城市轨道交通无线通信技术应用

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【摘要】在新时代背景下，城市轨道交通成为城市交通体系中尤为重要的组成部分，是人们出行的主要方式。城市轨道交通在缓解城市交通堵塞问题、提高人们出行效率方面发挥着重要的作用，所以目前城市轨道交通建设工程也在不断增多。城市轨道交通建设工程主要为地下工程，这就对通信系统的建设提出了更高的要求。为了提高城市轨道交通建设水平，就必须加强对通信系统建设的重视，而无线通信技术在保证轨道交通通信质量和效率方面就发挥着重要的作用。本文就现代城市轨道交通无线通信技术的应用进行详细分析。

【关键词】轨道交通；城市；无线通信技术；应用；措施

引言

现代城市交通建设中，轨道交通建设是尤为重要的内容，这是因为轨道交通具有用地省、运能大、运行时间稳定的特点，对促进城市发展、交通发展都具有重要的意义。但是轨道交通在建设过程中也具有一定的局限性，比如城市轨道交通的地下空间较为狭小、紧张，所以不利于各类通信电缆的敷设。而通信系统对轨道交通建设而言尤为重要，其直接关系到轨道交通的运行和安全。基于此，就需要根据城市轨道交通的特点和需求，加强对通信系统建设方面的研究。无线通信技术是利用电磁波信号进行信息传播、交换的一种通信方式，其传播不受通信电缆敷设的限制，所以可以解决城市轨道交通通信系统建设的问题。而分析现代城市轨道交通无线通信技术与应用也显得十分重要。

1现代城市轨道交通对通信系统的要求

现代城市轨道交通堵通信系统的要求较高，其不仅要满足轨道交通的安全稳定运行需求，同时还需要满足乘客对通信的多样化需求。所以现代城市轨道交通通信系统必须要达到相应的要求，比如无线网络系统的覆盖面要更广，要实现全覆盖；车载通信系统单元要与控制基站相联系并授权，以此确保系统信息的交流稳定性；基本的通信要保障信息的及时性和双向信息通信的稳定性等[1]。另外，城市轨道交通通信系统中还需要包括PIS系统，以此来为乘客提供媒体服务，如视频播放、广播广告等。基于此，在城市轨道交通建设中，如图1所示，加强对通信系统的建设就显得十分重要。

2现代城市轨道交通无线通信技术与应用措施

2.1Zigbee技术及应用措施

Zigbee技术也成为紫峰协议，是基于IEEE802.15.4标准的一种无线通信技术，其具有短距离、低功耗、低数据速率、自组织的特点，目前在各种工业现场的遥测遥控领域中都有着广泛的应用，且发挥着重要的作用。Zigbee在室内可以达到30~50m的作用距离，如在室外空旷地带，其作用距离可以达到400m[2]。基于Zigbee技术低功耗、低成本、低速率、远距离的特点，也可以加强其在城市轨道交通无线通信系统中的应用。城市轨道交通备用系统电池状态的监测对地铁供电系统的运行起到了至关重要的作用，但是地铁备电系统电池组数量较多，如果每个电池采用专用电缆的方式进行通信，则会造成较大的成本，而通过应用Zigbee技术就可以有效解决这些问题。在具体应用过程中，可以在每个被检测电池组及测量端子处安装Zigbee终端模块，通过自组网方案，以一定数量的终端模块作为群组，向中继Zigbee传输检测数据，最终将传输的监测数据上传至检测系统微机管理系统中，就可以对备电系统电池状态进行有效监测，进而为地铁供电系统的可靠运行提供保障。

2.2WiFi技术及应用措施

目前在生活生产中，WiFi技术都属于一种非常常见的无线通信技术，其在通信方面具有较高的灵活性和可靠性，可以满足人们多样化的通信需求。作为一种高效可靠的无线通信技术，其也可以在城市轨道交通无线通信系统中发挥作用和价值。但是在WiFi技术应用于城市轨道交通无线通信系统实践中也发现了一些问题，WiFi技术与列车移动电视、信号系统CBTC、PIDS乘客信息系统的同在2.5GHz频段，所以会产生一定的干扰。对此，就需要在WiFi技术应用过程中采取一定的措施来保证无线通信质量和效率。比如在WiFi技术应用过程中，为了保证城市轨道交通通信的稳定性和可靠性，可以将WiFi频段固定在5.8GHz，这对于减少干扰问题具有重要的作用[3]。在WiFi技术应用过程中，也可以应用PIDS和CBTC系统，这对于提高WiFi技术的整体应用可靠性也具有重要的作用。但是如果应用PIDS和CBTC系统，则需要对轨道交通系统进行较大的改造，所以这需要根据轨道交通系统的建设需求和现状慎重实施。为了更好地避免干扰问题，也可以对WiFi技术进行创新和完善，比如可以将WiFi与地铁的信号系统设置在不同的信道当中，以此来起到避免干扰的效果。

2.35G通信技术及应用措施

第五代移动通信技术是现代通信的前沿技术，如图2所示，5G通信技术的出现和应用，可以为城市轨道交通的无线通信系统带来技术上的革命，对提高城市轨道交通无线通信系统的整体水平具有重要的意义。比如基于5G移动通信技术的轨道交通无线通信系统，可以实现高达1Gbit/s的通信速率。MIMO大规模天线技术的应用，可以使得无线接入层的频谱效率和接入终端数量有10倍以上的提升，且通过引入MEC技术，还可以将业务“下沉”到车站接入网侧，为乘客带来零时延的体验[4]。作为新一代移动通信技术，其具有高可靠、低时延的特点，对解决目前城市轨道交通无线通信系统存在的时延长、故障频繁、干扰多的问题具有重要的作用。在5G通信技术具体应用中，可以利用LTE-A技术构建车地无线通信系统核心网络，LTE-A技术具有融合性高的特点，有利于构建高可靠、低延时的轨道交通无线通信系统。在5G通信技术具体应用中，还可以利用MIMO增强技术来实现接入层的大规模高密度的无线网络覆盖，MIMO增强技术的应用可以在很大程度上提高频率效率和系统容量[5]。不过目前对于5G通信技术的应用还处于研究和开发阶段，所以为了提高5G通信技术的应用水平，还需要结合轨道交通无线通信系统的需求和要求，加强对5G通信技术的研究，如图2所示。

3结束语

无线通信技术在现代城市轨道交通建设中发挥着重要的作用，其对保证轨道交通通信质量和效率、轨道交通安全运行，以及满足乘客对通信的需求和要求方面都具有重要的意义。所以在现代城市轨道交通建设过程中，要加强对无线通信技术应用的重视，对无线通信技术不断研究，发展更强、更稳、更经济的轨道交通无线通信技术，这对于促进城市交通发展、城市经济发展都具有重要的意义。

参考文献

[1]熊珂.浅谈无线通信技术在城市轨道交通通信业务中的应用[J].数字技术与应用，2019，37（10）：29-30.

[2]孙贇.城市轨道交通无线通信专网综合平台构建分析[J].信息通信，2019（5）：91-92.

[3]李俊亮.城市轨道交通中无线通信技术的应用研究[J].电子测试，2018（24）：128-129.

[4]邓宇殷.浅谈现代城市轨道交通无线通信技术及应用[J].通讯世界，2017（16）：26-27.

[5]黄辉.基于TDD-LTE技术的城市轨道交通车地无线通信网络化技术[J].城市轨道交通研究，2016，19（4）：29-33.

作者：孙飞 单位：重庆轨道交通（集团）有限公司