地铁信息系统无线通信应用研究

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摘要：结合地下铁路数据数据通信的特征对地下铁路信息系统（PIS）实际应用和PIS系统关于搭载无线网络的安全以及结构问题进行深入讨论，通过应用分析得出结论无线数据通信应用在PIS系统中不仅应用可靠而且可以大幅度降低成本。

关键词：地铁；信息系统；无线通信

1乘客信息系统概述

十二五时期，中国的主要城市轨道交通网络得到了很大发展，尤其是地下铁路区间远距离数据通信技术逐渐成熟，乘客信息系统（简称PIS）作为地下铁路数据通信的重要组成部分之一，逐渐走入了人们的身边。PIS简单来说是凭借电子微处理器数据终端网络，通过各种数据传输网络以及无线数据通信等日渐成熟的技术，在车站的屏幕以及地下铁路的车载屏幕上同步将信息数据服务发送给乘客的复杂系统。不仅能同步向地下铁路列车的客户传递到站提醒、换乘提示、导航等各种与提高乘车效率有关的数据信息，甚至还能播放一些人们感兴趣的每日新闻、天气状况、财经娱乐等资讯类消息。假设当发生无法预料的突发事件时，还可通过取消常规信息播报，改换一些具有特殊时效意义的救灾、安防信息，以指导乘客紧急躲避危险。

2PIS无线局域网技术的运用

2.1无线局域网的结构

PIS的主要功能是实现车、地站点之间的信息通信互换。同轴漏泄电缆的使用可以解决信号传输弱的问题，但是，因为同轴泄露电缆成本高，传送带宽受到的限制因素多，数据传输线缆中的数字信号特别容易和移动终端信号相互之间产生干扰。因此，目前先进的解决信息干扰的方法是采用单点独立天线的方式，在PIS系统中使用无线局域网解决列车高速运行所造成的信号传输弱的困扰[1]。

2.2无线局域网的安全性

1）无线链路的安全问题。地下铁路数据通信主要采用的是高速无线传输信号波段扩频的技术，因为这项技术可以最大程度降低发射信号的功率谱密度，普通用户是很难收到传输信号的，这为网络系统的安全提供了巨大的保障。

2）无线信道安全。地下铁路数据通信现阶段已经采取最新的保密信道加密算法，这种加密算法既能够为数据通信提供完整性的数据服务，同时还可以为无线信道加密。此外，由于有效保密等效算法的保密效果极佳，不仅可以对硬件进行加密，而且在无线网络服务中还可通过动态随机配置WEP密匙，实现为用户加密的需求。

3）用户之间的二层隔离。为了最大程度上克服用户之间的不信任，实践中采用的是二层隔离技术，这项技术可以实现通过无线方式接入的不同终端用户之间的安全数据通信。

2.3车载组网方式及传输应用

列车所处的外界环境极为复杂，因此在飞速行驶的地下铁路上，信息传输有时会出现丢包问题，也就是控制中心的各种信息无法完整且稳定地传输到列车装配的无线接收器上。但基于无线数据通信技术设计的车载组网，能够最大幅度地增强性能，并通过搭载远距离视频所需要的设备，顺利实现控制中心工作人员与列车司机之间的视频、音频实时传输，从而提升双方沟通的稳定性。

3无线数据通信地下铁路乘客信息系统面对的重点课题

3.1服务质量（QoS）技术

数据承载网的QoS性能与PIS系统的数据传输连贯与否密不可分。PIS系统的有线网络千兆骨干网带宽完全有能力应对PIS数据传输业务，这样QoS最终决定了PIS性能表现的关键。QoS的传递原则是在首个报文发送完毕后，等待DIFS的时间间隔，之后才允许终端使用用户争取时间片进行发送。技术人员最终实现了修改视频数据的报文为SIFS或者PIFS这两种格式的方法，保障媒体视频的高质量。

3.2网络安全

因为在MAC这一层上，无线信息传输协议能够实现访问控制的功能以及加密的核心机制，在访问控制中，无线和有线网络具有了同样的安全性能。也就是说任何一个接入点都可以根据自己的实际要求完成依次编号工作。最终密钥成为每一个收发数据的终端以及接入点实现加密的重要工具[2]。

3.3信号干扰

在地下铁路无线数据应用中，工作人员为了做到车载客户终端的无间隙漫游，所有的AP所覆盖范围都要有重叠，但是重叠范围内的无线信号一旦出现频道也重叠的状况，就必然会带来冲突，从而破坏网络传输速率，因此，相邻AP一般都是采取不重叠频道的方式来避免干扰。根据已有的理论，为了消除干扰，同一频段情况下需要采用不同的调制方式进行数据通信。但在实际工作中，对于此项指标的要求非常严格，否则就很难避免相互之间的影响。

4结语

在十三五期间，我国城市轨道交通网络建设将会得到更大的推动，地下铁路行业也必然要大步走入快速路。作为重要的辅助配套设施，地下铁路PIS对无线数据传输质量要求也在跨越式提升，无线数据通信技术的应用也终将会变得越来越普遍，无线数据通信的技术在应用中逐步实现，PIS系统在地下铁路运输行业中广泛使用,提高了列车与站点之间的数据传输质量。为了跟上这个重要的发展窗口期，不错过这个发展的机遇，科学技术人才必须通过辛勤的努力，不断提高理论研究水平和装配技术能力，为地下铁路建设提供强大稳定的技术保证，从而提升人们的生活水平，为中国在新常态下的经济发展提供强有力的创新支持。

参考文献

[1]张颖.乘客信息系统在轨道交通中的应用及发展[J].铁道勘测与设计,2010(4):88-90.

[2]阚庭明.城市轨道交通乘客信息系统技术发展趋势探讨[J].铁路计算机应用，2009(1):37-39.

作者：胡星煜 单位：苏州轨道交通集团有限公司