城市轨道交通无线通信系统设计研究

梁日雄

摘要：在我国的城市化进程加速之后，轨道交通在城市交通中发挥的作用越来越大。本文首先通过对城市轨道就城市无线通信系统进行了简要介绍，并对系统的就解决方案和社会经济效益进行了分析，最后对轨道交通各系统的功能需求进行了阐述。

关键词：城市轨道交通：无线通信系统：设计

前言

在我国的大多数大中型城市，城轨可有效减轻城市交通的压力，车地无线通信系统为提高轨道交通运输效率起到了决定性的作用。在无线通信科技飞速发展的今天，城市轨道交通系统中将会融合多种无线通信技术发挥重要的作用。随着系统建设复杂化，无线通信投资金额数目也会逐渐增加，各系统的资源共享受到影响。

1.目前城市轨道交通无线系统现状

在城市轨道交通飞速发展的今天，城市轨道交通中的应用对无线系统的要求也随着提高了。但是，因为技术和历史多方面的原因，国内的城市轨道交通无线通信系统普遍规划不佳。城市轨道交通的无线通信系统一般分为两种，一种是无线通信系统，另一种就是公共无线通信系统。前者主要包括了这些系统：无线调度通信系统、公安无线、导乘信息及視频监控车-地无线传输等系统。从现在的轨道交通对于通信的实际需求的角度来看，TETRA系统属于第2代移动通信系统的技术，因为其带宽不足，传输宽带数据容量有限，难以实现移动电视、视频监控等宽带数据应用。有一些宽带接入技术，比如wLAN技术，存在效率不高的缺陷，从而很难为用户提供质量可靠的语音功能。目前，就实际需求来看，现有的宽带接入技术发展成为一个完整通用的无线通信系统的难度是比较大的。因此，怎样在稳定发展的基础之上为城市轨道交通无线通信系统提供更高质量的宽带数据业务成为下一个目标。

2.系统解决方案及其社会经济效益

旧有的城市轨道交通通信建设中的无线调度通信、数字调度、公众移动通信等都是相互独立状态的，其各自有各自的系统，容易出现重复建设而导致资源浪费的现象发生。在城市轨道交通中的新一代无线通信系统可建立一个将多种无线技术融合在一起的多通道综合通信平台，借助这个平台，辅以IP技术和TETRA系统，可达到集群调度的目的。图1华为城市轨道交通无线集群调度解决方案。

在最新的4G技术的支持下，为专业用户提供的数据带宽更宽，客户体验更好。除外，该无线通信系统实现的无线通信系统更加稳定和可靠，可为用户带来更大容量和更可靠的数据通信功能，甚至可以通过轨道交通看电视直播、紧急报警、视频监控等功能，这样就不仅可以满足人们出现的娱乐需求，还能满足人们的安全需要。该系统还能整合无线资源平台，将频谱效率提高，如此就能有效预防系统之间的干扰现象的发生。在工程建设方面，在新一代城市轨道交通通信系统的建设中，基站数量不必像以前那么多，漏缆重复建设率降低。不仅可以降低设备的投资金额，还能大幅度减少施工费用。

3.轨道交通各系统设计的功能需求

3.1专用无线调度系统

通过专用无线调度的使用，可对轨道交通固定用户与移动用户之间的数据信息和视频信息等进行传输及交换。专用无线调度主要包括三大部分：行车调度、维修调度、环控调度等部分。如果TD-LTE小区产生并发10路无线通话，根据每路呼叫带宽需要达到速度32 Kbit/s，10路并发可达320Kbit/s。与此同时，在同一个小区内配备视频通话1-2路，传输带宽升级为384Kbit/s。

3.2乘客信息系统

PIS车地无线通信的功能是由控制中心给运营车辆发送信息和视频，为车辆通行提供服务。当列车处于正常运行状态时，每列车可接收1路高清晰数字视频信息，视频编码采用MPEG-2、MPEG-4或H.264格式，每路占用带宽区间为[4，6]Mbit/s。

3.3列车视频监视

列车视频监视业务为上行车辆服务，把运营车辆将列车内实时视频监控图像传输至控制中心。当列车处于正常运行状态时，轨道交通内的工作人员通过视频监控设施对列车内的事实状况进行监控，采集图像。通常情况下，在每一节车厢内，可安装两台摄像机。在列车的首部和尾部分别安装一台摄像机。6辆编组列车共14路视监视频信息，控制中心根据需要可实时随意调看其中2-4路图像，每列车通过无线系统将图像信息上传至车站，再经主干网络传到控制中心。按每路视频图像占带宽1.5 Mbit/s考虑，视频业务需要6Mbit/s以上带宽。

3.4信号系统

车地通信信号系统的车地通信不仅能为乘客提供安全保障，还能使列车实现高效率运转。信号系统具有一些特征：安全性高、可靠性强、自动化程度较高等，车地通信一般采用CBTC业务，该系统使用的带宽可达到100Kbit/s。

4.小结

城市轨道交通无线通信系统将语音、视频等多业务融合在一起，当用户需求不断增加，专网通信由窄带、独立设置的无线通信向着各业务融合一体的宽带无线通信网发展。在城市轨道交通车地无线平台中，使用TD-LTE技术方案是一种比较靠谱的方案，可作为未来发展的参考。与此同时，为使轨道交通无线通信更加安全和可靠，TD-LTE技术方案需尽早进行专用无线频段的申请，这样才能更好地方便业务的实施和开展。