城市軌道通信技術精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇城市軌道通信技術范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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【關鍵詞】城市軌道交通；通信技術；傳輸系統

前言

21世紀科學技術的飛速發展和城市化進程的不斷加快，城市交通的壓力劇增，而軌道交通的出現有效緩解了地面交通壓力，實現了短途的快捷運輸。在軌道交通系統中，城市軌道交通通信系統是直接服務于軌道交通運營和管理的，不僅是軌道交通正常運轉的保障，也是其他重要系統的傳輸通道。軌道交通通信系統在提高軌道列車的工作效率和自動化程度上發揮著重要作用，使各部門之間得以密切聯系，在很大程度上使列車安全快速的運行的得到了保證。城市軌道通信系統包括眾多的子系統，主要有傳輸系統、電源系統、專用電話系統、公話電話系統等。各子系統之間的密切配合實現了整個大系統的正常運行。未來，城市軌道交通通信系統將以促進城市軌道交通健康發展、優化軌道交通服務為目標，主要從寬帶化、新系統的開發及應用兩個方面出發進行創新發展。

1 我國城市軌道交通通信系統技術的應用及研究現狀

城市軌道交通通信系統的正常運行是實現軌道列車正常、快速、安全、準點以及高效率運行的重要保障。目前，我國城市軌道交通通信系統在城市軌道交通的各方面得到了有效的應用，達到了城市交通系統和交通通信系統的高度契合。軌道交通通信系統由眾多子系統組成，除了主要的傳輸系統、電源系統、專用電話系統、公話電話系統，還包括廣播系統、閉路電視系統、時鐘系統、數據通信系統、報警系統、自動售票系統、管理系統、綜合布線系統、報警系統等。這些子系統覆蓋在城市軌道交通系統的各個方面、各個工作層次，全方位地為城市軌道交通系統服務。其中，傳輸系統是所有子系統中的核心和骨干，承擔著及時、高效地傳遞各種重任，是其他子系統正常工作的前提。隨著城市化進程的加快，城市軌道交通的發展也出現了變化，不僅發展方向越來越多樣化，還出現了大中運量并存、市郊線同在的局面，這無疑為城市軌道交通系統尤其是交通通信系統提出了挑戰。為了適應城市發展的要求，為城市化建設服務，就需要從研究創新交通通信技術出發，進一步提升我國城市軌道交通的整體技術水平。

2 通信技術在城市軌道交通中的應用

2.1 WLAN局域網

WLAN（WirelessLocalAreaNetworks，局域網）的多媒體信息傳輸技術基于802.11協議族，IEEE802.11a規定WLAN的頻點為5GHz，數據傳輸速率為1-2Mb/s是一種適用于室內移動環境的通信技術。當前我國諸多城市的軌道交通都采用WLAN標準和技術，但是WLAN通信技術在接入更多的子系統時會存在許多問題。例如在WLAN通信系統中介入CCTV和VOIP電話，會影響通信系統整體容量以及性能。

2.2 3G技術

3G（第三代移動通信技術）具有TD-SCDMA、CDMA200和WCDMA三種不同的制式，3G技術不僅可以對音頻等多媒體形式進行處理，還能為客戶提供電子商務、網頁瀏覽和電話會議等多種服務。其中，3G數據服務的重點是多媒體業務，因而3G技術必須具備較高的傳輸速率才能要求。高速移動中的多媒體業務要求3G技術的傳輸速率必須達到144kb/s，滿移動和靜止狀態下的3G技術的傳輸速率則需分別達到384kb/s和2Mb/s。雖然3G技術的高速、慢速和靜止狀態下的傳輸速率較高，但仍不能滿足車載CCTV和PIDS系統（乘客信息顯示系統，passagerinformationdisplaysystem）對通信技術傳輸速率的要求。此外，3G技術屬于公網應用的范疇，因此城市軌道交通的通信技術不適合采用3G技術。

2.3 Wi-Fi技術

Wi-Fi（WIreless-Fidelity，保真技術）和藍牙技術有一定的相似性，Wi-Fi也屬于短距通信技術。例如CBTC，它是基于802.11b網絡規范，頻點在2.4GHz左右浮動，其最高的寬帶可達到11Mb/s。如果存在一定的干擾或者Wi-Fi信號較弱，CBTC的寬帶可降低至5.2Mb/s和1Mb/s。Wi-Fi通信技術具備的自動調整功能使Wi-Fi通信技術的穩定性和可靠性更強，而且Wi-Fi通信技術的可兼容性也較高，可兼容各種802.11DSS直接序列設備。此外，Wi-Fi通信技術的具有速度快和可靠性高的特點，使Wi-Fi通信技術在開放性區域的通信距離和封閉性開放區域的距離可分別達到300m和120m以上，與現有有限以太網的的整合更加便捷，組合成本也大大降低。

3 我國城市軌道交通通信系統的發展趨勢

我國正處在高速城市化的進程中，低碳、節能環保以及創新是目前經濟發展的主要形式，城市軌道交通也應在這個趨勢中得到更快的發展。目前，由于各地的實際情況不同，對于城市軌道交通通信系統的要求也不盡如一，但是總體的發展趨勢上應該還是具有相當的共同之處。

（1）安全性將成為首要評估標準。更多利用RAMS（可靠、可用、可維修、安全）標準對軌道交通通信網絡進行評估和管理。根據RAMS標準對整個軌道交通通信系統及其子系統進行設計、建設和管理。將各系統中的故障降到最低，滿足整個通信系統的的安全可靠性。

（2）數字集群通信系統TETRA將更廣泛地被使用。這種技術經過了長期的發展和實踐，在指揮調度、通信管理方面有著比較明顯的優勢，而且其技術已經非常成熟，應該成為我國城市軌道交通通信中的主流技術。該技術與全PI網絡、政府應急網絡以及控制器和車載核心設備之間的聯通，可以在提供更加高效、準確通信服務的同時，節省建設成本。目前我國采用的TETRA系統大部分都是從國外引進的，為了支持我國各地地鐵項目的快速發展，在引進消化基礎上，我國應該加強對TETRA系統自主知識產權的研發，在數字集群控制器、基站、交換機和車載臺等核心部件的研發和生產上取得突破，盡早打破國外企業在數字集群通信系統的壟斷局面。

（3）傳輸系統是通信系統的骨干網，既要考慮發展的方向，又要考慮交通的安全，還要考慮交通通信業務的多樣性、復雜性而對通信系統業務接口的要求，因此傳輸系統選用PIoverSHD和綜合業務接入相結合也是未來地鐵通信系統發展的趨勢。

（4）提供更多地人性化服務。城市軌道交通系統所提供的是最基礎的城市公共產品，要滿足絕大多數城市居民出行的需求，也是軌道交通通信系統未來發展和優化的重要空間。在目前，許多城市的軌道交通已經增設了wifi網絡的覆蓋、移動安全監控、乘客身份識別追蹤系統等既能提高乘客乘坐體驗，又能增添軌道交通運行可靠性的人性化服務。在今后的發展中，隨著技術的進步，通過對視頻、圖像、時鐘和廣播系統的優化等技術的廣泛利用，一定能為乘客提供更多地可選擇，提高乘客體驗，綜合提高城市軌道交通的服務質量。

4 結束語

綜上所述，通信技術在城市軌道交通中發揮著重要作用，作為關鍵部分的傳輸系統更起著傳輸的用。隨著軌道交通的增多，其技術要求也不斷提升，通信技術在城市軌道交通中的應用也受到人們的廣泛關注。

參考文獻：

[1]高E，韓曉亮，劉培欣，楊志華.地鐵通信系統建設方案研究[J].數字通信，2014（01）.

[2]薛連斌.地鐵通信系統現狀及發展趨勢研究[J].中國新通信，2014（17）.

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術在軌道交通通信系統中實現最大的價值，促進軌道交通更良好的發展。

【關鍵詞】：城市軌道交通；無線通信技術；應用

【引言】：隨著城市軌道交通的快速發展，建立安全可靠、高效穩定的車地無線通信系統是提高運營效率、管理質量、用戶體驗的必要手段。地面與高速行駛車輛（時速80km/h）之間的數據傳輸通道需要在高速移動的狀態下，具備優秀的快速接入性、實時傳輸性、帶寬調整性和抗干擾性等特點。

1. 在軌道交通使用環境下無線通信技術分析

目前，應用于軌道交通通信、信號的主流無線通信技術有基于802.11ac的WLAN及LTE兩種，代表著未來的發展方向和趨勢。以下將結合軌道交通的實際應用情況對兩種技術進行介紹。

1.1 基于802.11ac的WLAN技術介紹

IEEE802.11ac，是 一 個802.11無 線 局 域 網（WLAN）通信標準。WLAN標準從1997年第一代頒布以來，經歷了802.11、802.11b、802.11g/a、802.11n、802.11ac的發展過程。結合軌道交通的環境特性，其主要技術特性如下：

1.1.1在軌道交通領域，系統可支持2.4GHz/5.1GHz/5.8GHz無線頻段，具備更多的選擇，且工作在ISM頻段（公用頻率），對于頻率使用只需要進行報備，無需專項申請；

1.1.2 WLAN技術網絡架構基于數據鏈路層，系統開銷小，采用最高至256-QAM的調整方式，理論上在160MHz的無線頻率資源，靜止狀態可提供不小于1Gbit/s的傳輸速率。實際軌道交通環境列車運動狀態下的平均傳輸速率300Mbit/s；頻普轉換率接近到1：1：85，業務的帶寬支持能力強。

1.1.3 網絡架構采用雙向非對稱設計、上、下行采用統一正交頻分復用（OFDM）技術，但系統采用競爭接入模式，業務的接入無法有效實現保障性的帶寬控制，多業務的QOS保障存在局限性，同時也無法實現針對業務進行上下、下行數據的按需靈活配置。

1.2 TD-LTE技術介紹

LTE是由3GPP組織制定的通用移動通信系統技術標準的長期演進。LTE系統引入了OFDM和MIMO等關鍵技術，顯著增加了頻譜效率和數據傳輸速率，在20MHz頻譜帶寬，2×2MIMO天線的模式下，理論下行最大傳輸速率為201Mbit/s，但根據實際組網以及終端能力限制，一般認為下行峰值速率為100Mbit/s，上行為50Mbit/s。結合軌道交通的環境特性，其主要技術特性如下：

1.2.1在軌道交通領域，系統僅支持1.8GHz專用頻率，選擇較為單一。使用1.8GHz頻率時需要進行專項申請，一般在合法的情況下能夠爭取到10MHz的頻率帶寬。

1.2.2 TD-LTE技術網絡架構基于網絡層，系統開銷相對較大，采用64-QAM調整方式下靜止狀態下頻譜轉化率可達到1：5，運動狀態下利用率接近1：1：5，采用10MHz的無線頻率資源，靜止狀態可提供不小于50Mbit/s的傳輸速率，運動狀態下的邊緣有效傳輸帶寬可達15Mbit/s。

1.2.3網絡架構采用雙向非對稱設計，上行采用單載波頻分多址（SC-FDMA），下行采用正交頻分多址（OFDMA）。

1.2.4系統采用TDD（時分雙工）方式，同時引入同步時鐘系統，能夠在有效劃分業務的同時，確保各業務的QOS。業務保障性能力強【1】。

2通信技術在城市軌道交通中的應用

2.1 WLAN局域網

WLAN（WirelessLocalAreaNetworks，局域網）的多媒體信息傳輸技術基于802.11協議族，IEEE802.11a規定WLAN的頻點為5GHz，數據傳輸速率為1-2Mb/s是一種適用于室內移動環境的通信技術。

2.2 3G技術

3G（第三代移動通信技術）具有TD-SCDMA、CDMA200和WCDMA三種不同的制式，3G技術不僅可以對音頻等多媒體形式進行處理，還能為客戶提供電子商務、網頁瀏覽和話會議等多種服務。其中，3G數據服務的重點是多媒體業務，因而3G技術必須具備較高的傳輸速率才能要求。

2.3 Wi-Fi技術

Wi-Fi（WIreless-Fidelity，保真技術）和藍牙技術有一定的相似性，Wi-Fi也屬于短距通信技術。

3.無線通信技術在城軌交通車地通信中應用的優勢

3.1多種網絡覆蓋方案，提高系統穩定性

無線通信站點是通過基站進行無線網絡覆蓋，單個分布在隧道的基站覆蓋范圍可達1.2km。另外，基站的組網設置原則比較靈活，依據列車的運行速度設置基站的安裝位置，增大或者減少基站網絡覆蓋的重疊長度，可保證高速環境下成功的進行越區切換，提高數據傳輸的穩定性。

3.2使用專用頻段，無線網絡抗干擾能力強

移動通信技術采用的是專用頻段，不同于WLAN的公共頻段，其干擾源少，抗干擾能力強，保證了數據傳輸的可靠性。

3.3蜂窩網絡技術，數據傳輸容量大

移動通信技術也稱為蜂窩網絡通信，通過設置基站，劃分小區，成百上千倍地增大了頻率的空間復用率，極大提高了數據傳輸量。

3.4多種數據加密方式，數據安全性高

無線通信的鑒權中心主要有兩個功能：一是對用戶的IMSI號進行鑒權，防止非本網絡用戶接入網絡；二是為無線路徑上的通信數據進行加密，保證了通信數據的安全性。

3.5網絡功能強大，降低組網成本

移動通信網絡具有多種業務功能，除了基本語音通信業務之外，也可實現高速傳輸數據、音頻、視頻和圖像等大數據量業務。

結語

無線通信技術是城市軌道交通車地通 信的命脈，它直接影響著城軌控制系統的穩定性與可靠性?；跓o線通信系統技術的優勢以及良好的發展形式，移動通信車地通信系統的優越性也值得我們去關注和研究，為城軌交通業務的發展需求提供強大的技術支持。

【參考文獻】：

[1]黃輝.基于TDD-LTE技術的城市軌道交通車地無線通信網絡化技術[J].城市軌道交通研究，2016，04：29-33.

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【關鍵詞】自動化技術 城市軌道交通 應用

隨著社會經濟的不斷發展，人們的生活水平日益提高，私家車保有量大量增加。在這樣的背景下，城市交通正面臨著越來越大的壓力。隨著城市交通擁堵狀況的日益嚴重，很多城市都開始進行軌道交通的建設，對城市立體空間進行充分的應用，從而緩解巨大的交通壓力。而在城市軌道交通的建設和發展當中，對自動化技術進行應用，能夠極大的提升城市軌道交通的智能化、信息化、自動化程度，從而為人們的日常出行提供更大的便利。

1 城市軌道交通中自動化技術的特點

在城市軌道交通中，自動化技術的應用具有很多方面的特點。在車站里，對快速可靠的監控網絡進行建立，同時針對全線建立中央監控網絡和監控中心。通過骨干網，連接中央和車站的監控網絡，利用分層分布計算機網絡對其進行建立。在軌道交通監控系統的設計中，應滿足可靠性要求，確保安全保障系統有效。利用工業監控網絡對監控中心網絡進行建立，因而具有良好的可靠性。同時，在骨干網當中，也具有安全性、可靠性等要求。城市軌道交通自動化技術具有較高的響應性，具有三層結構的特點，從頂層到底層，只需2秒以下的時間就能夠完成遙控響應。同時，城市軌道交通自動化技術具有同一平臺、專業子系統互聯的特點，能夠有效的對資源共享，實現綜合自動化的監控。

基于通信技術、自動化技術的不斷發展，在城市軌道交通中，傳統的多島分立自動化已經逐漸被淘汰。城市軌道交通自動化技術的應用，整逐漸形成統一化、計算機集成化的模式，基于綜合監控軟件體系的實現，能夠對正常工況、阻塞模式、災害模式等情況下的系統聯動加以實現。城市軌道交通自動化系統當中，具有大資源帶寬、良好可靠性的計算機集成我那個落。因此，在城市軌道交通的管理和監控當中，可以對計算機多媒體技術等先進技術進行應用，例如地理信息系統、車站動態信息服務系統、聲訊查詢系統、數字視頻系統等進行應用。由此可見，在城市軌道交通自動化技術中，具有良好的開放性、擴展性、集成性等特點。

2 城市軌道交通中自動化技術的意義

在當前的城市軌道交通當中，具有較多的交通設備和廣泛的分布范圍，因此，傳統人工操作的方式，已經不能滿足城市軌道交通的實際需求。因此，對自動化技術進行應用，能夠有效的降低發生錯誤的記錄，同時提高運行效率。在城市軌道交通當中，自動化技術具有十分重要的意義。利用自動化技術，能夠有效的控制和監測城市軌道交通全線的實時運行情況，極大的節省了人力，提升了管理效率。城市軌道交通與人們的安全出行息息相關，通過對自動化技術的應用，能夠提升城市軌道交通體系的安全，使其更加可靠、安全的運行。此外，自動化技術的應用，還能夠確保城市軌道交通穩定、高效的運行，防止交通擁堵狀況的發生。通過各個相關部門的信息共享和共同作業，能夠對交通災害進行有效的應對和預防。

3 城市軌道交通中自動化技術的應用

3.1 自動通信技術

自動化技術在城市軌道交通當中的應用，自動通信技術是重要的基礎。通過通信技術，能夠實現傳輸數據、共享信息等要求。在通信技術當中，云計算、物聯網、互聯網等，都是十分重要的。在自動通信技術中，利用互聯網，能夠在不同線路之間交流信息，并且綜合控制和管理城市交通線路。同時，利用通信技術，能夠提升乘客信息系統智能化程度，為乘客出行提供便利。此外，在通信技術中，應用物聯網和互聯網能夠技術，能夠對自動化設備的接口進行減少，對系統結構進行優化，從而推動城市軌道交通自動化系統的智能化、高效化發展。

3.2 自動駕駛技術

在城市軌道交通車輛的研究和發展當中，自動駕駛技術的應用，能夠有效的提升車輛控制運行效率，同時節省大量的人力。在自動駕駛技術中，GPS導航技術十分重要，利用衛星對電子地圖進行獲取，并利用導航定位系統，將道路等信息加入到電子地圖中，利用軟件檢索規劃運行道路，并采用圖像、語音等方式進行提示，最終到達目的地。在自動駕駛技術中，自動駕駛列車定位技術也是至關重要的，利用軌道、列車之間的相對位置來控制和定位列車。在列車軌道上，從一端將電信號發射到另一端。如果軌道上沒有列車，另一端會對完整信號進行接收，從而分析軌道狀態。如果軌道中有列車，會使電信號短路，另一端將無法接收信號。因此，通過分析和處理信號，能夠監測與定位列車，從而對列車的運行和控制效率進行提升。

3.3 自動監控技術

在城市軌道交通當中，包含了很多固定軌道設備、車輛等，應用自動化監控技術，能夠更好的控制和監測這些固定設備。在自動監測系統當中，主要包括了軟件設備和硬件設備，其中，軟件設備中包含了圖形處理軟件、數據分析軟件等，硬件設備中則包含了計算機、采集卡等。通過聯系站點分系統、中央處理系統，自動監測系統能夠實時監測及傳輸數據，從而更好的監控整個軌道交通線路。在城市軌道交通中，自動監控技術能夠進行火災預警、設備運行狀態監測、環境監測、電力監測等，更好的保證城市軌道交通線路的安全。

4 結論

在當前的社會當中，城市軌道交通是城市交通系統當中一個十分重要的組成部分。這一交通形式的出現，極大的緩解了城市交通擁堵的情況，同時也提升了城市交通體系的立體化、完善化程度。在城市軌道交通當中，可以對自動化技術進行應用，能夠更加高效、可靠的監控和管理城市軌道交通，使其更好的為人們的日常出行提供方便。

參考文獻

[1]紀文莉，洪翔，潘志福，張立東.智能視頻分析技術在城市軌道交通中的應用研究[J].城市軌道交通研究，2011，S1：39-43.

[2]劉運明，馬全明，陳大勇，徐玉明.D-InSAR技術在城市軌道交通變形監測領域的應用[J].都市快軌交通，2014（04）：62-66.

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關鍵詞：城市軌道交通；LTE；車地無線通信系統

1 背景

近年來，我國城市軌道交通建設已經進入了快速發展階段，其安全性和舒適性得到社會的普遍關注。一方面，乘客已不滿足于少量的類型單一的文本、聲音信息服務，城市軌道交通迫切需要提高信息服務水平，從服務上吸引乘客。另一方面，國外城市軌道交通惡性事件頻發，地鐵列車需要增加足夠的監控措施，以防范于未然，城市軌道交通需要直觀地了解現場情況，迫切需要高速率的車載視頻信息傳輸?？傊?，隨著城市軌道交通服務水平和管理水平的不斷提高，城市軌道交通對車地無線通信系統的性能，諸如：上下行的傳輸帶寬、高速移動接入、場強可控性、無線干擾等提出了更高的要求。

2 當前主流技術比較

城市軌道交通車地無線通信系統作為傳輸網絡的延伸，提供地面與列車之間的通信，為視頻監控系統、乘客信息系統等提供車輛與車站、控制中心之間的無線傳輸通道。車地無線通信系統需要具有高可靠性，支持列車運行速度80公里/小時或更高速度下的視頻信息、多媒體信息的實時傳輸，且系統應具備防止黑客和非法信息入侵的功能，確保播出信息的安全。

當前可供選擇的無線傳輸技術主要有：TETRA、GSM、CDMA、3G、TRainCom-MT、WLAN、WiMax、LTE等。

TETRA、GSM、CDMA均為非常成熟的無線技術，有著廣泛的應用實例，但是這三種技術對于車地之間無線數據傳輸的要求均存在速率不足的缺陷：TETRA的下行速率約為幾十Kb/s，上行速率約為幾Kb/s；GSM和CDMA的上下行速率大致相當，下行速率約為幾十Kb/s，上行速率約為十幾Kb/s。三者均無法滿足車地無線通信系統所需要的傳輸速率。

WLAN作為一種寬帶無線接入網技術，其網絡化、寬帶化等特點具有相當的優勢。WLAN目前存在多種標準，如：802.11a、802.11b、802.11g等。802.11a工作在5.8G頻段，干擾較少，傳輸速率可以達到54Mb/s，但5.8G頻段屬于非免費開放頻段，需要申請。802.11b工作在2.4G頻段，傳輸速率最高達11Mb/s。802.11g也工作在2.4G頻段，由于使用OFDM調制技術，其數據傳輸速率提高至54Mb/s。但WLAN天線覆蓋范圍較小，軌旁AP在直線隧道一般每間隔200米布設一個，系統越區切換頻繁。

LTE（Long Term Evolution，長期演進） 是3G的演進，是3G與4G技術之間的一個過渡，是3.9G的全球標準，如下圖1-1所示。它改進并增強了3G的空中接入技術，采用OFDM和MIMO作為其無線網絡演進的唯一標準。與3G相比，LTE具有高數據速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容等技術優勢，被視作從3G向4G演進的主流技術。載波聚合技術，在頻譜靈活分配、系統容量、覆蓋等綜合方面，有著無可比擬的優勢。而采用漏纜覆蓋模式的2X2MIMO的傳輸，將會實現速率的倍增。從目前看，主流運營商幾乎一致支持LTE標準。

圖1-1

3 基于WLAN技術的車地無線通信網絡兼容性分析

基于IEEE 802.11標準的WLAN技術是目前城市軌道交通通信系統主要可用的寬帶數據無線通信技術，該技術于2004年在國內開始使用，并且逐漸成為國內城市軌道交通通信系統主流的車地通信技術，已經在北京、上海、廣州等很多大城市運用。近年來，通信PIS系統可用的寬帶數據無線通信技術制式相對通信系統來說較多，但是國內的城市軌道交通已經開通的和正在實施中的線路采用WLAN方案占多數。綜上，目前城市軌道交通環境中車地無線通信系統以兩張WLAN網絡共存的情況為主。

兩個無線通信網絡電磁兼容是工程實施中必須考慮的問題。根據已經實施項目的實際使用情況，信號系統和PIS系統的電磁兼容主要有以下三個方案：

（1）信號系統和PIS系統分別使用不同的頻段，例如，PIS系統采用4.2GHZ的頻段，而信號系統采用3.1GHZ的頻段。

（2）信號系統和PIS系統采用同一家WLAN供應商，將信號系統和PIS系統集成建設。

（3）信號系統和PIS系統采用相同頻段，當兩個系統采用相同頻段的時候，在工程實施中一般采取以下三個措施來減少相互之間的干擾：合理規劃無線頻點；協調AP點位置；選擇不同天線極化方向。

4 WLAN技術車地無線通信中存在的問題

車地無線通信系統采用2.4GHZ開放頻段，所有使用2.4GHZ WLAN技術的設備均為車地無線通信系統的干擾源，系統不可避免的會受到民用通信設備（如WiFi、MiFi、藍牙）的干擾，嚴重的可能會導致車地無線傳輸系統無法正常工作，影響車地無線通信系統的可靠性。而且隨著無線智能城市的建設以及手機上網應用的普及，將會有更多的干擾源出現。

5 LTE技術優勢

若要從根本上解決車地無線通信中的干擾問題，保證通信系統可靠、穩定的工作，智能通過采用專用頻段及更新進的無線通信技術來解決，如圖1-2。因此，LTE技術的出現，堪稱車地無線通信干擾問題的救星，其主要具備以下幾個優勢：

（1）以分組域業務為主要目標，系統在整體架構上基于分組交換。

（2）在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率。0～120 km/h移動場景下平均吞吐速率達到60Mbps，上行速率16Mbps，下行速率44Mbps。

（3）LTE技術的數據業務速率和頻譜利用率高。

（4）支持成對或非成對頻譜，可靈活配置1.4MHz-20MHz間的多種系統帶寬。TDD LTE可以調整上下行流量。

（5）扁平化組網方案，網絡架構簡單，網元節點少，系統可靠性高。

（6）增加小區邊界比特速率，提供1bps/Hz的小區邊緣速率。小區覆蓋半徑可達100km。

（7）嚴格的QoS機制保證實時業務（如VoIP）的服務質量。

（8）采用頻偏補償機制，有效克服多普勒效應，確保高速移動場景下的無線鏈路質量。

（9）切換時參考頻率偏移變化，提高切換成功率，保證高速切換場景下的帶寬穩定。

（10）多RRU共小區，減少由于切換帶來的時延、抖動、丟包，保證高速切換場景下的帶寬穩定。

（11）無須在隧道中另外布設天線，可共用商用通信的泄漏電纜。隧道內單個RRU覆蓋1.2KM漏纜，能夠提供穩定的覆蓋。

（12）LTE技術采用扁平化網絡結構，有效地縮短了端到端的數據傳輸時延，更加滿足城市軌道交通特別是信號系統的應用需求。

6 結語

本文通過介紹城市軌道交通車地無線通信技術，主要針對WLAN技術和LTE技術進行比較，突出LTE技術在當今的各種優勢，由以上分析并結合各種無線傳輸技術的特點及城市軌道交通的業務需求，推薦采用LTE作為城市軌道交通車地無線傳輸技術。LTE使用專用頻段，抗干擾能力強，可以共用商用通信系統的泄漏電纜，施工難度小，且未來可以承載更多的業務，如：語音集群。雖然LTE系統初期投資較大，但核心網設備可為多條線路所共用，隨著城市軌道交通線路的不斷新建，系統的總體建設投資將與采用其它無線傳輸技術基本持平。

參考文獻

[1]TD-LTE無線通信系統在鐵路上的應用 尹?？?鐵路通信信號工程技術 2013年。

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傳輸系統是城市軌道交通信息通信系統的核心，它負責為各種應用業務提供通道。軌道交通系統的主要業務包括：語言、數據和圖像。不同業務對系統的帶寬、時延、可靠性等各不相同，這就要求傳輸系統有足夠的靈活性和可靠性以保證各種業務的順利完成。業務按不同的類型可分為：車站-中心業務和鄰站業務兩種。

傳輸系統作為整個通信系統的核心部分，它的價比將更具優勢。所以，當未來城市軌道交通通信技術選擇十分重要。隨著通信技術的不斷發展，用帶寬需求進一步提高的時候，DWDM 技術將是很于城市軌道交通的傳輸技術也不斷的更新換代，尤好的方案。同時，由于考慮到城市軌道交通通信的其近幾年通信技術的迅猛發展，為傳輸技術的選擇實際需要， 可以選擇成本更低， 使用更可靠的了提供了更廣闊的范圍。我國現在使用的各種傳CWDM 技術。CWDM 的特點是波長數量較少（一輸技術及其優缺點如表1 。般在4～12 波），波長間隔較大，價格便宜。最但是，隨著通信新技術的涌現和成熟，隨著軌后，隨著各種新興的電信技術的涌現和采用，城市道交通新業務的出現和帶寬需求的上升，以下幾種軌道交通信息通信也完全可以借鑒和運用。

面向對象的編程思想，將數據與對數據的處理方法放在一起，相對形成一個獨立的整體，即是對象，面向對象的設計思想是模擬自然界認識事務、處理事務的辦法，它是從同類的對象中，抽出共性，形成類（即Class），任何一個類中的數據，都有一套自有的方法來進行處理，類與類之間可以通過簡單的接口與外部的聯系進行消息的傳遞，面向對象的程序早期的時候，軟件行業曾經專門研究過面象對象的編程，但是大型軟件的開發，編程的工作只占其中很小的一個方面，而現在重新提出面向對象的編程方法則是因為它符合大腦的思維方式，也符合客觀世界的構成，因此，軌道交通收費系統的模擬軟件將把面向對象的思想方法貫穿整個開發的過程，它的實現過程就是一面面向對象的軟件開發過，面向對象的過程分五個方面：對象分析（即Object Orjented Analysis，也稱OOA）、面向對象設計（即Object Oriented Design，也稱OOD）、面向對象的編程（也稱OOP）、面向對象的測試（即Object Oriented Test，也稱OOT）、面向對象的維護（即Object Oriented Soft Maintenance，也稱OOSM）這五個過程，程序將進入這5個階段之后運行進入維護期，然后投入使用。

事件驅動程序的設計思想，這次的課題研究目是的生成軌道交通收系統統的模擬軟件，因此要描述輕楚輸出文件的整個過程，在這個過程中，將會出現很多計費的數據，同時還需要實現數據與數據之間的接口。

軟件代碼的設計原則，設計軟件的最終目的是要讓用戶能投入使用且達到預期的效果，因此，一款軟件設計得成功與失敗的徇方式則是要先按照程序設計的標準形成計計原則，再讓程序設計能達到正確、可拓展、可維護、可用、可重復使用、高效，這就是軟件代碼最終要實現的目的。

軟件界面的設計原則，軟件的界面是為了達到人機互動的目的，它是使用者和計算機互動的一個橋梁，應用軟件中最重要、最關鍵的一個部份就是軟件界面部份，軟件界面是否合理關系著整個軟件系統能不能發揮出應有的性能，用戶能不能通過軟件高效率的投入工作，因此，一個友好的軟件界面有以下幾個要求：

要求軟件界面能準確可靠，用戶在通過界面使用軟件的時候，要求少出錯、容錯度高、高可靠性，用戶輸入的每一個操作都能得到適當的響應，即使用戶在操作上失敗，也應允許在出錯之后，軟件能進一步與用戶互動，提供用戶修改出錯的過程，有糾錯的機制，讓用戶能接下來以正確的狀態重新再使用軟件，用戶的界面應當能夠有檢查用戶出錯的過程，如果用戶一旦出錯，則運行過程能中止，讓錯誤的操作不會在運行的過程中曼延，用戶的界面還應該能讓軟件內部的總價出現錯誤，一旦出現錯誤，軟件的界面應該能響應，且讓用戶繼續了解并進行操作；

軟件的界面必須簡單直觀，因為軟件界面的目的就是為了使環境復雜程序降低，以免信息超載，同時也要使工作效率提高，軟件界面的簡單直觀包括輸入和輸出都必須簡單直觀，輸入的簡單直觀是指用戶輸入的時候不必輸入太多的信息，可以設置缺省，擊鍵的次數和難度都要降低，用戶的記憶過程和操作過程都需要降低，輸出的簡單直觀是指顯示出的信息必須是簡單和易理解，軟件界面的簡單直觀還必須一臻，所有的命令語言都要有相同的結構，所有的關鍵詞都必須意義一致代表同一個內容，整個系統的風格要統一一致便于用戶理解；

軟件的界面要有易學習性和易使用性，軟件的界面要求能適用所有的操作用戶，能有多種的學習方式與使用方式，這樣才能極大的方便用戶，易學習性和易使用性還指在用戶需要的時候軟件能隨時提供幫助，這些幫助指系統功能的提示、用戶操作方法的提示、運行狀態進行的提示、錯誤處理方法的提式，易學習性和易使用性要求軟件的界面能與人的理解方式、記憶方式、通性方式、解決問題的方式相兼容。

立即反饋的特性，一個友好的軟件界面應當能在用戶輸入之后，立即做出反饋，系統即使給予用戶的反饋非常簡單，也必須告訴用戶它現在做的每項要求正進行的效果，以及系統長時間處理的時間，用戶界面要告訴用戶系統正運行的狀態、用戶等待信息處理的過程，以免用戶不了解運行的狀態引起再次操作失誤。

篇(6)

關鍵字：軌道交通；通信；傳輸系統；技術；應用；發展

中圖分類號：C913.32 文獻標識碼：A 文章編號：

公共交通系統中，軌道交通在很久以前就在城市交通系統中出現了。隨著科學技術的發展和城市化進程的加快，軌道交通在城市發展過程中起到的作用越來越大，同時軌道交通逐漸成為交通基礎設施建設中的重要項目。但當前我國的城市軌道交通的技術以及基本的理論基礎都處于初步開發的階段，大部分的工程項目的實施都應引進新的技術和設備。同時，城市軌道交通建設也沒有建立統一且規范的通信技術指標，這成為了城市軌道交通建設的關鍵和限制，在很大程度上影響了城市交通建設的發展和完善。由此，要提高城市交通軌道的通信能力以及信息的利用能力，則必須實現通信技術在軌道交通中的普遍應用。

一、通信傳輸系統在軌道交通的應用

根據城市軌道交通的實際運行的狀況可了解到，通信系統的傳輸子系統應符合可靠性能高、可擴展、可維護以及防塵、防潮、防震等多種性能要求。傳輸系統是軌道交通通信中的關鍵和重點，軌道交通的各種信息交流都需要通信系統進行信息的傳遞。例如車次、電力、公安、防災等多種形式的調動，需要通過語音進行信息的傳播，同時包括公務、區間和站之間的語音信息傳遞；控制中心調度臺到車站基站的語音以及控制信息；低速數據通道，例如列車信號系統、時鐘、電力SCADA等所需要的數據信息；控制中心到車站的自動售票、以太網接入等信息；控制中心的語音、控制信息，控制中心至陳展的視頻監控信息等，這些信息都是服務于列車的正常運行。其中一些信息將對列車的運行產生嚴重的影響，甚至影響到列車的行走安全。由此信息傳輸系統應保持較高的可靠性，使其透明、實時、無阻塞，同時當產生緊急狀況時，還應迅速建立災害的處理措施，當通信系統產生故障時，還應具有降級使用的功能，同時實現對重要通道的備用，從而保證系統的穩定持續運行。

二、通信傳輸系統常見技術分析

1、PDH

PDH 技術，也就是準同步數字傳輸技術，具有多年的發展歷史，技術已經發展成熟，在光纖數字網中得到了廣泛的應用。然而隨著通信技術的發展以及用戶需求的持續發展變化，PDH技術逐漸難以滿足發展后的用戶需求，傳輸容量無法滿足持續增長的用戶需求，僅僅只有地區性的數字信號速率以及幀結構，開發端口自行開發，呈現多樣化的特征，兼容性不佳，同時PDH技術的異步復用體制致使上下路的結構較為復雜，同時在構造光纖傳輸網絡時，還應有兩套網管設備對傳輸網絡以及接入的設備進行管理。

2、ATM

ATM能承受實時性的業務中的TDM業務，但系統中的延時都應大于SDH傳輸的制式，尤其在系統故障過程中系統切換的時間較長。ATM技術的設備以及技術較為復雜，尤其ATM技術往往不存在低速率接口，應增加接入設備，設備的價格較高，付出的成本較高并且協議較為復雜。而視頻業務由于具有較高的突發程度，然而ATM往往能具有突發性的特率業務，同時ATM技術固有的特性已經充分考慮了業務的Qo S的問題，由此實現了相關業務的承載。ATM也沒有音頻等低速接口，需要進行設備的接入。

3、OTN

OTN技術實際上是專門的軌道交通開發的傳輸技術，OTN具有獨特的幀結構。該技術在軌道交通通信傳輸系統中應用較多，同時OTN技術能區分不同等級的速率，同時在同一網絡中實現不同的網絡傳輸協議的綜合，承載了實時性業務以及非實時性業務，為相應的傳輸系統和網絡提供了一定的承載，建立了從窄帶到寬帶的綜合業務傳輸。OTN傳輸設備能直接提供工業標準通信協議接口，同時不需要進行設備的接入。OTN技術設備較為簡單，實現靈活的組網，便于集中維護。在國內外的交通工程項目具有廣泛的應用。同時OTN技術的售后服務依賴于原有設備廠商，兼容性能不佳，與非OTN網絡連接能力不強。

4、SDH

SDH能實現實時性業務中的TDM業務承載，但無法實現實時性業務中視頻信號以及實時性業務中以太網傳輸問題。SDH接口種類較為單一，僅僅有PDH系統的標準接口。實現了窄帶業務，如話音、寬帶音頻以及數據等業務的傳輸，應增加接入設備，無法實現直接的視頻以及LAN接口，應增加Ethernet路由器以及CODEC視頻。而對于Ethernet業務，具有一定的存在性瓶頸。而針對地鐵以及輕軌中的音頻廣播業務，可提供3kHz的傳輸帶寬，無法滿足高保真廣播效果。一般可提供點對點的通信信道，無法滿足地鐵以及輕軌條件下的共線式的通信要求。并且SDH技術也可向用戶提供固定速率帶寬。無法進行統計復用，而難以實現總線型的寬帶數據業務和圖像業務的支撐。MSTP技術克服了SDH技術在地鐵以及輕軌應用當中的不足，隨著通信技術的逐漸發展成熟，越發能適應軌道交通應用中的承載，還需要增加接入設備。

5、IP

IP技術發展較為成熟，是當前通信行業研究的熱點技術。IP技術在數據業務的承載上具有一定的優勢，而IP技術可承載傳統的TDM技術，但IP技術的傳送以及業務恢復所需要的時間SDH技術要長，由此并不是最好的承載技術，對于IP接口而言，IP技術沒有音頻低速接口，高端的設備一般不具有2Mb/S 接口，還需要增加輔助設備進行接入。

6、RPR

RPR技術雖然定義了實時性的TDM業務的協議，但還應在實際的過程中進行驗證。RPR在數據業務中具有絕對的優勢，還應根據用戶的需求進行分配。以空間復用技術以及統計復用技術進行支撐，在網絡的正常運營的狀況下，能提高帶寬利用率相對于SDH網絡的3-4倍。同時RPR業務能實現對數據的優化，

能支撐IP突發特性。對于具有實時性要求的數據業務，RPR技術能提供不同等級服務以及基于不同等級業務環保功能保障業務的實時性要求。有效提高了數據業務。

RPR技術能實現對視頻業務的承載，當前數據視頻監控市場的主流提供商，還將在系統內部構建基于IP技術的MPEG2編碼以及數據壓縮技術，同時在IP技術視頻數據檢索、存儲以及訪問控制技術上，這些技術以及系統使用的攝像頭基本上可使用MPEG2編碼技術，實現以太網端口。由此通過RPR技術實現視頻監控技術，用戶能持續保持以太網幀格式，節約了復雜的映射過程，同時實現了用戶分組進行嚴格的服務質量等級分類。

三、結束語

由此可了解到，軌道交通通信傳輸過程中，針對軌道交通發展狀況可實現多種傳輸技術的并行發展。當前，MSTP、SDH、MSTP、ATM等技術處于持續的發展過程中，同時也便于降低成本。軌道交通傳輸網制式的選擇上可作為一個制式上進行獨立組網。也可實現多種制式混合組網體系，同時也應根據實際的線路、具體的狀況和當前的技術狀況進行確定。一個制式單獨組網可使用OTN，也可使用MSTP。當前的MSTP技術在數據業務的處理上具有一定的限制，由此可使用MSTP 與RPR 或IP進行混合組網，通過MSTP處理語音業務以及低速數據處理業務，用RPR以及IP業務承載視頻以及數據業務。不管選擇怎樣的制式進行組網，系統中的設備在該種條件下是成熟的、穩定可靠的，同時還應設置冗余配置，便于通信傳輸系統的運行以及維護。

參考文獻：

[1] 王成, 王富章. 軌道交通通信傳輸系統技術發展及設備選擇[J]. 鐵道通信信號, 2007,(09).

[2] 臻文. 通信傳輸系統在城市軌道交通中的應用發展[J]. 城市軌道交通研究, 2009,(03).

[3] 李勤超. 城市軌道交通通信傳輸系統應用[J]. 都市快軌交通, 2012,(02).

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關鍵詞　列車自動控制，電力線載波通信系統，正交頻分復用

在城市軌道交通列車自動控制(A TC) 系統中， 通常利用軌道電路傳輸信息。由于鋼軌不是理想的信息傳輸通道，信息容量、傳輸速率受到了限制。本文提出了利用正交頻分復用(OFDM) 的電力線載波通信技術在接觸網上實現信息傳輸的思路。

1 　OFDM 的基本原理

OFDM 是一種多載波調制技術(MCM) ，可以在強干擾環境下高速傳輸數據。傳統的數字通信系統將符號序列調制在一個載波上進行串行傳輸， 每個符號的頻譜占用信道的全部可用帶寬。OFDM 則并行傳輸數據，采用頻率上等間隔的N 個子載波構成，它們分別調制一路獨立的數據信息，調制之后N 個子載波的信號相加同時發送。因此每個符號的頻譜只占用信道全部帶寬的一部分。在OFDM 中，通過選擇載波間隔，使這些子載波在整個符號周期上保持頻譜的正交特性，各子載波上的信號在頻譜上互相重疊;接收端利用載波之間的正交特性，可以無失真地將接收到的信號還原成發送信息，從而提高系統的頻譜利用率。

圖1 表示了OFDM 的基本原理[2 ] 。假設一個周期內傳送的符號序列為(d0 ， d1 ， ?， dN-1)，每一個符號di 是經過基帶調制后的復信號， di = ai+j bi ， 串行符號序列的間隔為Δt= 1/ fs，其中fs 是系統的符號傳輸速率。串并轉換之后，它們分別調制N 個子載波(f0 ， f1 ， ?fN-1)，這N 個子載波頻分復用整個信道帶寬，相鄰子載波之間的頻率間隔為1/ T ， 符號周期T從Δt增加到NΔt。合成的傳輸信～ 號可以用其低通復包絡D (t) 表示。

圖1 　正交頻分復用OFDM 的基本原理

因此，OFDM 系統的調制和解調過程等效于離散付氏逆變換(IDF T) 和離散付氏變換(DF T) 處理，實際上系統通常采用DSP 技術和FFT 快速算法來實現。

由于OFDM 系統的符號周期延長了N 倍，增強了其消除碼間串擾的能力。在數字基帶調制部分，可以根據子信道特性采用不同的調制方式(如BPSK，QPSK ，QAM ， TCM 等) 。如果某個頻段信號衰減嚴重，發送端還可以關閉該頻段的子載波， 實現信道自適應均衡。通過采用信道編碼技術， OFDM 還可以進行前向糾錯(FCC) 。

由于DSP 和大規模集成電路技術的推動， OFDM 調制技術已經得到廣泛應用，在數字音頻廣播(DAB) 和數字視頻廣播(DVB -T) 領域中被歐洲地面廣播標準采納。采用OFDM 技術在電力線上高速傳輸數據也有產品問世，如HomePlug 組織成員中的Intellon 公司產品PowerPacket ， 傳輸速率可以達到14 Mbit/s ， 頻帶4. 3～20. 9 MHz ，84 個子載波，支持DQPSK ，DBPSK ，ROBO 調制。

2 　在A TC 系統中采用OFDM 技術

城市軌道交通對列車速度控制提出很高的要求，要達到安全性、可靠性、適用性和經濟性的目標，還要考慮到迅速、準確和價格合理等因素。這需要列車、沿線、車站、控制中心的人員和設備之間的組織協調。

A TC 系統主要由3 個子系統組成:列車自動保護(A TP) 系統、列車自動運行(A TO) 系統、列車自動監控(A TS) 系統。與安全相關的A TP 是A TC 系統中的關鍵子系統。不同信號制式的A TP 子系統在性能、成本上有很大差異。如上海建成的軌道交通1 、2 、3 號線采用的軌道電路制式均不相同，選用的頻率也不一致，使得不同線路列車不能跨線運行。此外，由于鋼軌不是理想的信息傳輸通道，使信息容量、傳輸速率也受到了限制。

采用OFDM 調制技術實現電力線載波高速數據傳輸，為城市軌道交通信號系統(見圖2) 提出了一種新思路。與其它電力通信方式不同的是，它利用給列車供電的接觸網(直流1 500 V/ 750 V) 進行通信。

牽引供電回路由牽引變電所、饋電線、接觸網、電力機車、鋼軌與大地、回流線等構成。牽引變電所兩側的接觸網電壓相位不同相，分相絕緣。相鄰牽引變電所間的接觸網電壓一般為同相的，其間除用分相絕緣器隔離外，還設置了分區亭。通過分區亭斷路器(或負荷開關) 的操作，實行雙邊(或單邊) 供電。接觸網一般在線路中心上方，利用接觸網上傳輸的信息可以檢測列車占用線路狀況。

圖2 　采用電力線載波設備的城市軌道交通信號系統框圖

接觸網所連接的設備比城市配電網要少的多， 因而在進行電力線載波通信時常見的惡劣條件有所改善。其干擾源主要有: ① 牽引諧波。直流牽引電源是由工頻50 Hz 的電力網變壓整流而得到，其諧波電流集中在300 Hz 、600 Hz 、1 200 Hz 。② 車輛動力系統。如果直流電機采用斬波器方式，其工作電流(如上海地鐵1 號線為500 Hz) 也會產生諧波分量。③ 突發性信號。受電弓脫落、觸網時發生短路瞬時放電現象會產生較強的脈沖，需要一定時間延遲來防護此類故障。通過采用信道冗余、OFDM 技術和編碼技術可以進一步提高信息傳輸的可靠性、安全性和傳輸速率。

利用接觸網進行電力線載波通信的研究已經在國外取得了一定成果。圖3 是德國西門子公司面向城市軌道交通的電力線載波通信系統框圖。

從圖3 可以看出，A TP 車載單元與A TP 軌旁單元通過現場總線和電力線進行通信。每隔一定距離就有一個分區電力線單元SPU 通過耦合單元COU 完成現場總線和電力線信號的轉換。車載A TP 單元通過電力線上的信號。

面向城市軌道交通的電力線載波通信系統具有如下特點:

(1) 信息傳輸利用了現有的架空接觸網線，不再采用軌道或軌間電纜形式;

(2) 信息傳輸在列車運行期間保持連續，傳輸速率大大高于采用數字軌道電路所達到的傳輸速率;

(3) 耦合單元是構成該系統的關鍵，通過定義現場總線、電力線和車載A TP 總線的信號接口和相互通信的協議，有利于實現系統的兼容;

(4) 降低建設成本。

圖3 　城市軌道交通的電力線載波通信系統框圖

參　考　文　獻

1 　焦邵華，劉萬順，鄭衛文等. 配電網載波通信的損耗分析. 電力系統自動化，2000 ，24 (8) :37～40