城市轨道通信技术精选(九篇)
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第1篇：城市轨道通信技术范文
前言
21世纪科学技术的飞速发展和城市化进程的不断加快，城市交通的压力剧增，而轨道交通的出现有效缓解了地面交通压力，实现了短途的快捷运输。在轨道交通系统中，城市轨道交通通信系统是直接服务于轨道交通运营和管理的，不仅是轨道交通正常运转的保障，也是其他重要系统的传输通道。轨道交通通信系统在提高轨道列车的工作效率和自动化程度上发挥着重要作用，使各部门之间得以密切联系，在很大程度上使列车安全快速的运行的得到了保证。城市轨道通信系统包括众多的子系统，主要有传输系统、电源系统、专用电话系统、公话电话系统等。各子系统之间的密切配合实现了整个大系统的正常运行。未来，城市轨道交通通信系统将以促进城市轨道交通健康发展、优化轨道交通服务为目标，主要从宽带化、新系统的开发及应用两个方面出发进行创新发展。
1 我国城市轨道交通通信系统技术的应用及研究现状
城市轨道交通通信系统的正常运行是实现轨道列车正常、快速、安全、准点以及高效率运行的重要保障。目前，我国城市轨道交通通信系统在城市轨道交通的各方面得到了有效的应用，达到了城市交通系统和交通通信系统的高度契合。轨道交通通信系统由众多子系统组成，除了主要的传输系统、电源系统、专用电话系统、公话电话系统，还包括广播系统、闭路电视系统、时钟系统、数据通信系统、报警系统、自动售票系统、管理系统、综合布线系统、报警系统等。这些子系统覆盖在城市轨道交通系统的各个方面、各个工作层次，全方位地为城市轨道交通系统服务。其中，传输系统是所有子系统中的核心和骨干，承担着及时、高效地传递各种重任，是其他子系统正常工作的前提。随着城市化进程的加快，城市轨道交通的发展也出现了变化，不仅发展方向越来越多样化，还出现了大中运量并存、市郊线同在的局面，这无疑为城市轨道交通系统尤其是交通通信系统提出了挑战。为了适应城市发展的要求，为城市化建设服务，就需要从研究创新交通通信技术出发，进一步提升我国城市轨道交通的整体技术水平。
2 通信技术在城市轨道交通中的应用
2.1 WLAN局域网
WLAN（WirelessLocalAreaNetworks，局域网）的多媒体信息传输技术基于802.11协议族，IEEE802.11a规定WLAN的频点为5GHz，数据传输速率为1-2Mb/s是一种适用于室内移动环境的通信技术。当前我国诸多城市的轨道交通都采用WLAN标准和技术，但是WLAN通信技术在接入更多的子系统时会存在许多问题。例如在WLAN通信系统中介入CCTV和VOIP电话，会影响通信系统整体容量以及性能。
2.2 3G技术
3G（第三代移动通信技术）具有TD-SCDMA、CDMA200和WCDMA三种不同的制式，3G技术不仅可以对音频等多媒体形式进行处理，还能为客户提供电子商务、网页浏览和电话会议等多种服务。其中，3G数据服务的重点是多媒体业务，因而3G技术必须具备较高的传输速率才能要求。高速移动中的多媒体业务要求3G技术的传输速率必须达到144kb/s，满移动和静止状态下的3G技术的传输速率则需分别达到384kb/s和2Mb/s。虽然3G技术的高速、慢速和静止状态下的传输速率较高，但仍不能满足车载CCTV和PIDS系统（乘客信息显示系统，passagerinformationdisplaysystem）对通信技术传输速率的要求。此外，3G技术属于公网应用的范畴，因此城市轨道交通的通信技术不适合采用3G技术。
2.3 Wi-Fi技术
Wi-Fi（WIreless-Fidelity，保真技术）和蓝牙技术有一定的相似性，Wi-Fi也属于短距通信技术。例如CBTC，它是基于802.11b网络规范，频点在2.4GHz左右浮动，其最高的宽带可达到11Mb/s。如果存在一定的干扰或者Wi-Fi信号较弱，CBTC的宽带可降低至5.2Mb/s和1Mb/s。Wi-Fi通信技术具备的自动调整功能使Wi-Fi通信技术的稳定性和可靠性更强，而且Wi-Fi通信技术的可兼容性也较高，可兼容各种802.11DSS直接序列设备。此外，Wi-Fi通信技术的具有速度快和可靠性高的特点，使Wi-Fi通信技术在开放性区域的通信距离和封闭性开放区域的距离可分别达到300m和120m以上，与现有有限以太网的的整合更加便捷，组合成本也大大降低。
3 我国城市轨道交通通信系统的发展趋势
我国正处在高速城市化的进程中，低碳、节能环保以及创新是目前经济发展的主要形式，城市轨道交通也应在这个趋势中得到更快的发展。目前，由于各地的实际情况不同，对于城市轨道交通通信系统的要求也不尽如一，但是总体的发展趋势上应该还是具有相当的共同之处。
（1）安全性将成为首要评估标准。更多利用RAMS（可靠、可用、可维修、安全）标准对轨道交通通信网络进行评估和管理。根据RAMS标准对整个轨道交通通信系统及其子系统进行设计、建设和管理。将各系统中的故障降到最低，满足整个通信系统的的安全可靠性。
（2）数字集群通信系统TETRA将更广泛地被使用。这种技术经过了长期的发展和实践，在指挥调度、通信管理方面有着比较明显的优势，而且其技术已经非常成熟，应该成为我国城市轨道交通通信中的主流技术。该技术与全PI网络、政府应急网络以及控制器和车载核心设备之间的联通，可以在提供更加高效、准确通信服务的同时，节省建设成本。目前我国采用的TETRA系统大部分都是从国外引进的，为了支持我国各地地铁项目的快速发展，在引进消化基础上，我国应该加强对TETRA系统自主知识产权的研发，在数字集群控制器、基站、交换机和车载台等核心部件的研发和生产上取得突破，尽早打破国外企业在数字集群通信系统的垄断局面。
（3）传输系统是通信系统的骨干网，既要考虑发展的方向，又要考虑交通的安全，还要考虑交通通信业务的多样性、复杂性而对通信系统业务接口的要求，因此传输系统选用PIoverSHD和综合业务接入相结合也是未来地铁通信系统发展的趋势。
（4）提供更多地人性化服务。城市轨道交通系统所提供的是最基础的城市公共产品，要满足绝大多数城市居民出行的需求，也是轨道交通通信系统未来发展和优化的重要空间。在目前，许多城市的轨道交通已经增设了wifi网络的覆盖、移动安全监控、乘客身份识别追踪系统等既能提高乘客乘坐体验，又能增添轨道交通运行可靠性的人性化服务。在今后的发展中，随着技术的进步，通过对视频、图像、时钟和广播系统的优化等技术的广泛利用，一定能为乘客提供更多地可选择，提高乘客体验，综合提高城市轨道交通的服务质量。
4 结束语
综上所述，通信技术在城市轨道交通中发挥着重要作用，作为关键部分的传输系统更起着传输的用。随着轨道交通的增多，其技术要求也不断提升，通信技术在城市轨道交通中的应用也受到人们的广泛关注。
参考文献：
[1]高E，韩晓亮，刘培欣，杨志华.地铁通信系统建设方案研究[J].数字通信，2014（01）.
[2]薛连斌.地铁通信系统现状及发展趋势研究[J].中国新通信，2014（17）.
第2篇：城市轨道通信技术范文
关键词 城市；轨道交通；无线；通信
城市轨道交通工作体系之中，通信占据着不容忽视的重要环节。尤其是在目前轨道运输系统不断提速，通信科技日趋成熟的整体背景之下，越来越多的应用都对无线通信系统提出了更高的要求。然而限于技术以及发展过程等多方面的原因，我国城市轨道交通无线通信系统相对而言比较缺乏统一的规划，在不同的时期内引入的不同技术与设备，呈现出相对独立和分散的工作特征，融合的有效性不足，阻碍了城市轨道无线通信体系的形成。
1.城市轨道交通系统对于无线通信的需求分析
在城市轨道交通环境中，除去旅客本身发起的通信呼叫以外，其他的主要构成部分为车地无线通信需求，地对地的通信需求相对传统，可以通过无线和有线两种方式予以满足。对于车地无线通信需求而言，又可以分为2个主要部分，即无线集群调度信息以及列车控制信息。
无线集群调度信息出现在轨道交通的正常运营过程中，主要是考虑到列车司机需求与地面调度员、值班员来展开无线调度通话，这是在轨道交通系统中最主要的无线通信需求。这一方面的数据传输需求，要求通信系统能够保持良好的稳定性，同时考虑到目前通信系统中的数据多样化特征，这一通信支持系统应当同时能够满足语音通信和短数据传输两个方面的通信需求。而列车控制系信息则更多侧重于车本身与地面的联系，这是当前该领域中自动化技术的重点体现。主要传输内容，包括列车在行进过程中诸多状态以及监控数据的传输，并且同时承担告警信息的采集和传输等。
从技术特征的角度看，当前支持城市轨道交通正常运行的技术，需要能够实现如下几个方面的职能。首先，能够支持起良好的语音集群通信，并且实现良好的向下兼容，对当前已经在该环境中实现的数字集群调度系统能够有效集成，并且构建起支持调度员、司机、车站值班员之间的语音通信和短数据传送的通信平台。从具体功能的角度看，应当能够实现包括单呼、组呼、广播、会议、PTT话权抢占、动态重组、优先级呼叫、强插、强拆、限时通话、端状态呈现、监听录音、禁话等功能。其次，考虑到轨道交通环境本身覆盖区域呈现较窄链状的特殊性，该领域工作的通信系统还应当能够实现针对该工作环境的切换优化，从而避免在越区切换的过程中发生语音通信中断或者数据丢失。在这一方面，切换触发条件、基站搜索方式以及目标基站的确定等方面的优化，成为影响整个系统工作效率的重要因素。再次，在下一代的无线通信系统中，分布式基站工作模式会更为普及，此种模式可以将基站分为射频拉远模块（RRU，Radio Remote Unit）和基带处理单元（BBU，BuildingBaseband Unit），二者之间通过光纤链接，并且一个BBU能够同时支撑多个RRU进行工作。将BBU安装在机房，而RRU安装在轨道覆盖环境中，能够实现馈线损耗的有效降低，提升发射成功率以及通信网络的覆盖能力。最后，载波聚合技术同样是未来发展的重要方向。为了应付当前通信环境中频谱资源短缺的问题，载波聚合技术应运而生。此项技术能够将多个成员载波进行连接，提供更大的传输带宽，而对于成员载波在频率上是否连续并没有要求，因此在当前环境中具有良好的生命力。
2.城市轨道交通无线通信系统的实现与部署
在城市轨道交通工作环境中，数据、语音、控制、安全等多种信息同时存在，形成了复杂的信息传输需求。因此在针对该领域进行通信网络资源部署的时候，应当在充分保证带宽传输能力的基础之上，充分考虑轨道交通系统的高速运动特征，当前我国地铁的时速能够达到80kin/h，并且开始朝向120km/h迈进，在这样的背景之下，确保高速行驶的列车获取到良好的信号，是城市轨道交通安全的重要基础。除此以外，在可实施性方面也应当着重考虑，主要是城市轨道交通需要面对高架、隧道灯特殊运行场所，这些场所对于信号都存在一定的影响，综合考虑未来发展的过程中可能出现的信息总量增加的需求，共同构成了当前城市轨道交通的通信环境。
对于这样的需求环境而言，城市轨道交通无线通信系统的部署，应当着力于从如下几个方面实现。
2.1总体架构
目前在该领域中较多见TD-LTE设备，并且呈现出分层分级的配置方式，包括中心级、车站级、区间级以及车辆级工4个层级。其中中心级作为TD-LTE网络的核心存在，车站级则包括BBU设备，区间级包括RRU设备，最基层的车辆级则涵盖所有的跟踪区更新设备（TAU，Train Access Uint）。同时采用合路方式来实现区间的覆盖，即结合民用通信区间漏泄电缆实现更为有效的区间覆盖。
2.2控制中心
在控制中心方面，设置一套网管设备以及TD-LTE核心网，其价值在于实现对于旅客信息系统核心交换机的支持，并且通过专用通信传输系统提供的以太网通道，达成与各个车站级BBU设备保持互联的目的。除此以外，控制中心还需要与系统中各个不同组件以及模块保持联系，包括车辆火警信息（FAS，Fire Alarm System）以及车辆维修信息等，用以实现数据的同步，便于实现系统对于实际情况的理解，并且做出合理的决策支持。
2.3车站以及隧道
对于车站方面而言，旅客信息系统与数据交换机保持连接，同时在车站内进行BBU设备的设置，通过光纤实现与区域内部RRU设备的连接。在整个系统中，RRU承担着对车辆TAU相关信息的直接接收，而后进一步经由光纤传输到车站BBU设备单元中。在隧道之内布置合路器，实现TD-LTE车地无线信号与社会范围内多个电信运营商的无线信号的整合，并且馈入区间民用漏泄电缆之内，实现无线信号的覆盖优化。
2.4车辆段以及车载系统
通常在列车两端的司机室内设置两套TAU设备，并且在车顶加装对应的设备天线，实现车载乘客信息系统、车载视频等相关组件与车辆控制系统的连接。通过这样的部署，能够将多方面的监控信息全部上传至控制终端，同时接受PIS的多媒体播放信息。
第3篇：城市轨道通信技术范文
关键词：城市轨道交通 车地无线通信系统 传输速率 LTE
中图分类号：U293 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)08-0033-02
1、引言
近年来，随着社会经济的高速发展，我国城市轨道交通建设进入了快速发展阶段，其安全性和舒适性得到社会的普遍关注。一方面，乘客已不满足于少量的类型单一的文本、声音信息服务，城市轨道交通迫切需要提高信息服务水平，从服务上吸引乘客。另一方面，国外城市轨道交通恶性事件频发，地铁列车需要增加足够的监控措施，以防范于未然，城市轨道交通需要直观地了解现场情况，迫切需要高速率的车载视频信息传输。总之，随着城市轨道交通服务水平和管理水平的不断提高，城市轨道交通对车地无线通信系统的性能，诸如：上下行的传输带宽、高速移动接入、场强可控性、无线干扰等提出了更高的要求。
2、当前主流技术比较
城市轨道交通车地无线通信系统作为传输网络的延伸，提供地面与列车之间的通信，为视频监控系统、旅客信息系统等提供车辆与车站、控制中心之间的无线传输通道。车地无线通信系统需要具有高可靠性，支持列车运行速度80公里/小时或更高速度下的视频信息、多媒体信息的实时传输，且系统应具备防止黑客和非法信息入侵的功能，确保播出信息的安全。
当前可供选择的无线传输技术主要有：TETRA、GSM、CDMA、3G、TRainCom-MT、WLAN、WiMax、LTE等。
TETRA、GSM、CDMA均为非常成熟的无线技术，有着广泛的应用实例，但是这三种技术对于车地之间无线数据传输的要求均存在速率不足的缺陷：TETRA的下行速率约为几十Kb/s，上行速率约为几Kb/s；GSM和CDMA的上下行速率大致相当，下行速率约为几十Kb/s，上行速率约为十几Kb/s。三者均无法满足车地无线通信系统所需要的传输速率。
3G存在多种标准，3G较TETRA、GSM、CDMA等窄带无线通信系统在传输速率方面有了很大的提高，下行速率在静止状态下可以达到2Mb/s，低速运动状态下可以达到几百Kb/s，上行速率可以达到几十Kb/s，但是仍不能满足车地无线通信系统所需的传输速率。
TRainCom-MT车地无线宽带技术为德国得力风根（TELEFUNKEN）公司专有技术，是面向城市轨道交通系统专门研制开发的，在高速移动环境中支持车地双向最高16Mb/s的传输速率。但是，作为一项非标准化技术，该系统的协议不具备开放性，这将导致对该系统的二次开发、升级与维护等各方面均需要依赖技术持有方。同时，该技术的产品只有得力风根公司提供，在产品供给方面欠缺市场选择性。
WLAN作为一种宽带无线接入网技术，其网络化、宽带化等特点具有相当的优势。WLAN目前存在多种标准，如：802.11a、802.11b、802.11g等。802.11a工作在5.8G频段，干扰较少，传输速率可以达到54Mb/s，但5.8G频段属于非免费开放频段，需要申请。802.11b工作在2.4G频段，传输速率最高达11Mb/s。802.11g也工作在2.4G频段，由于使用OFDM调制技术，其数据传输速率提高至54Mb/s。但WLAN天线覆盖范围较小，轨旁AP在直线隧道一般每间隔200米布设一个，系统越区切换频繁。
WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波互联接入)也叫802.16无线城域网或802.16，在2007年10月成为新的3G标准之一，目前主要提及两个标准：802.16d固定宽带无线接入标准、802.16e支持移动特性的宽带无线接入标准。WiMax采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术，可以提供70Mbps最高传输速率，数据传输距离最远可达50km，具有QoS机制完善、应用频段宽、能够根据上下行数据量灵活分配带宽（TDD方式）、频谱利用高、业务丰富多样等优点。但WiMAX作为国际3G标准，在我国并没有得到广泛的应用。目前LTE受到市场的大力推崇，大部分国内外设备厂商都围绕在LTE技术周围，WiMax正在日益受到冷落。
LTE(Long Term Evolution，长期演进) 是3G的演进，是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准。它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。与3G相比，LTE具有高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容等技术优势，被视作从3G向4G演进的主流技术。从目前看，主流运营商几乎一致支持LTE标准。
3、LTE技术优势
(1)以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上基于分组交换。
(2)在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率。0～120 km/h移动场景下平均吞吐速率达到60Mbps，上行速率16Mbps，下行速率44Mbps。
(3)下行链路频谱利用率可达到5bps/Hz，上行链路频谱利用率可达到2.5bps/Hz。
(4)支持成对或非成对频谱，可灵活配置1.4MHz-20MHz间的多种系统带宽。TDD LTE可以调整上下行流量。
(5)扁平网络架构，网元节点少，U-plan时延
(6)增加小区边界比特速率，提供1bps/Hz的小区边缘速率。小区覆盖半径可达100km。
(7)严格的QoS机制保证实时业务(如VoIP)的服务质量。
(8)采用频偏补偿机制，有效克服多普勒效应，确保高速移动场景下的无线链路质量。
(9)切换时参考频率偏移变化，提高切换成功率，保证高速切换场景下的带宽稳定。
(10)多RRU共小区，减少由于切换带来的时延、抖动、丢包，保证高速切换场景下的带宽稳定。
(11)无须在隧道中另外布设天线，可共用商用通信的泄漏电缆。隧道内单个RRU覆盖1.2KM漏缆，能够提供稳定的覆盖。
4、结语
由以上分析并结合各种无线传输技术的特点及城市轨道交通的业务需求，推荐采用LTE作为城市轨道交通车地无线传输技术。LTE使用专用频段，抗干扰能力强，可以共用商用通信系统的泄漏电缆，施工难度小，且未来可以承载更多的业务，如：语音集群。虽然LTE系统初期投资较大，但核心网设备可为多条线路所共用，随着城市轨道交通线路的不断新建，系统的总体建设投资将与采用其它无线传输技术基本持平。
参考文献
[1]GB50157—2003,地铁设计规范.
第4篇：城市轨道通信技术范文
关键词：TETRA数字集群系统；城市轨道交通；无线通信系统
中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）01-0087-01
城市轨道交通的运行发展需要专业信息系统的支持和维护，其中无线通信系统是提升城市轨道交通运输的重要系统，该系统对可靠性、安全性、专用性等有着很高的要求。TETRA数字集群系统能够为城市轨道无线通信系统发展提供重要的数据信息支持，为此，本文对TETRA数字集群系统在城市轨道交通无线通信系统中的应用进行分析。
1 TETRA数字集群系统概述
1.1 TETRA数字集群系统构成
TETRA数字集群系统是以数字时分多址技术为基础的专业化移动通信系统，最早由欧洲电信部门制定而成，应用的是先进的调制技术，调制的速率是每秒36kbit，话音编码的主要方式是ACELP编码。我国现阶段应用的TETRA数字集群系统工作频率大约在350MHz和860-866MHz。TETRA数字集群系统结合了无线和有线通信网络系统，具体由调度系统、交换设备、网络管理系统、固定台、车载台、天线、功分器等共同构成。
1.2 TETRA数字集群系统工作方式
TETRA数字集群系统工作方式主要有语音数据、分组数据优化、直通模式暗中。语音数据工作方式能够支持语音、数据和图像的通信。分组数据优化工作模式一般只支持分组数据通信，对数据传输方式进行了充分的优化，一般被应用在电子信箱电子信息应用中。直通模式是指两个或者两个以上移动台之间的互相通信操作，需要经过不同层的网络信息传输。
1.3 TETRA数字集群系统支持的业务
（1）语音通信业务。TETRA数字集群系统语音通信业务主要包括单呼、组呼和固定呼叫几种电话呼叫模式。其中，单呼可以在两个调度台和无线用户之间实现。组呼相当于传统开放化的信道通信，能够通过调度台和网络管理对不同的用户进行编辑分组。（2）数据业务。TETRA数字集群系统的数据业务可以具体分为短数据信息和指示信息，一般可以在无线终端以及相关调度台进行信息的发送传递。（3）补充业务。TETRA数字集群系统的补充业务具体包括区域性选择、率先呼叫、预占优先呼叫、紧急呼叫、迟后进入、应用动态化技术对信息重组、自动重发、限时通、超出服务区指示、呼叫显示、呼叫提示等数十种业务服务形式。
2 TETRA数字集群系统在城市轨道交通中的应用分析
2.1 TETRA数字集群系统为城市轨道交通提供的基本服务
（1）为城市地铁、轻轨等工作人员的流通交流提供重要的语音通信支持。其中语音通讯系统中主要以调度组之间的通信交流为主，在必要的情况下也可以实现不同用户之间的对应单独通信。（2）根据城市轨道交通发展的业务需要向用户之间的沟通交流提供必要的无线通信手段。（3）根据使用部门的需求进行使用优先权的调配。（4）具备紧急呼叫功能。（5）通信系统中心调度员能够在城市轨道中进行全员喊话广播。
2.2 TETRA数字集群系统为城市轨道交通提供的增值服务
（1）对车辆的自动定位。在TETRA数字集群系统的作用下为城市列车安装辅的全球定位系统接收机，通过应用全球定位系统接收机能够准确、实时的计算机在某一时间段所有列车的地理位置信息，加强计算机网络系统对城市轨道交通运输管理的控制。（2）为地铁、轻轨运行提供专用的通信系统。TETRA数字集群系统能够为地铁和轻轨的运行提供必要的专用通信系统，方便城市轨道列车运行管理操作，具体表现是为列车操作人提供话音业务服务。（3）实现对静止图像和视频数据的有效传输。TETRA数字集群系统的应用能够为静止图像的上传提供方便，主要表现为TETRA数字集群系统应用高级压缩方法对图像进行压缩处理，经过压缩之后进行图像的有效传输，节省不必要的图像信息传输麻烦。
3 TETRA数字集群系统在城市轨道通信中的应用实例
重庆地区的轨道线路总长度14350m，隧道占据轨道运输长度的15%。重庆地区的轨道通信系统应用的是美国公司研发的Dimetra系统。重庆轻轨较新线无线通信系统设置在大坪车站控制中心，具体下设两个频道。在车站的无线通信系统覆盖了整个线路运行的各个车站、站台。基于重庆地区的地形特点，在大坪、较场口和临江门3个地下车站覆盖TETRA数字集群系统。TETRA数字集群系统支持下的光线射频直线设备具有冗热备份，具有对应的检测接口。泄漏电缆应用的是一种耦合损耗和传输损耗结合的电缆。轨道地下车站应用的是天线覆盖形式。维修基地一般应用屋顶全向天线来解决场地的强覆盖问题。TETRA数字集群系统还能够对外提供接口，实现接口好信号CTC接口、类车广播系统接口以及列车电源之间的有效连接，从而为轻轨运行提供必要的服务支持。
4 结语
综上所述，TETRA数字集群系统是社会科技发展进步下衍生出的一种智能化系统网络，在科学技术的支持下具备完整化、精确化的系统控制中心，能够对城市轨道交通无线通信系统进行全天候的覆盖，解决以往城市轨道交通无线通信应用出现的问题。另外，TETRA数字集群系统以其自身强大的功能能够满足城市轨道交通无线通信的发展要求，优化城市轨道交通无线运输发展。
第5篇：城市轨道通信技术范文
关键词 城市轨道交通；自动化技术；现状；应用
中图分类号G237 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）120-0147-02
经济飞速发展奠定了国家建设的物质基础，道路交通是国家建设的基础保障设施，改革开放之后，我国的交通体系逐步完善。进入21世纪之后，城市轨道交通发展迫切，城市的规划建设离不开城市轨道交通，北京、上海、广州等大城市已经修建了多条地铁。然而，传统的技术已经不能满足现代生活、发展的需要，科学技术的发展推动了现代自动化技术在城市轨道交通中的应用。现代自动化技术使城市轨道交通朝着自动化、信息化、智能化的方向发展，使人们的出行更加方便快捷。
1 城市轨道交通中现代自动化技术应用现状
1.1城市轨道交通中现代自动化技术的重要作用
城市轨道交通分布范围广，交通设备多，传统的人工操作的方法效率低，这就需要现代自动化技术，现代自动化技术既可以提高效率又可以降低出错的风险，城市轨道交通中现代自动化技术应用的必要性主要体现在以下几个方面：
一方面，现代自动化技术在城市轨道交通全线的监测、控制中发挥着重要的作用，可以实现交通轨道全线实时的检测控制，节省人力，提高效率；
一方面，城市轨道交通关系着人们出行的安全，现代自动化技术由于高科技的运用使得城市轨道交通体系安全系数更高，运行更加可靠；
另一方面，城市轨道交通中现代自动化技术的应用使得交通运行高效稳定，有效避免交通拥堵，同时，现代自动化技术的应用使得个部门各专业同时作业、信息共享，能够有效的避免和处理交通灾害[1]。
1.2城市轨道交通中现代自动化技术的应用现状
城市轨道交通中现代自动化技术已经越来越多的被应用，我国城市轨道交通中现代自动化技术已经处于世界的前列，我国已经具备一套完整的监测、控制、操作系统，并且仍在不断完善。
城市轨道交通中现代自动化技术在北京、上海、广州、深圳等大城市已经广泛应用，并在实际生活中发挥着重要的作用，但是，城市轨道交通中现代自动化技术的应用范围还没有发展到中小城市，城市轨道交通中现代自动化技术的推广应用仍需努力。
2 城市轨道交通中现代自动化技术的应用
2.1现代自动监控技术在城市轨道交通中的应用
城市轨道交通中主要包括各种车辆和固定轨道设备，现代自动监控技术主要实现对固定设备的监测与控制。自动监测系统由硬件设备和软件设备组成，硬件是基础主要包括采集卡、计算机等，软件是核心主要包括数据分析软件、图形处理软件等。自动监测系统可以通过中央处理系统与各个站点的分系统之间的联系，进行实时监测与数据传输，实现对整个交通线路的监测控制。现代自动监控技术在城市轨道交通中的作用主要是进行电力监测、环境监测、设备运行状态监测、火灾预警等，确保整个交通轨道线路畅通[2]。
2.2现代自动驾驶技术在城市轨道交通中的应用
现代车辆越来越多，对汽车的研究也越来越广泛，自动驾驶技术成为未来车辆的发展方向。自动驾驶技术中最重要的技术之一是GPS导航技术，通过卫星获得电子地图，导航定位系统就是在电子地图中加入道路以及相关信息等，经过软件检索进行道路规划，通过语音以及图像的方法提示，最终达到目的地。
自动驾驶技术中另一个重要的技术是自动驾驶列车定位技术，该技术主要是通过列车与轨道的相对位置，对列车进行定位与控制。其过程主要如图1所示，列车轨道的一端向另一端发射电信号，当无列车通过时，另一端接收到完整的信号，此时对轨道状态进行分析；当列车驶入时，列车轮子使两端的电信号短路，另一端不能收到信号。通过信号分析处理可以实现列车定位与检测，同时通过不断修正也能提高列车效率。
2.3现代通信技术在城市轨道交通中的应用
城市轨道交通中现代自动化技术得以实现主要依赖的技术是现代通信技术，信息的共享、数据的传输等都需要通信技术。互联网、物联网、云计算都是通信技术中必不可少的[3]。现代通信技术一方面可以通过互联网实现城市各个线路之间的信息交流，也可以实现对各个城市的交通线路的综合管理控制；一方面通信技术可以使乘客信息系统更加智能化，方便乘客的出行；另一方面，通信技术中的互联网、物联网技术可以有效的减少交通自动化设备中的接口，优化自动化系统结构，使城市轨道交通自动化系统更高效、更智能。
3结论
计算机技术、自动控制技术、软件技术的发展推动了自动化系统在城市轨道交通中的应用。国外的自动化技术在城市轨道交通中的应用已经达到一个新水平，我国应该充分利用现代自动化技术，使其在城市轨道交通的安全监测、自动驾驶、设备控制等方面发挥更大作用[4]。
参考文献
[1]赵顺先，于胜龙，昌，等.传统监控系统的不足及ADS解决方案.电力自动化设备，2003，23（4）：81-84.
[2]王开满，张慎明，江平.轨道交通自动化监控系统的特点及其发展趋势[J].城市轨道交通研究，2006（2）：1.
第6篇：城市轨道通信技术范文
【关键词】通信；分析；城市轨道交通
当前发展的大形势下，轨道交通已然成为了城市交通发展的主流，其具备了节约能源、保护生态环境等众多优势，且实现了对有限土地资源的高效、合理利用，形成了对城市规划的优化，成为了城市发展的主流标志。城市轨道交通发展中，通信系统占有十分重要的地位,是轨道交通系统正常运转的保障,有利于交通系统的运营与管理,也是其他系统的重要传输通道.既是传输系统,又是传输媒介，这是通信系统的一大特点.我们在选择传输系统时既要考虑到其工作效率及安全性,也要充分考虑信息传递的连贯性和准确性，从而促进城市轨道交通的更高效发展。
一、通信技术在轨道交通领域的应用分析
城市化过程中，为使建成后的城市轨道交通在运营方面实现安全、高效等需求，势必要配套建设易扩展的、可靠的通信网，从而实现对运营所需的各种信息进行传输和处理，完善交通的运行。多年的发展和变革中，传统的通信子系统显示了其在城市轨道交通中的重要作用，以广播系统为例，其作为城市轨道交通运营行车组织的必要手段，作用广泛，通知列车到站、离站、线路换乘、列车误点、安全状况、时间表变更，对乘客广播，播放音乐以改善候车环境等等，有着极其重要的应用价值，而后续发展变革中，逐渐出现了地铁专用通信系统、轨道交通信号技术、无线通信系统等，就其控制系统看来，基于轨道电路的固定闭塞形式是传统地铁行车指挥系统的惯用方式，运用中，确保其支持的最小列车运行间隔一般为100秒，后续发展中，支持的最小列车间隙则能够达到75秒时，采用的是基于无线通信的列车控制系统，其相当于传输效率能够再提高25%。特别是对于传统的轨道交通信号系统而言，基于CBTC信号系统优势显著，首先以无线通信系统代替繁杂的电缆，这显然大幅减少了电缆铺设及维护成本，是一项重要的改革；其次，实现了车辆与控制中心的双向通信，对于列车区间通过能力无疑有极大的提高；再此，对于不同车速、不同运量及不同车型等，此系统均适应，所以其体现出了极强的兼容性。第三，信息传输流量大、效率高，使得移动自动闭塞系统较易实现；最后，因为其支持信息分类传输，基于此，运行过程中，能集中发送和处理信息，促使对应的调度效率得到了有效的提高[1]。新时期的城市轨道交通中，传统的语音功能已经不仅仅是无线通信系统的唯一功能了，因为除此之外，其在发展中还肩负了列车控制数据的传输通道功能，据笔者分析，就当前的CBTC系统运用而言，经过长期改善，已然有趋于成熟的基于GSM-R网络的CTCS-3列控系统，而随着逐步推进的城市化发展，已经在逐渐尝试对覆盖WiFi的列车控制系统的运用，这对于城市轨道交通的发展具备了划时代的意义。所以，在支撑列车高效和安全运行方面，也凸显了通信系统作用的重大性，是变革的引领者。
二、通信的列车控制系统存在的问题分析
具体分析而言，其问题首先表现为频率受限方面，分析以往发展现状不难看出，大铁领域仅分配有4M的GSM-R带宽，势必加大了频率规划的难度，当前的城市轨道交通领域，是与民用WiFi2.4G共享频段，而缺乏专门给CBTC系统分配专属频谱；其次，体现在频率干扰方面，以往是分配的4MGSM-R带宽与中国移动共享，使得互相干扰这一现象长期存在，而在城市轨道交通领域，则表现为与民用共享2.4G频谱，这一发展形势下，显然对于与其他WiFi系统的严重干扰问题无法彻底解决，使得其安全隐患增大；最后，体现在传输瓶颈方面，以往承载列控业务方面，是GSM-R系统采用低速CSD实现的，最高为9.6kbps的带宽，局限性较大，但新时期发展中，借助于GPRS承载的一些PS域业务，其传输能力方面，最多可提供171kbps，显然仍难以满足城市轨道交通发展，高速运行时，随着新时期的WiFi技术，传输宽带更高，但存在的与其他车载民用WiFi系统及乘客信息系统共享信道的现象，对于传输速度影响较大。这一问题也亟待解决[2]。
三、未来大轨道交通通信系统的融合趋势
新时期的城市轨道交通领域，基于CBTC系统存在的问题，为实现数据传输方面的可靠性和安全性，满足乘客对无线宽带接入的需求，亟待改革来完善。而城际和市郊铁路也在同步快速发展，使得改造城市周边以往废弃的大铁轨道成了当前绝大部分建设方式，利于土建成本的缩减，从而使得出现了城市轨道车辆复用，大幅节约了运营和维护成本等。未来通信系统承载需求方面，还需完善高速上网、乘客信息系统等方面的建设，全面推动城市轨道交通运行。
结束语
综上所述，新时期的发展中，城市轨道交通伴随着城市化进程发展迅速，通信领域的变革更是日新月异，本文分析了基于通信的列车控制系统，也就是CBTC系统的运用及不足之处，透视了通信技术发展过程，以期能为新时期的轨道交通建设提供有益的参考。
参考文献
[1]杨秀.城市轨道交通应急通信指挥车通信系统组网方案的探讨[J].北京交通大学学报：自然科学版,2012,36(3):47-51.
第7篇：城市轨道通信技术范文
关键字：轨道交通；通信；传输系统；技术；应用；发展
中图分类号：C913.32 文献标识码：A 文章编号：
公共交通系统中，轨道交通在很久以前就在城市交通系统中出现了。随着科学技术的发展和城市化进程的加快，轨道交通在城市发展过程中起到的作用越来越大，同时轨道交通逐渐成为交通基础设施建设中的重要项目。但当前我国的城市轨道交通的技术以及基本的理论基础都处于初步开发的阶段，大部分的工程项目的实施都应引进新的技术和设备。同时，城市轨道交通建设也没有建立统一且规范的通信技术指标，这成为了城市轨道交通建设的关键和限制，在很大程度上影响了城市交通建设的发展和完善。由此，要提高城市交通轨道的通信能力以及信息的利用能力，则必须实现通信技术在轨道交通中的普遍应用。
一、通信传输系统在轨道交通的应用
根据城市轨道交通的实际运行的状况可了解到，通信系统的传输子系统应符合可靠性能高、可扩展、可维护以及防尘、防潮、防震等多种性能要求。传输系统是轨道交通通信中的关键和重点，轨道交通的各种信息交流都需要通信系统进行信息的传递。例如车次、电力、公安、防灾等多种形式的调动，需要通过语音进行信息的传播，同时包括公务、区间和站之间的语音信息传递；控制中心调度台到车站基站的语音以及控制信息；低速数据通道，例如列车信号系统、时钟、电力SCADA等所需要的数据信息；控制中心到车站的自动售票、以太网接入等信息；控制中心的语音、控制信息，控制中心至陈展的视频监控信息等，这些信息都是服务于列车的正常运行。其中一些信息将对列车的运行产生严重的影响，甚至影响到列车的行走安全。由此信息传输系统应保持较高的可靠性，使其透明、实时、无阻塞，同时当产生紧急状况时，还应迅速建立灾害的处理措施，当通信系统产生故障时，还应具有降级使用的功能，同时实现对重要通道的备用，从而保证系统的稳定持续运行。
二、通信传输系统常见技术分析
1、PDH
PDH 技术，也就是准同步数字传输技术，具有多年的发展历史，技术已经发展成熟，在光纤数字网中得到了广泛的应用。然而随着通信技术的发展以及用户需求的持续发展变化，PDH技术逐渐难以满足发展后的用户需求，传输容量无法满足持续增长的用户需求，仅仅只有地区性的数字信号速率以及帧结构，开发端口自行开发，呈现多样化的特征，兼容性不佳，同时PDH技术的异步复用体制致使上下路的结构较为复杂，同时在构造光纤传输网络时，还应有两套网管设备对传输网络以及接入的设备进行管理。
2、ATM
ATM能承受实时性的业务中的TDM业务，但系统中的延时都应大于SDH传输的制式，尤其在系统故障过程中系统切换的时间较长。ATM技术的设备以及技术较为复杂，尤其ATM技术往往不存在低速率接口，应增加接入设备，设备的价格较高，付出的成本较高并且协议较为复杂。而视频业务由于具有较高的突发程度，然而ATM往往能具有突发性的特率业务，同时ATM技术固有的特性已经充分考虑了业务的Qo S的问题，由此实现了相关业务的承载。ATM也没有音频等低速接口，需要进行设备的接入。
3、OTN
OTN技术实际上是专门的轨道交通开发的传输技术，OTN具有独特的帧结构。该技术在轨道交通通信传输系统中应用较多，同时OTN技术能区分不同等级的速率，同时在同一网络中实现不同的网络传输协议的综合，承载了实时性业务以及非实时性业务，为相应的传输系统和网络提供了一定的承载，建立了从窄带到宽带的综合业务传输。OTN传输设备能直接提供工业标准通信协议接口，同时不需要进行设备的接入。OTN技术设备较为简单，实现灵活的组网，便于集中维护。在国内外的交通工程项目具有广泛的应用。同时OTN技术的售后服务依赖于原有设备厂商，兼容性能不佳，与非OTN网络连接能力不强。
4、SDH
SDH能实现实时性业务中的TDM业务承载，但无法实现实时性业务中视频信号以及实时性业务中以太网传输问题。SDH接口种类较为单一，仅仅有PDH系统的标准接口。实现了窄带业务，如话音、宽带音频以及数据等业务的传输，应增加接入设备，无法实现直接的视频以及LAN接口，应增加Ethernet路由器以及CODEC视频。而对于Ethernet业务，具有一定的存在性瓶颈。而针对地铁以及轻轨中的音频广播业务，可提供3kHz的传输带宽，无法满足高保真广播效果。一般可提供点对点的通信信道，无法满足地铁以及轻轨条件下的共线式的通信要求。并且SDH技术也可向用户提供固定速率带宽。无法进行统计复用，而难以实现总线型的宽带数据业务和图像业务的支撑。MSTP技术克服了SDH技术在地铁以及轻轨应用当中的不足，随着通信技术的逐渐发展成熟，越发能适应轨道交通应用中的承载，还需要增加接入设备。
5、IP
IP技术发展较为成熟，是当前通信行业研究的热点技术。IP技术在数据业务的承载上具有一定的优势，而IP技术可承载传统的TDM技术，但IP技术的传送以及业务恢复所需要的时间SDH技术要长，由此并不是最好的承载技术，对于IP接口而言，IP技术没有音频低速接口，高端的设备一般不具有2Mb/S 接口，还需要增加辅助设备进行接入。
6、RPR
RPR技术虽然定义了实时性的TDM业务的协议，但还应在实际的过程中进行验证。RPR在数据业务中具有绝对的优势，还应根据用户的需求进行分配。以空间复用技术以及统计复用技术进行支撑，在网络的正常运营的状况下，能提高带宽利用率相对于SDH网络的3-4倍。同时RPR业务能实现对数据的优化，
能支撑IP突发特性。对于具有实时性要求的数据业务，RPR技术能提供不同等级服务以及基于不同等级业务环保功能保障业务的实时性要求。有效提高了数据业务。
RPR技术能实现对视频业务的承载，当前数据视频监控市场的主流提供商，还将在系统内部构建基于IP技术的MPEG2编码以及数据压缩技术，同时在IP技术视频数据检索、存储以及访问控制技术上，这些技术以及系统使用的摄像头基本上可使用MPEG2编码技术，实现以太网端口。由此通过RPR技术实现视频监控技术，用户能持续保持以太网帧格式，节约了复杂的映射过程，同时实现了用户分组进行严格的服务质量等级分类。
三、结束语
由此可了解到，轨道交通通信传输过程中，针对轨道交通发展状况可实现多种传输技术的并行发展。当前，MSTP、SDH、MSTP、ATM等技术处于持续的发展过程中，同时也便于降低成本。轨道交通传输网制式的选择上可作为一个制式上进行独立组网。也可实现多种制式混合组网体系，同时也应根据实际的线路、具体的状况和当前的技术状况进行确定。一个制式单独组网可使用OTN，也可使用MSTP。当前的MSTP技术在数据业务的处理上具有一定的限制，由此可使用MSTP 与RPR 或IP进行混合组网，通过MSTP处理语音业务以及低速数据处理业务，用RPR以及IP业务承载视频以及数据业务。不管选择怎样的制式进行组网，系统中的设备在该种条件下是成熟的、稳定可靠的，同时还应设置冗余配置，便于通信传输系统的运行以及维护。
参考文献：
[1] 王成, 王富章. 轨道交通通信传输系统技术发展及设备选择[J]. 铁道通信信号, 2007,(09).
[2] 臻文. 通信传输系统在城市轨道交通中的应用发展[J]. 城市轨道交通研究, 2009,(03).
[3] 李勤超. 城市轨道交通通信传输系统应用[J]. 都市快轨交通, 2012,(02).
第8篇：城市轨道通信技术范文
[关键词]轨道交通 通信系统 WLAN网络 传输
中图分类号：U239.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）21-0131-01
前言
通信系统的建设是城市轨道交通建设发展中重要的一环，其对轨道交通的日常运行和管理工作有着重要的联系。其技术的运用对轨道交通的正常运转有重要保障，同时也是其他系统的重要传输通道，它提高了轨道列车的工作效率以及自动化程度，密切了各系统部门之间的联系，有利于相关工作人员对列车进行及时的管理调度。城市轨道交通信息通讯系统比较复杂，其主要子系统包括传输系统、电源系统、专用电话系统、公话电话系统等，为了充分发挥该系统特有的功能，各子系统应该互相协调和配合。
一、城市轨道交通通信系统技术研究现状
轨道交通由于每天都承载了一座城市人的出行工作和生活，其高效、安全和准时的特点是其必要的三个特征。目前，依据我国城建设中的具体情况，可以将城市轨道交通通信系统分为以下几个子系统：传输系统、无线系统、公务电话系统、专用电话系统、无线电通信系统、闭路电视系统、广播系统、时钟系统以及自动售检票系统等。随着城市轨道交通技术的不断进步，以及大量城际轨道交通线的建立，我国城市轨道交通信息通讯系统的发展方向越来越多样化，并形成了大运量、中运量、市郊线多种并存的局面。为了进一步提升我国城市轨道交通的整体技术水平，使之能够为城市的发展做出更大的贡献，努力从自身抓起，打破原有的技术性垄断。进一步促使社会各个行业的发展和前进。因此，更应该重视起对城市轨道交通的的通信系统的研究。
二、WLAN网络在城市轨道交通中的应用
因为现代社会科学的发展，城市轨道通信系统的发展也必须跟上脚步，所以，提高WLAN无线网络建设在城市轨道交通中的应用，是促进现展必不可少的。轨道WLAN无线网络除了在平时能够满足乘客上网，提高媒体传播等需要，还可满足运营信息，紧急信息，应急抢险信息，车载CCTU，列车状态及故障数据等实时传输要求，从系统上实现功能分析，轨道交通WLAN网络可服务于轨道交通的运营管理，维护保障，故障报警和资源经营等系统。要提高交通WLAN网络建设技术在轨道的有效性，具体应在现场查勘数据的基础上，根据沿线区间的弯度和坡度等数据，调整每个AP布设位置和间距。安装定向天线，限定覆盖范围，同时相邻两个轨旁AP应设置信号重叠覆盖区域，以保证跨AP网桥的平滑切换，并需要经过反复的测试调试，使列车沿线获得均匀良好覆盖，满足车地间数据传输需求。
通过WLAN网络建设可以提高轨道交通民用通信网络的整体能力，依托无线宽带接入服务能够提升轨道交通整体的服务能力和服务价值，并进一步提升轨道交通的信息化水平和运营服务品质。
三、传输系统是城市轨道交通信息通信系统的关键
城市轨道交通的信息通信系统中，最重要的一环系统就是传输系统，因为运行和日常管理中的各项工作都离不开该系统。当前在我国城市轨道系统中比较常见的传输技术主要有三种，以下将简单介绍分析这三种技术。
1. 开放式传输网络技术
一般而言，在当前的技术条件下，开放式的传输网络技术性能相对而言会比较稳定，其具备了大量的数据以及接口是一项专门为城市轨道交通进行服务的技术。然而，由于该技术缺乏统一的国际标准，造成其本身的封闭性，不利于进行系统的升级和优化。另外，我国在城市轨道交通方面的业务量越来越大，在宽带不断改进的环境下，开放式传输网络技术已经适应不了宽带的需求。
2. 同步数字传输技术
这种技术其实是输送过程中能够做到同步的的传输。作为一个关键性技术中的一个组成要素，同步数字传输技术它的成熟和应用的好评程度都要高于开放式的传输技术，该技术具备统一的国际标准，为系统的更新换代提供了可能性，另外还有自愈以及网管的功能。但是，该技术还有一些欠缺，例如，语音业务是同步数字传输技术主要服务项目，因此在数据和图像业务方面还存在着不足。
3. 异步转移模式技术
异步转移模式技术的优势在于，一是业务服务对象比较多样，可以给各种业务提供服务，特别是在视频的相关业务中，其效果非常明显；二是能够有效地提高宽带的使用效率，这是因为该技术属于面向连接的技术，使用统计复用功能就能实现宽带利用率的提高。然而，由于异步转移模式技术系统的复杂性，导致该技术不够准确可靠，此外该技术的成本比较高，这也对该技术的发展产生了不利的影响。另外值得一提的是，随着各种新型通讯新技术的开发和涌现，轨道交通的业务有了相当程度的发展，新型的业务不断成熟，对宽带的需求也有所上升。在未来城市轨道交通信息通讯系统中，将会采用千兆以太网技术和粗波分复用技术。其中，千兆以太网技术，能够和以太网及快速以太网兼容，并且具有直接、快速的特点，设备比较便宜，传输距离长，在一定程度上能够让城市轨道交通信息通讯系统组网的要求得到满足，而且也解决了以太网存在的缺陷；粗波分复用技术，已成为大容量电信骨干网的首选，它具有操作简单、价格便宜以及容量大等优点，未来城市轨道交通信息通讯系统中可以充分利用粗波分复用技术，值得推广。
四、城市轨道交通信息通信系统的其他子系统？
1.通话系统
在轨道交通运行过程中，经常性会需要一些交通部门进行联系，所以通讯成为了通信系统中一个重要部分。公务电话是轨道交通线上的一类内部的公务通信设备，除了连接必要的交通部门之外，还连接了市话网和一些相关的轨道交通线的公务电话网。
在轨道交通运输中，除了与一些交通部门进行联系之外，联系最紧密的就是调控中心和一些站点的管理中心，所以在设计了专用电话系统，负责的是控制中心和各车站的列车、电力、防灾及公安等方面的调度，并且还提供了紧急电话、调度电话以及站间电话业务。在轨道交通中使用专用电话系统，有利于工作人员指挥列车的运行，以及进行设备的操作，同时也为行车调度提供了有力的支持。
2.闭路电视监控系统
在城市轨道交通运行中，为了更好的实时跟踪和记录其运行的情况，需要闭路电子监控设备的进行辅助工作。由于这种系统还便于指挥和管理，所以其有利于实现轨道交通的自动化调度和管理。另外，电视监控系统的传输具有不对称的特点，导致车站到中心需要比较大的宽带，而中心到车站运用低速的数据业务即可。就目前来看，ATM技术仍是电视监控系统中最佳的传输机制，该系统可以利用ATM技术按需求连接、分配带宽的特点，保证图像的质量，同时也节省了所占的宽带。
五、结束语
随着我国通信行业不断发展，其给轨道交通带来的技术支持，越来越多，也为城市轨道交通的发展提供了很大的动力。由于近年来，城市列车的运行更需要高性能的通信系统作为保障，所以，我们需要更进一步加大力度对通讯系统加以分析研究。另外，注意结合运用无线卫星以及移动通讯等先进的科技，保障列车能够在运行过程中实现通讯联系，这样才能够更好的完善通信系统，提高系统的可靠性，保证列车行驶的安全。更好地促进城市轨道交通的发展和进步。
参考文献：
[1]高E，韩晓亮，刘培欣，杨志华.地铁通信系统建设方案研究[J] .数字通信，2014（1）.
[2]薛连斌.地铁通信系统现状及发展趋势研究[J] .中国新通信，2014（17）.
[3]钟治国.通信技术在城市轨道交通中的应用[D] .上海：上海海运学院，2013.
第9篇：城市轨道通信技术范文
关键词: 城市轨道交通， 列车定位， 轨道电路， 编码里程仪， 裂缝波导， 扩频通信
1 引 言
随着城市人口的不断增加， 城市交通问题日益突出。地铁、轻轨具备客运量大、污染少等特点， 是解决大中城市交通问题的首选方案。由于轨道交通列车运行密度高、车站间距近、安全性要求高， 列车自动控制系统及列车本身需要实时了解列车在线路中的精确位置， 分布于轨旁及列车上的列车自动控制系统根据线路中列车的相对位置实时、动态地对每一列车进行监督、控制、调度及安全防护， 在保证列车运行安全的前提下， 最大限度地提高系统的效率， 为乘客提供最佳的服务。
实时、精确地确定列车在线路中的位置是保证安全、发挥效率、提供最佳服务的前提。列车自动控制系统利用轨旁及车载设备对列车进行实时的跟踪。轨旁定位主要采用轨道电路、信标、电缆环线、裂缝波导、扩频电台等技术手段， 列车自身的定位可依赖于安装在轮轴上的编码里程仪实现， 通过车地之间的信息传输通道， 实现轨旁与列车之间实时的信息交换， 实时控制列车在线路中的运行。
2 轨旁定位技术
2. 1 利用轨道电路的定位技术
2. 1. 1 轨道电路的定位原理
轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体， 并用引接线连接信号发送、接收设备所构成的电气回路。轨道电路有机械绝缘和电气绝缘两种类型。采用机械绝缘的轨道电路， 需切断钢轨， 安装轨道绝缘节， 这对使用长钢轨线路妨碍很大， 不仅需经常维修， 还降低了安全性。采用电气绝缘， 则无需切断钢轨， 目前城市轨道交通系统中， 普遍采用“S 棒”进行电气隔离的数字音频轨道电路。数字音频轨道电路的原理图如图1 所示。
图1 数字音频轨道电路原理图
数字轨道电路中， 全部有源器件都集中在控制室内， 室外设备仅包括由电容、线圈等组成的调谐盒及轨间的S 型联接导线。调谐盒中有发射与接收线圈。数字轨道电路的发射单元以差分模式向另一端通过铁轨传输一个调制信号， 在轨道电路的另一端提取这个信号。接收的信息和传送的信息经逐位比较确认相同时， 完成对接收信息的验证， 判断钢轨和轨道电路的工作状态。当轨道电路内有车占用时， 由于列车车轴的分路作用， 接收端检测出信号电平的变化， 从而判断出有车到达该轨道电路。
2. 1. 2 利用轨道电路确定列车在线路中的位置
图2 为利用轨道电路确定列车在线路中位置的原理图。在线路设计时， 根据用户对列车运行密度的要求， 将整个线路用S 棒分割成若干个轨道区段， 并对所有轨道区段进行统一编号。对线路地形及线路设备进行数字化描述后形成线路地图， 贮存在轨旁和?或车载计算机中。为了防止相邻轨道电路音频信号的串扰， 同时也为了准确判断列车越过轨道电路连界， 相邻数字轨道电路采用不同的载频。列车在线路中运行时， 其所在的轨道电路会给出占用指示， 对轨道电路占用状态的连续跟踪， 也就实现了对列车在线路中所处位置的连续跟踪。
图2 利用轨道电路确定列车在线路中的位置为了保证安全， 轨道电路任何形式的故障都表示为“ 有车占用”， 为了避免错误的跟踪， 系统对轨道电路的“ 连续占用”与“ 顺序出清”进行逻辑判断， 保证列车跟踪的可靠性和安全性。利用数字轨道电路对列车进行定位是目前城市轨道交通系统中应用最为普遍的技术手段。
2. 2 信标定位
信标是安装在线路沿线反映线路绝对位置的物理标志。信标分有源信标和无源信标两种， 有源信标可以实现车地的双向通信， 无源信标类似于非接触式IC 卡， 在列车经过信标所在位置时， 车载天线发射的电磁波激励信标工作， 并传递绝对位置信息给列车。
城市轨道交通系统中所使用的信标大部分为无源信标， 安装在轨道沿线。信标的作用是为列车提供精确的绝对位置参考点(也可以提供线路的坡度、弯度等其它信息)。由于信标提供的位置精度很高， 达厘米量级， 常用信标作为修正列车实际运行距离的手段。采用信标定位技术的信息传递是间断的， 即当列车从一个信息点获得地面信息后， 要到下一个信息点才能更新信息， 若其间地面情况发生变化， 就无法立即将变化的信息实时传递给列车， 因此， 信标定位技术往往作为其它定位技术的补充手段。
2. 3 裂缝波导定位技术
采用裂缝波导作为列车信息传输的原理框图见图3， 列车定位原理图如图4 所示。裂缝波导是52. 5mm ×105mm ×2mm 中空的铝质矩形方管， 在其顶部每隔60mm 开有窄缝， 采用2. 715GH z 的连续波频率通过裂缝耦合出不均匀的场强， 对连续波的场强进行采集和处理， 并通过计数器确定列车经过的裂缝数， 从而计算出列车走行的距离， 确定列车在线路中的位置。
裂缝波导除了传输用于裂缝计数的2. 715GH z 的连续波频率外， 主要用于车地信息交换的传输通道， 车地通信的载频范围为2. 4～ 2. 4853GH z， 该频段内的微波信号沿波导均匀辐射。
图3 裂缝波导信息传输原理图
图4 裂缝波导定位原理
转贴于 2. 4 电缆环线定位技术在整个轨道线路沿线铺设电缆环线， 电缆环线位
于轨道中间， 每隔一定的距离交叉一次。列车经过每个电子工程师电子技术应用
图5 利用电缆环线对列车定位的原理图电缆交叉点时通过车载设备检测环线内信号的相位变化(相位变化原理见图6)。并对相位变化的次数进行计数， 从而确定列车运行的距离， 达到对列车定位的目的。
图6 环线交叉点相位变化原理
2. 5 无线扩频通信定位技术
利用无线扩展频谱通信技术确定列车在线路中的位置借鉴了军用定位技术。利用车站、轨旁和列车上的扩频电台; 一方面通过这些电台在列车与轨旁控制室之间传递安全信息， 另一方面也利用它们对列车进行定位。轨旁电台的位置是固定不变的， 并经过精确测量。所有的电台都由同步时钟精确同步。轨旁计算机或车载计算机利用不同电台传输信息的时间延时可以精确计算出列车的位置。
图7 AA TC 系统框图图7 为基于无线扩频通信的列车定位系统原理图。
由分布的电台构成无线通信网， 多数情况下， 站间可以被无线电可靠地覆盖， 而且有冗余。这种冗余是一种自愈式的结构， 当其中一个电台故障时， 系统可以重新组织， 并自动报告故障电台位置或编号， 不会影响通信和对列车的控制。通常一个电台的信息会有两个甚至三个电台接收， 扩展频谱技术最初是为军事应用设计的， 具备在恶劣电磁环境下可靠传输的能力。每隔0. 5s 可对每辆列车的位置进行检测， 对列车定位的精度可达±5m。
3 车载列车定位技术
车载定位设备主要采用安全型编码里程计。编码里程计通过编码盘与轮轴耦合， 驱动一个或多个装在编码盘四周的光电传感器。这些传感器产生一个和速度成比例的脉冲序列， 车载设备通过采样电路得到列车运行的速度和距离。图8 是编码里程仪测距原理图。
图8 编码里程仪测距原理
列车车轮运动一周， 编码里程计输出64 个或128 个脉冲。列车车轮运动一周， 编码里程计输出的脉冲数越多， 测速和?或测距精度越高。
列车运动速度= 单位时间内编码里程计输出的脉冲数× (Π5 编码里程计每周输出的脉冲数) 列车运动距离= 编码里程计输出的脉冲数× (Π5 编码里程计每周输出的脉冲数) 式中5 为列车车轮的直径。由于列车周而复始地运动， 车轮轮径不断磨损， 目前城市轨道交通系统中允许列车车轮的轮径范围为840mm～ 770mm ， 因此(是个变量， 要定期或不定期地进行修正。
利用车载编码里程计确定列车运行的距离还需要考虑列车运动过程中车轮的空转和打滑。实际工程应用中， 可以采用信标、轨道电路分界点、电缆环线等手段传送给列车绝对位置标识， 这些标识在线路中的位置是固定不变的， 并经过精确测量。车载设备接收到这些标识后， 对车载里程计的测距误差进行修正。通常车载里程计只给出列车对应地面某个标识的相对距离， 保证列车在线路中运行时， 车载定位设备的距离测量不会有大的积累误差。
4 结束语
利用各种技术手段确定列车在线路中的位置、对列车进行精确定位的目的是对线路中所有的列车进行统一管理， 确保各列车之间安全运行的最小间隔， 保证列车运行的安全; 同时， 通过统一的调度和管理， 保证线路中运营列车的均匀分布。本文介绍的各种定位技术在城市轨道系统中均有成功应用的实例， 具体系统中采用何种定位技术， 取决于对线路运输能力的要求。通常， 城市轨道交通系统中需要综合运用多种定位技术。如广州地铁一号线， 正线上采用数字轨道电路， 车站加装精确同步环线， 利用车载编码里程仪经过轨道电路和环线的同步后的距离数据， 实现列车的自动驾驶。
除了本文介绍的各种列车定位方法， 还有其它各种列车定位技术， 如采用雷达测速、测距的定位方法， 采用计轴设备确定列车位置的技术， 大铁路上还可以采用GPS 、GM S2R 等技术对列车进行定位， GSM 2R 是国际铁路联盟(U IC) 和欧洲电信标准协会(ET S I) 为欧洲新一代铁路开发的无线移动通信技术标准。随着计算机技术和通信技术的发展， 相信将有越来越多技术含量更高的先进列车定位技术问世。
参 考 文 献
1 吴汶麒主编. 城市轨道交通信号与通信系统. 中国铁道出版社， 1999
