郭勤

（中鐵十一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司，武漢430000）

1 引言

在軌道交通中，通信設(shè)備被運(yùn)用在售票檢票、站點(diǎn)服務(wù)信息和為乘客播報(bào)鐵路情況等業(yè)務(wù)中。為了保證軌道的交通能夠常年運(yùn)行，現(xiàn)代化建設(shè)中通常使用雙絞線和光纜相結(jié)合的系統(tǒng)作為傳輸工具。軌道交通作為城市中的綜合系統(tǒng)，其主要由電話系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和廣播系統(tǒng)等幾方面構(gòu)成，軌道交通通過(guò)對(duì)多種系統(tǒng)進(jìn)行匯總，最終組成了通信傳輸。

2 通信傳輸技術(shù)的概述

通信傳輸系統(tǒng)負(fù)責(zé)將軌道交通中的目的端和源端進(jìn)行鏈接，它可能以直接相連的方式，也可能是通過(guò)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效連接。通信傳輸系統(tǒng)是將語(yǔ)音、圖像和數(shù)據(jù)等信息以信號(hào)的形式傳播出去，經(jīng)過(guò)多種調(diào)制，將本身的頻譜變成適合于某種傳輸媒體的內(nèi)部頻段，并促使自身形成有助于傳輸?shù)男盘?hào)波，最后經(jīng)過(guò)解調(diào)還原出所要傳遞的信息。傳輸系統(tǒng)在發(fā)展過(guò)程中的技術(shù)水平主要是以技術(shù)的開(kāi)發(fā)和媒體傳輸?shù)拈_(kāi)發(fā)作為進(jìn)步標(biāo)志，并將可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、系統(tǒng)容量和畫(huà)面質(zhì)量作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。在提高傳輸系統(tǒng)的工作效率方面，應(yīng)從寬帶的擴(kuò)展和已調(diào)的壓縮信號(hào)這2方面進(jìn)行[1]。

3 通信傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)

3.1 適應(yīng)性強(qiáng)

較強(qiáng)的適應(yīng)性是當(dāng)今軌道交通通信傳輸?shù)闹饕攸c(diǎn)之一。軌道通信系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，不僅要符合一系列的規(guī)范性操作，也要在一定程度上滿足軌道交通具有的特殊性原則。在各個(gè)子信息傳遞時(shí)，通信傳輸系統(tǒng)需要利用自身強(qiáng)大的適應(yīng)能力來(lái)滿足由于環(huán)境等原因出現(xiàn)的缺陷，進(jìn)而避免軌道通信系統(tǒng)的整體癱瘓。從根本上來(lái)講，軌道的通信系統(tǒng)是集結(jié)了多種信號(hào)源系統(tǒng)而組成的總系統(tǒng)。因此，其在運(yùn)行時(shí)應(yīng)該具有一定的自我修復(fù)能力來(lái)應(yīng)對(duì)隨時(shí)可能發(fā)生的突發(fā)狀況。在進(jìn)行信息運(yùn)輸之時(shí)，要將自身的系統(tǒng)分為2種頻率，一種用來(lái)進(jìn)行基本信息的傳遞，例如，乘車(chē)人的信息和等車(chē)時(shí)間等；另一種用來(lái)進(jìn)行特殊功能的服務(wù)和軌道內(nèi)部系統(tǒng)的信息傳遞，這將幫助軌道的通信系統(tǒng)更加合理自然化，并促使其業(yè)務(wù)量的增加[2]。

3.2 可靠性

在對(duì)軌道通信系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行研究時(shí)，可以將軌道的通信系統(tǒng)看成由多條鏈路按照一定方式組成的子系統(tǒng)。為了能夠在實(shí)際生活中進(jìn)行使用，必須對(duì)完善的信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行定量分析，例如，在我國(guó)已經(jīng)明確規(guī)定列車(chē)防護(hù)欄上MTBF不能夠低于104h，軌道在進(jìn)行交通的過(guò)程中可以通過(guò)多種信息的測(cè)算系統(tǒng)得到真實(shí)的無(wú)故障時(shí)間，進(jìn)而保證軌道交通的可靠性。在城市軌道交通之中，假若ATP系統(tǒng)在正常的駕駛模式之下，便可以促使列車(chē)進(jìn)入到連續(xù)的運(yùn)營(yíng)模式之中；假若ATP系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以在軌道交通的規(guī)定條件下進(jìn)行限速人工駕駛，雖然人工駕駛能夠列車(chē)處于安全可靠的環(huán)境之中，但是并不能促使列車(chē)不闖關(guān)閉的信號(hào)機(jī)。

4 軌道交通中傳輸系統(tǒng)的種類(lèi)

4.1 有線傳輸

有線傳輸系統(tǒng)不僅是以線性金屬導(dǎo)體及其周?chē)鼑目臻g作為媒介，也是以線性光介質(zhì)作為媒介進(jìn)行信息傳輸?shù)?。在現(xiàn)代的發(fā)展中，多數(shù)列車(chē)都是以線性光介質(zhì)作為媒介，因?yàn)槠鋫鬏數(shù)馁|(zhì)量相較于金屬纜線更加穩(wěn)定可靠，也并不會(huì)受到電磁場(chǎng)交連而引起的制約效應(yīng)。以光介質(zhì)為媒介的列車(chē)，其工作頻率和可用頻率并不會(huì)受到限制，并且因其運(yùn)用光波承載信號(hào)的特點(diǎn)，運(yùn)行速度更快，頻率更高，所以適用于可用頻寬帶。以金屬纜線為介質(zhì)的列車(chē)適合模擬載波系統(tǒng)，可通過(guò)縮小中繼距離來(lái)提升系統(tǒng)承載的信息容量。

4.2 無(wú)線傳輸系統(tǒng)

無(wú)線傳輸系統(tǒng)是以電離層、自由空間和流層不規(guī)則氣團(tuán)為媒介的傳輸系統(tǒng)，其在信息傳遞的過(guò)程中因?yàn)橐资芨蓴_和傳輸質(zhì)量不穩(wěn)定的特點(diǎn)，必須采用抗衰落措施，并同時(shí)對(duì)其頻率和系統(tǒng)間進(jìn)行協(xié)調(diào)管理。無(wú)線傳輸系統(tǒng)并不需要實(shí)體媒介進(jìn)行信息傳播，所以擁有成本低、建設(shè)快和調(diào)度靈活的特點(diǎn)，并且可以定向的播報(bào)信息。軌道交通在采用C頻段截頻時(shí)，將不會(huì)受到電離層的影響，在暴風(fēng)雨中依然可以傳輸穩(wěn)定的電流。無(wú)線傳輸系統(tǒng)擁有小容量的短波和特高頻的接力通信，可以和大容量的通信系統(tǒng)進(jìn)行接力傳信。

4.3 數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)

數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)在接受之時(shí)，僅需要取參量和標(biāo)量的離散值的最小值進(jìn)行評(píng)判，并不需要原裝信號(hào)的保持，所以其抗干擾能力變強(qiáng)。數(shù)字傳輸系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，可以通過(guò)中繼器的信號(hào)逐段再生，并不存在損傷和噪聲的累加，因此，可以通過(guò)較為簡(jiǎn)單的邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，不僅適用于電報(bào)和數(shù)據(jù)等數(shù)字信號(hào)的傳播，也適用于多種數(shù)字化模擬信號(hào)的傳播，這為軌道交通的通信傳輸提供了便利條件。雖然我國(guó)二進(jìn)制數(shù)字化模擬信號(hào)的研究成果較低，但是依然可以在一定程度上通過(guò)高效編碼和高效的調(diào)制技術(shù)提升頻譜的使用率。數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)的卓越優(yōu)點(diǎn)奠定了其在我國(guó)未來(lái)軌道交通通信中的特殊地位。

5 軌道中通信傳輸?shù)募夹g(shù)

5.1 開(kāi)放式傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)傳播是一種在光纖技術(shù)基礎(chǔ)之上開(kāi)發(fā)出來(lái)的通信傳輸技術(shù)，它不僅可以在相對(duì)遼闊的地域上進(jìn)行無(wú)障礙通信，還可以快速傳輸語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻等信息，從狹義的角度來(lái)講，只要在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)完成相關(guān)的設(shè)計(jì)接口卡，便可以毫無(wú)限制地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，這是一種開(kāi)放的靈活式傳輸信息技術(shù)。OTN是利用光纖介質(zhì)作為媒介的同步專(zhuān)網(wǎng)，它同時(shí)采用了時(shí)分的復(fù)用技術(shù)。OTN系統(tǒng)是車(chē)站和車(chē)輛換乘信息提供的總控制中心，其主要組成分為4部分：節(jié)點(diǎn)機(jī)箱、接口模塊、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和寬帶光纖環(huán)適配器。

5.2 IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要功能便是將自己的網(wǎng)絡(luò)與其他的網(wǎng)絡(luò)連接在一起，在發(fā)布自身信息的同時(shí)也從中獲取更多的信息。在IP技術(shù)之中，最重要的便是網(wǎng)橋，通過(guò)將2個(gè)或者多個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，為其提供更加透明的通信運(yùn)輸信息。網(wǎng)橋只是一種假定的存在，并沒(méi)有真正的實(shí)體特征。因此，在網(wǎng)絡(luò)上并不會(huì)看到網(wǎng)橋的存在。由于信息的通信業(yè)一致認(rèn)為IP技術(shù)將會(huì)成為未來(lái)軌道交通中的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)，所以便產(chǎn)生了一種錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，認(rèn)為IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將成為唯一的軌道交通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，但是在經(jīng)過(guò)深入探索之后，人們知道IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用必須與Internet相結(jié)合，通過(guò)各自的優(yōu)點(diǎn)彌補(bǔ)對(duì)方的不足之處。目前，國(guó)際上對(duì)于IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展主要由2條技術(shù)路線組成，分別是：革命式和演進(jìn)式。演進(jìn)式就是通過(guò)“打補(bǔ)丁”的方式對(duì)現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出相應(yīng)的增加與補(bǔ)改，促使其不斷完善和充實(shí)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要對(duì)軌道交通中的通信傳輸系統(tǒng)技術(shù)展開(kāi)了深入的研究，并介紹軌道交通過(guò)程中的通信特點(diǎn)，分析我國(guó)各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。軌道交通中通信運(yùn)輸?shù)慕?yīng)該在保證列車(chē)安全行駛的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)通信傳輸系統(tǒng)的可靠性，并通過(guò)多種技術(shù)的運(yùn)用合理改善其通信運(yùn)輸。