轉(zhuǎn)換成當(dāng)前的GSM-R頻段，就需要大量的改造和完善，地鐵公司可能難以承擔(dān)。最后便是技術(shù)的革新，著重研究有關(guān)的城市軌道交通專用WiFi技術(shù)，而當(dāng)前也已經(jīng)有了一定的成果，如DS-FH混合擴(kuò)頻技術(shù)和固定信道劃分技術(shù)。當(dāng)前的有些深圳地鐵便是把列車信號系統(tǒng)和Wi-Fi系統(tǒng)劃分在了不同的信道，避免了干擾的產(chǎn)生，這樣的運(yùn)用正是Wi-Fi在城市軌道交通中的良好運(yùn)用。

3　結(jié)束語

在將來，我國的城市軌道交通移動通信系統(tǒng)必會朝著高寬帶、多功能和智能化的方向發(fā)展。

如果一個產(chǎn)品具有足夠的寬帶、整合的通信和信號系統(tǒng)，加上智能化的分配，就能夠完成當(dāng)下的城市軌道交通市場和通信格局。因為目前的城市軌道交通信號系統(tǒng)和移動通信系統(tǒng)是互相獨立的，所以其項目的投資額就非常的巨大，后續(xù)的維護(hù)費(fèi)也會增多，所以后續(xù)的研究和發(fā)展就需要把通信系統(tǒng)和信號系統(tǒng)相互整合和統(tǒng)一。

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［4］許昆.LTE技術(shù)在城市軌道交通車地?zé)o線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2012，（8）：33+35.

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TN91

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1671-3818（2016）09-0062-02

胡仁輝（1963-），男，漢族，重慶人，任職重慶信科設(shè)計有限公司，大學(xué)本科，研究方向：通信技術(shù)應(yīng)用、企業(yè)信息化、工程項目管理。