无线局域网在城市轨道交通应用中的几点思考

公茂进

随着国民经济的快速增长,城市轨道交通的建设已经在祖国大地蓬勃发展。伴随着无线局域网(WLAN)技术的成熟和发展,其应用日益广泛。为了提高城市轨道交通的信息化水平,WLAN广泛用于城市轨道交通的列车控制、旅客信息服务等各个领域。

1 轨道交通中无线局域网的组成

WLAN主要有 2种拓扑结构,即自组织网络(也就是对等网络,常称 Ad-Hoc网络)和基础结构网络(Infrastructure Network)。轨道交通中无线局域网络主要采用后者。在 Infrastructure模式中,无线网络至少包括一个连接到有线网络上的 AP,这样的结构单元称为一个基本服务集 BSS(Basic Service Set),2个及以上 BSS组成的单独子网成为扩展服务集 ESS(Extended Service Set)。多个 AP通过有线网络连接成统一的网络平台,为轨道交通上层应用系统提供有线到无线的传输通道,是车载相关设备与地面、控制中心信息交互的重要手段。

2 无线局域网在轨道交通中的应用及特点

目前,WLAN在轨道交通中的应用主要有:信号DCS(Data Communication System)系统车-地传输、PIS(Passenger Information System)系 统 的 车 -地 传递、车载闭路电视监控(CCTV)系统。

2.1 信号系统对无线局域网需求的特点

无线局域网为信号系统的冗余骨干网、车载ATP/ATO和轨旁 ATP/ATO提供可靠的连续通信服务。

1.高可靠。因为信号系统用 WLAN传输控制信息,关系到行车安全,因此要求高可靠性。高可靠性体现在 WLAN传输系统的低误码和可用性指标高,同时要求信号 WLAN系统不应受到其他系统的干扰。

下班之后，偶尔她会来我这边坐坐，或一起做饭。她的厨艺很好，做得菜很合我的胃口，我们一起聊天，聊得最多的是上学时候的事情，她说她的，我说我的，虽没有一起经历过，却也能聊得很开心。我也会去她那边，偶尔还会用她新买的浴缸泡个澡。那段时间，心情明朗了许多。一个人生活是一种乐趣，多了一个可以一起聊天吃饭的朋友，生活便有了另一种乐趣。

2.不间断。由于采用 WLAN的信号系统,多数用于移动闭塞或者准移动闭塞,列车要求在移动状态下实时与地面进行通信,满足信号系统车-地通信连贯性的要求,因此信号系统对 WLAN要求是通信不间断。

1.频段的统筹分配。轨道交通中,WLAN的应用较多,而频率资源相对有限。众所周知,在我国能够利用的 2.4 GHz频段 WLAN系统可以利用的独立非相互干扰信道只有 3个。为了保证各系统的正常工作,需要对频率 2.4 GHz和 5.8GHz统筹分配,以减少各系统间的干扰。一般考虑为:信号系统频率采用 2.4GHz,如单独上 PIS时,采用 2.4 GHz;但PIS与车载 CCTV同时建设时,PIS和车载 CCTV频率分别采用 2.4GHz和 5.8GHz。

2.2 PIS和 CCTV系统对无线局域网需求的特点

1.传输带宽。未来保证传输带宽,需要采用相对密集的 AP布置点,有条件的共用信号系统波导管。采用空间波覆盖时,应充分利用 WLAN的分集增益。

2.采用同频网络。为了减少切换时间,并结合轨道交通的线路现状覆盖的特点,轨道交通中WLAN建设宜采用同频网络。即每个系统不同 AP采用相同频点。

1.高带宽。为了保证移动视频系统的图像清晰度和实时性质量,视频信号在传输过程带宽要足够高,一般每路信号净带宽不小于 2～4 Mb/s。

2.低延时。视频的实时性要求有严格的端到端时延要求,这就需要移动视频无线传输环节的延时要低。

3.无缝覆盖及平滑漫游。为了保证在移动的情况下图像能够连续实时,要求视频信号无线传输系统全程连续无缝覆盖,并能平滑漫游,以保证监视画面的流畅。

3 工程应用中的几点思考

根据无线局域网的固有特点,对不同系统的无线局域网的工程建设进行分析和提出建议。

从单因子污染指数法评价结果可以看出，28份荸荠土壤中锌、铜和铬的污染指数均小于1，表明研究区荸荠土壤目前未受到锌、铜和铬元素的污染。从潜在生态风险评价结果来看，锌、铜和铬3种重金属均处于轻微的潜在生态风险水平，其潜在生态危害指数平均值分别为 1.11、2.25 和 0.28，潜在生态危害由强至弱为Cu＞Zn＞Cr。总体上看锌、铜和铬还处于一个较低含量水平，污染风险程度较低，基本符合荸荠安全种植的要求。

高校可通过网站、讲座、招聘会、假期实习等多种形式为学生提供全方位的就业信息和渠道。同时，高校还应根据就业信息为大学生开展职业素养专题培训，以增强大学生的就业适应能力。

3.1 轨道交通无线局域网建设的统筹思考

3.数据量不大。信号系统传输的数据量不大,传输速率一般在 kb/s以下,但要求时延有保证。以满足信号系统信息传输的实时性。

这样的预警确实很有必要，但面对凶猛的“培训贷”，似乎不能光靠大学生谨慎。一边是找工作的巨大压力，一边是各种美好的诱惑，初出校门的大学生“入彀”并不奇怪。

对于收益一般的山东省沾化县、河北省黄骅市常规栽培区，考虑投入接受能力，可以在枣果进入幼果期时，施加品质较高、水溶性较好的复合肥。根据具体挂果量，施肥量一般控制在50 kg/株左右。可以在行间枣树滴水线处开宽20 cm左右、深10 cm左右的施肥沟，覆土施肥，然后灌一定量的水，促进复合肥溶解，快速发挥肥效。

3.信号独立建设。WLAN系统的传输带宽不能简单为了满足信号系统安全性和实时性要求,信号系统 WLAN宜单独建设。

人对于解释心理距离分为远和近，对于远心理距离，通常去解释最基础的东西（即用专业词汇作为背景且主题）；而对于近心理距离，人们会加入一些自己对于其的理解来解释，通过细节化、边缘化等来逐一阐述。

4.传输媒介及 AP点的布置。为了提高系统的可靠性,条件允许时优先采用波导管或者漏缆,作为传输媒介。如果采用空间波,在 AP点布置应考虑采用 LOS方式,并采用空间分集接收。信号系统采用波导管时,PIS和 CCTV可以共用波导管,如北京轨道交通首都机场线。

1.双网结构。为了满足信号系统的高可靠性,WLAN建设采用双层 AP的冗余布置,分别构成对应 DCS的红网和蓝网。

6.设备环境适应能力。为了保证系统的稳定性,应该根据环境情况严格选择满足环境要求的产品。目前区间 AP与车站交换机间一般采用光纤收发器进行连接。而传统的光纤收发器易成为整个网络的薄弱环节,在光纤收发器选择上不仅应考虑满足设备使用环境,同时还应考虑采用可网管型光纤收发器,以便能够像其他设备一样进行网管,提高整个系统的可靠性和可维护性。

3.2 信号系统中 W LAN的处理

5.WLAN的其他考虑。轨道交通每条线 AP点和移动用户数量不大,宜采用二层网络。为增加系统的可靠性和安全性,宜配置生成树协议,并采用有线端口认证和无线 MAC地址过滤等手段。

2.应用系统和传输系统统筹考虑。由于 WLAN无线系统不够可靠,用于信号系统时,需要在信号系统的应用层增加相应措施,避免下层 WLAN的不可靠带来的影响。

4.1.2 观察前后测数据表明，中学生游泳校本课程的学习有助于提升学生游泳自救与水上救助的能力，使蛙泳、着装游泳、踩水等技能有较大进步；仰浮、岸上抛浮板等技能也得到发展。

3.波导管的使用。在投资和安装位置允许的前提下,信号系统可以采用波导管作为传输介质。波导管可以在地面安装和隧道顶部安装。顶部安装时,在车站区域宜采用天线空间波覆盖。

3.3 PIS和 CCTV系统中 WLAN的处理

根据视频信号的传输特点,在 CCTV和 PIS系统中,WLAN建设应着重考虑以下问题。

WLAN在 PIS和 CCTV中分别用于地面→车载和车载→地面视频信息的传送,二者有着极为相似的特点。

2.切换时延。为了保证视频信号的实时性,在PCF机制的基础上采用认证机制,并充分考虑有线传输网络的MAC地址刷新速度应满足切换的要求。

3.4 AP的选用

轨道交通覆盖区域为链状区域,需要支持车载无线设备在多个 AP间快速切换的需要。具体 AP的选择及组网可考虑采用较新技术的“瘦 AP”。

3.4.1 “瘦 AP”和 “胖 AP”

传统的 AP将多种功能集为一身,如:物理层、链路层、用户数据加密、用户的认证、QoS、安全策略、用户的管理及其他应用层功能,这类 WLAN设备俗称为“胖 AP”。

对于高校层面来说，要将人才培养的规模扩张逐渐向优化人才培养结构方面转化，需要克服扩张规模的冲动，要根据自身学科的基础以及所具有的办学条件，充分结合当地的经济产业结构以及政府的人才规划来优化人才培养的结构，培养多样化、复合型的人才，这是值得深度思考以及认真研究去解决的课题。作为高校，首先要有这方面的整体考虑，作为思想基础，以后才有可能去采取措施来切实地保障优化结构的目标实现。

“胖 AP”的特点是配置灵活、安装简单、性价比高,但 AP之间相互独立,不适宜用户密度高、多个AP连续覆盖等环境复杂的场所。

将传统的“胖 AP”功能进行分离,采用集中控制型 AC+AP设备,通过集中控制器 AC和轻量级AP配合,实现“胖 AP”设备的功能。其中,轻量级AP只保留物理链路层和 MAC功能,提供可靠、高性能的射频管理,包括 802.11协议的无线连接;集中控制器 AC集中所有上层功能,包括安全、控制和管理等功能,与传统的 AP相比,轻量级 AP实现的功能大大减弱,俗称为“瘦 AP”。

3.4.2 “胖 、瘦 AP”的选择”

轨道交通领域为了提高 WLAN的切换速度,可以采用 AC+“瘦 AP”的模式,本质上是 DCF模式的发展和提高。具体组网时,为提高系统的兼容性,尽量采用同一厂商的 AC设备和 AP设备。

对双层钛合金波纹夹芯结构的低速落锤冲击性能进行试验研究，分析不同冲击速度下的峰值力、能量吸收状况和失效模式，最后对波纹夹芯结构进行落锤冲击有限元模拟，比较不同速度下的峰值力、能量转化、吸能效率以及波纹夹芯结构各部分的吸能和变形情况，并对比试验和有限元模拟结果。

4 结束语

随着轨道交通事业的蓬勃发展,WLAN技术的合理应用将会发挥更大作用。同时,随着新的无线传输技术的成熟和发展,新的技术势必将为城市轨道交通的发展做出更大贡献。

[1] 钟章队,赵红礼,吴昊,黄清.无线局域网[M].北京:科学出版社,2004.

[2] 张岚.WLAN中 QoS关键技术讨论[J].兰州交通大学学报(自然科学版).23(3).

[3] 朱小松,陈敏,余英林.H.26L视频在 WLAN上的实时编码与传输研究[J].电子与信息学报,26(6).

(责任编辑:诸 红)