通信技术在城市轨道中的应用

刘藜

摘 要：随着城市人口的急剧增加，城市交通交通运输压力也逐渐凸显。越来越多的城市选择轨道交通成为支撑人们出行的首选。而轨道交通由于它自身运输量大、速度快等特性，形成庞大而完整的系统。在轨道交通系统中的关键即通信技术的应用，本文针对城市轨道交通通信技术发展难度大、速度慢的现状，进行详细探讨。给出了城市轨道交通通信系统的总体结构，详细设计了该系统的传输框架和通信接口。

关键词：通信技术；SDH；MIMO

随着我国国民经济持续稳定向前发展，工业化进程加快，致使我国城市化速度不断加速，城市规模急剧扩张，人口飞速增加。居民出行频繁导致客运需求急剧增长。发展城市轨道交通不仅能有效改善城市的交通环境，而且还有助于城市建设和经济的发展。为了保证建成后的轨道交通能安全、高效的运营，就必须建立可靠的、易扩充的、独立的通信网，传输和处理轨道交通运营所需的各种信息。本论文重点结合最新通信技术的发展，详细分析研究通信技术在城市轨道交通发展中的技术应用，以期从中能够找到有效可靠的城市轨道交通中的通信技术应用方式，并以此和广大同行分享。

一、城市轨道交通通信系统关键技术分析

1.通信系统传输框架设计

传输系统组成2SG的MSTP保护环路，将ZM业务与10M/100M业务的总线型或点对点的传输通道提供给各个车站与控制中心之间及各个车站之间。通过这几种传输通道洛个子系统可以连接车站设备和中心设备将整个系统的功能进行充分发挥。利用远端模块与控制中心的中心交换机进行连接并进行交换使公务电话系统中的每个车站的模拟及数字电话互通功能进行有效实现在连接中心交换与市话后，就可以对公务电话外线业务加以实现。专用电话系统的应用目的就是由中心的各个调度台向各站直接发出调度指令来实现控制中心和车站的语音调度通信功能。视频监控系统可以将二级控制网络在车站控制中心得以实现在对车站的某一路监控图像发起调用时河以通过车站或控制中心公安控制中心的控制键盘来进行操作并将其向控制中心及车控室里的显示屏进行有效传递。为对中心及车站实行二级控制可以采用广播系统河以从广播控制台进行紧急广播的发送，与此同时，为对车辆的运行信息进行充分掌握广播系统还可以依据中心接收到的ATS指令对其列车行驶情况进行剖析，自动播放列车到站或离站的信息。

2.设计通信接口

通信传输系统作为轨道交通中必不可少的组成部分，信息传输系统需要满足能够充分掌握通信发展方向和为轨道交通安全性能保驾护航的两大要求。基于轨道交通中的通信业务极为复杂多样，通信接口作为通信传输系统中连接工具就显得尤为重要。如何设计通信接口，将直接影响到通信传输系统的运行、轨道交通的安全等等方面。因此，为保证城市轨道交通良好运行的要求，要求随时对通信技术进行更新处理。通讯传输系统最好的选择是目前较为成熟的IPoverSDH，SDH传输系统具备诸多优点，比如稳定可靠、通讯灵活、适用性强，不过SDH对多点与单点之间传送信息效果方面还是差强人意。为了弥补传送效果差的问题，技术人员可以采用PI技术，利用PI技术的优点对此缺陷进行有效的弥补，综合两种技术实现技术互补，因为可以利用其它技术进行缺陷弥补，且技术本身又有着诸多优点，IPoverSDH技术已经逐渐成为城市轨道交通中通讯系统的首选技术方案。具体来说，SDH传输技术中的SDH传输网的基础构成单位是一个一个的网络单元，通过光纤、卫星信号或者微波进行信息的同步接受和传输，网络单元的基础功能就是能够接受、传输、交换信息，通过各网络单元形成传输网，达到传送信息的目的，是一种可以进行网络统一管理的信息传输网。SDH通讯技术以很好的完成科学管理城市轨道交通网络的要求，除此之外还能够完成动态网络的维护工作、业务工作的实时监控等功能，有效提高网络资源的有效利用率，最大化地满足城市轨道交通中队通讯传输的要求。由此可见，只有真正提供城市轨道交通中的通讯水平，利用先进性的通讯技术、通讯网络，才能够加倍做好通讯网络传输系统，更好的服务于城市轨道交通运行，更好的服务城市市民的生产生活。在SDH技术的实践应用过程中，利用此种技术可以满足多种业务信息同时传输的要求，利用传输网、传输通道将各个车站、停车场的信息向其他站点或者控制中心传输，或者将控制中心的信息传输至各个车站、停车场，实现信息的及时传送和转接。

二、城市轨道交通下一代无线通信系统关键技术研究

下一代城市轨道交通无线网络通信系统的实现，依赖于下列关键技术：大容量快速宽带技术、数字语音集群通信技术、信道切换优化技术、集散式基站及载波复用聚合技术等。这些技术有着各自的特点和要求，而这些技术最终融合于正交频分多址技术。正交频分多址技术有时又称为分离复频变调技术具备高速率资料传输的能力，加上能有效对抗频率选择性衰减通道，每个用户可以使用各自的载波，通过不同频率正交方式来区别每个不同用户。其基本思路是把一高速资料串行分割成数个低速资料串行，并将这数个低速串行同时调制在数个彼此相互正交载波上传送。

三、多输入多输出（MIMO）技术

多输入多输出技术（MIMO）是一种新型的移动通信关键技术。这种技术可在不提升网络负担的情况下成倍的提高通信系统的带宽容量和频谱利用率。MIMO技术包括空间复用、空分多址、预编码以及开环发射分集。MIMO技术将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行优化，比较接近最优的空域时域联合的分集和干扰对消处理。MIMO技术目前最基本的配置是采用下行双发双收的2×2天线配置和上行单发双收的1×2天线配置，高端配置则是下行链路MIMO和天线分集支持四发四收的4×4天线配置或者四发双收的4×2天线配置。当前MIMO技术已经广泛的用在LTE等宽带技术中，日趋成熟，在未来城市轨道交通的通信中也会起着巨大的作用。

四、结语

本文主要研究了城市轨道交通通信系统的设计与实现的相关问题，通过结合城市轨道交通通信工程的特点，对城市轨道交通通信系统进行了设计与实现，详细探讨了城市轨道交通通信系统的应用，对于进一步提高通信技术在城市轨道交通中的应用水平，以及提高我国城铁运输通信系统的规范化管理，都具有较好的实用价值和指导意义。