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在當前城市發(fā)展中，促進軌道交通建設可有效緩解城市公共的交通壓力，為城市居民提供更加便捷的出行方式。在城市軌道交通建設中，無線通信技術的應用十分重要，充分應用無線通信技術，可保證城市軌道交通運行的安全性、穩(wěn)定性。

1 無線通信技術概述

在城市軌道交通建設中，應用無線通信技術可獲取乘客信息，監(jiān)控軌道交通的實際運行情況，可根據(jù)列車的具體運行情況對列車調度方案進行優(yōu)化與改進，提升列車調度工作的合理性，確保調度工作可滿足軌道交通通信需求，主要包括車載CCTV、信號系統(tǒng)、通信技術等各個環(huán)節(jié)。乘客的網(wǎng)絡與通信業(yè)務主要通過公用無線網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)，但公用無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的可靠性較低，無法滿足列車運行中的通信需求。

軌道交通的公安無線通信系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性更強，在軌道交通運行過程中出現(xiàn)緊急事故時，可快速與外界進行實時聯(lián)系，方便對緊急事故進行迅速處理。目前，城市軌道交通中常用的通信網(wǎng)絡特點突出，運載量較大、速度較快，可為乘客提供相應的通信網(wǎng)絡服務，且其安全性、環(huán)保性更強，可減少通信網(wǎng)絡在應用過程中的環(huán)境污染情況。

隨著城市化水平的不斷提升，城市軌道交通的運行需求越來越多樣。因此，提高無線通信技術的應用水平，保證無線通信技術的傳輸能力、穩(wěn)定性是促進城市軌道交通建設發(fā)展的重要內容[1]。

在城市軌道運行中，無線通信技術有利于提高軌道交通的穩(wěn)定性，確保軌道列車可與外界通信系統(tǒng)進行實時聯(lián)系。例如，北京地鐵在2016年8月早高峰時間出現(xiàn)停運情況，影響了乘客出行，增加了周邊交通設施的運行壓力。由此，可證明在軌道交通運行中，無線通信技術具有至關重要的作用，確保無線通信技術有效應用，可保證軌道交通信號系統(tǒng)與通信系統(tǒng)正常運行，對軌道交通進行科學調度和監(jiān)控，保證軌道交通的安全性、穩(wěn)定性。無線通信技術可為軌道交通乘客提供需要的通信網(wǎng)絡服務，使乘客在列車運行期間與外界保持通信。

2 無線通信技術在軌道交通中的應用要求

在應用無線通信技術的過程中，車載CCTV、信號系統(tǒng)CBTC、通信PIDS等均屬于通信業(yè)務的內容。目前，通信系統(tǒng)可為軌道交通行車提供高帶寬、低延遲的通信信號，且可保證通信信號的穩(wěn)定性。為了對無線通信技術進行有效應用，應遵循以下基本要求：第一，應盡量擴大無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的覆蓋范圍，防止出現(xiàn)單點故障，可以提升整體的穩(wěn)定性。第二，在對車載通信系統(tǒng)進行應用時，系統(tǒng)單元與控制基站間須有效聯(lián)系，保證系統(tǒng)信息可穩(wěn)定有效傳輸。第三，在列車運行過程中應保證基本的通信服務，使信息傳輸具有及時性、雙向性。除此之外，在基本通信系統(tǒng)運行時，PIS系統(tǒng)可以保障乘客媒體服務質量，例如可滿足乘客的視頻播放、廣播收聽等需求。

在實際應用過程中，可以深入分析這一系統(tǒng)，應保證視頻播放的分辨率在720P以上，傳輸延遲須在300 ms以下，車載監(jiān)控系統(tǒng)必須保證監(jiān)控的及時性，應將監(jiān)控獲取的相應信息及時傳輸?shù)娇傁到y(tǒng)內，根據(jù)獲取的監(jiān)控信息，對列車的具體運行情況進行合理安排。

3 無線通信技術在軌道交通行業(yè)中的應用

3.1 ZigBee技術

ZigBee技術是無線通信技術在軌道交通通信中應用的主要技術類型，屬于一種低功耗的局域網(wǎng)協(xié)議。與其他無線通信技術相比，ZigBee技術功耗及成本相對較低，但其容量和安全性較高，是一種中短距離的無線通信技術。一般情況下，在10～100 m間能夠滿足通信需求，利用一些方法提高其發(fā)射功率，可以增加其通信距離，使通信距離變?yōu)? 000～3 000 m左右。除此之外，ZigBee的響應速度較快，從睡眠狀態(tài)轉換到運行狀態(tài)的時間為15 ms，將節(jié)點連接進入網(wǎng)絡的時間為30 ms。城市軌道交通運行過程中，備電系統(tǒng)處于電池狀態(tài)時，會對軌道交通的供電系統(tǒng)產(chǎn)生影響。因此，在電池數(shù)量相對較多的情況下，僅利用電纜完成通信可能會導致其操作難度、成本增加。利用ZigBee技術不僅能夠保證通信數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸，還可以降低操作難度、應用成本。

3.2 LTE技術

在無線通信技術應用過程中，LTE技術是一種不斷演變發(fā)展而形成的新技術類型，利用結合正交頻分復用技術以及多信道輸入輸出技術，其作用效果能夠減小多徑衰弱，提高無線頻道的綜合利用效率，保證無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸處理效率和能力。LTE技術在應用過程中形成的通信系統(tǒng)主要以分組域實時完成業(yè)務管理為目標，在LTE設備運行過程中，可有效避免不同傳輸設備射頻信號產(chǎn)生的干況。在20 MHz波譜頻段帶寬下，LTE技術提供的信號傳輸率及峰值信號速率為50～100 Mbps[2]。在軌道交通通信系統(tǒng)中對該技術進行應用具有良好的通信效果。

3.3 SDH技術

在城市軌道交通運行中應用通信系統(tǒng)時，信息傳輸系統(tǒng)是核心部分，設計信息傳輸系統(tǒng)過程中應保證應用的穩(wěn)定性、安全性，同時應根據(jù)當前的先進技術發(fā)展方向，提高其創(chuàng)新性，確保設計的信息系統(tǒng)滿足軌道交通未來發(fā)展過程中的通信需求。

目前，SDH技術已經(jīng)比較成熟完善，在操作過程中可靠性較高。利用SDH技術，可以保證點對點、點對多點數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)男Ч?。在實際應用過程中，SDH技術仍然存在一些問題，但可以將SDH技術與IP技術進行綜合應用，有利于彌補SDH技術存在的缺陷，并可以突出IP技術的應用優(yōu)勢。

3.4 WiFi技術

現(xiàn)階段，WiFi技術是使用最為廣泛的無線通信技術之一，在軌道交通的通信系統(tǒng)中應用WiFi技術有明顯優(yōu)勢。WiFi技術具有較強的靈活性、可靠性，但在實際的應用中需要降低WiFi技術受到的干擾問題，確保該技術在軌道交通中的正常應用。

第一，設置固定頻段，將頻段固定為5.8 GHz，可減少其他因素對其產(chǎn)生的干擾，但頻段固定后，設備無法有效聯(lián)系2.4 GHz智能終端，會對WiFi的未來發(fā)展產(chǎn)生影響。

第二，充分發(fā)揮PIDS和CBTC系統(tǒng)的應用優(yōu)勢。但在應用過程中需要改造升級地鐵通信系統(tǒng)，因此，執(zhí)行難度相對較大。

第三，促進技術創(chuàng)新與發(fā)展。在城市軌道交通建設中，需要加強專業(yè)性WiFi技術的創(chuàng)新研發(fā)。例如，將WiFi與軌道交通信息系統(tǒng)分別設置在不同的信道中，可有效避免干擾的情況。

3.5 4G技術

現(xiàn)階段，4G技術是應用相對廣泛的無線通信技術類型，傳輸速度較快，且近些年4G技術的發(fā)展越來越快、越來越成熟完善。在軌道交通通信系統(tǒng)中對4G技術進行應用，可完成軌道交通高清視頻傳輸，使軌道交通工作人員獲取更清晰的運行情況信息，并為公安部門提供比較穩(wěn)定、及時的視頻監(jiān)控資料。

在軌道交通運行過程中，如果出現(xiàn)突發(fā)事故，4G技術可優(yōu)先處理緊急事故的相關信息，可將信息傳輸給工作人員及相關技術人員，有利于工作人員及時處理緊急事件，保證軌道交通乘客的人身安全。

3.6 5G技術

5G技術是近些年來受關注度較高的無線通信技術，以4G通信技術為基礎的新一代無線通信技術，5G技術除了應用原有的技術外，還將納米技術與數(shù)據(jù)加密技術融合在通信技術中。

在5G技術應用過程中，除了可利用更靈活的無線網(wǎng)絡外，還可以保證數(shù)據(jù)的私密性、安全性。5G技術的數(shù)據(jù)信息傳輸速度更快，數(shù)據(jù)傳輸基站可以利用新的IP地址，推動5G技術的突破性發(fā)展。

5G技術在軌道交通信系統(tǒng)中的有效應用，可保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，提高?shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴⑺矫苄?。在實際應用中能夠為乘客提供低流量的移動寬帶服務，并可以利用5G技術獲取更多高清監(jiān)控視頻和圖片，可對車輛運行軌道進行可視化監(jiān)控，提高車輛運行的安全性及穩(wěn)定性。

4 無線通信技術的未來發(fā)展趨勢

在我國未來的軌道交通無線通信系統(tǒng)發(fā)展和應用過程中，很多因素均會對其產(chǎn)生影響，特別是一些不可控的因素，會導致無線通信系統(tǒng)的應用出現(xiàn)問題。需要根據(jù)當前的無線通信系統(tǒng)結合我國軌道交通的通信需求，選擇更科學、更合理的設計理念，使無線通信系統(tǒng)適應不同的運行環(huán)境，確保軌道交通系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性。

未來無線通信系統(tǒng)發(fā)展中，需要優(yōu)化各個設備的接口，促進軌道交通信息傳輸系統(tǒng)與通信接口的有效結合，推動子系統(tǒng)的更新與升級，提升無線通信技術在軌道交通中的應用水平，提高軌道交通通信系統(tǒng)的社會效益與經(jīng)濟效益。

5 結語

在城市軌道交通運行中，充分應用無線通信技術可以提高城市軌道交通的安全性、便捷性。隨著無線通信技術的發(fā)展與創(chuàng)新，利用更先進的無線通信技術，可提高軌道交通信息數(shù)據(jù)傳輸效率，保證數(shù)據(jù)的安全性及私密性，降低軌道交通出現(xiàn)故障后帶來的不利影響。利用先進的通信技術可滿足乘客通信需求，相關研究人員應根據(jù)無線通信技術的發(fā)展實際進行創(chuàng)新和改進，提高無線通信技術的智能化水平，推動現(xiàn)代城市軌道交通的進一步發(fā)展。