地铁PIS系统车地无线技术分析

金宇明

（大连地铁运营有限公司，大连 116000）

伴随社会经济、科技发展以及人们对城市交通建设要求的提升，现有的地铁乘客信息服务系统（广播系统、列车运行信息牌等）已经无法满足乘客获取各类地铁信息的需要。而车地无线技术（宽带多媒体传输技术在地铁分布式数字播控网络中的应用）能够进一步满足乘客对地铁服务信息的需求，为乘客提供更多的信息服务，促进地铁稳定、安全运行。为此，文章就地铁PIS系统车地无线技术的开发与应用问题展开探究。

1 地铁PIS系统

地铁PIS系统是地铁乘客信息系统的简称，主要是利用地铁全线运营区安装的LCD/PDP显示屏、列车LCD显示屏等为乘客提供更为全面的服务信息，从而提高乘客对地铁的满意度，提升地铁总体运营水平。

地铁PIS系统主要由控制中心系统、地铁车站系统、车载系统、网络系统等共同组成，具体应用操作涵盖整个有线网络系统和无线网络系统。地铁PIS系统结构图具体如图1所示。

2 车地无线技术概述

2.1 内涵

车地无线技术是地铁PIS系统的重要组成，是地铁运营中央控制中心、地铁车站中心、移动列车三者进行通信联系的重要通道，通过应用这项技术能够实现不同运行状态列车和地铁上级中心的信息交互，从而为地铁运营中心人员的工作提供重要帮助，实现地铁运营高效管理，为乘客提供更为全面的信息服务。车地无线网络能够实现车地之间的实时信息交换功能，加强列车和乘客之间的信息传输，从而为车厢内的乘客提供电视直播信息等服务。

2.2 技术类型

2.2.1 无线局域网技术

无线局域网技术的应用会涉及802.11b、802.11a、802.11g、802.11n四个物理层面的标准内容。其中，802.11b相当于人们日常生活中的无线，工作频段在2.4GHz，能够实现对11Mbps速率的接入和共享；802.11a的工作频段在5GHz，能够实现对54Mbps速率的接入和共享；802.11g以OFDM技术为基本，工作频段在2.4GHz，可以和802.11b同时应用，但是接入的速率是802.11b的5倍；802.11n以OFDM技术为基本，工作频段在2.4GHz，可以实现对600Mb/s速率的接入和共享。

图1 地铁PIS系统结构图

2.2.2 LTE技术

LTE技术是在3G技术向4G技术过渡时出现的一种技术形式，在很大程度上强化了3G空中接入技术。在应用的时候，LTE技术具有很高的数据速率，能够实现数据信息的分组传递和应用，同时还能够实现和多种速率的兼容应用。随着科技的发展，LTE技术已经发展成为比较成熟的宽带无线技术形式，在社会各个领域得到了广泛的应用。

2.2.3 WiMax技术

WiMax技术的工作微波频段是10～66GHz，最快传递速率达到了75Mb/s，在应用的过程中能够实现小区切换、电信多媒体服务操作。但是应用这种技术亟待解决频谱问题，在无形中增加了设备的运行成本。

2.2.4 Me Will技术

Me Will技术是在IP分组协议基础上发展形成的一种全移动宽带无线接入系统。通过应用这种技术能够实现宽带数据信息和窄带语言之间的有效融合，从而为人们提供语音、通信、数据等多种通信服务。

3 地铁PIS系统车地无线技术应用中存在的问题和相应解决方案

3.1 AP设备的连接和切换问题和解决方案

3.1.1 问题

将无线网络应用在校园网和办公局域网中能够实现客户终端的有效连接，但是将其应用到地铁中则无法有效发挥作用。这是因为，应用到地铁PIS系统中的无线网络无法实现信息的实时传递，在很大程度上降低了信息传播速度和效率，甚至还会出现信息重复传递的问题。

3.1.2 解决方案

针对地铁PIS系统无线网络的应用问题，可以通过建立初始AP连接的形式来解决，即在地铁上通过扫描周围的AP1、AP2等设备覆盖的信号，并将传输质量好的APn作为AP网络安全连接。同时，还需要加强对AP设备的维护，在应用上一个AP设备的时候做好维护下一个AP设备的准备。在地铁行驶之前，通过公式计算和绘制出“预建立AP表”。在AP和AP2形成“预建立AP表”的时候，AP2就会具备数据信息的传输能力。这个时候还没有充分应用AP2传输数据，而是通过特定包来维护信道，应用的是原来的AP1传输数据。在重传次数增加、数据传输速率降低的情况下，可以应用AP切换机制来实现AP设备和AP2的连接，并实现对相应操作窗口的创新。

3.2 无线技术抗干扰问题和解决方案

3.2.1 问题

地铁在进行信号通信的时候，地铁周围还存在一些其他信号。地铁信号在应用的过程中很容易受到这些信号的干扰，影响了地铁通信。

3.2.2 解决方案

第一，双频支持技术。通过双频支持技术的应用能够在一定程度上避免各个信号之间的相互干扰，提升地铁信号的安全性和可靠性。第二，异频信道安排。通过异频信道的安排能够减少同频信号之间的相互干扰。比如相邻轨道的节点AP可以应用不同的信道进行操作，地铁上的客户端就能实现对不同信道的交替扫描，由此节省扫描时间，提升信道的性能。第三，应用带冲突载波侦听拥有多个地址的协议。通过带冲突载波侦听拥有多个地址的协议能够将各个交叠频道之间的干扰降到最低，保证数据包信息的有序接收和应用。第四，约束信噪比。在一般情况下，在约束信噪比不超过6dB的时候，会因为信号干扰加重信道阻塞的问题。因此，为了保证乘客信息系统有效接收信号，需要将约束信噪比控制在一定的数值范围内。

4 结语

综上所述，地铁PIS系统车地无线技术的应用能够更好满足客户对地铁服务的要求，伴随网络技术的发展，无线网络技术逐渐实现了和地铁PIS系统的无缝对接。但是在众多的无线网络技术中应该选择怎样的网络技术还需要相关人员进一步思考。通过思考，在保证技术可行的情况下，减少对相同频段信号的同时应用，减少信号之间的相互干扰，通过无线通信技术和地铁PIS系统多媒体信息进行实时交流，从而为乘客提供更全面、更多层次的服务，进一步提升地铁运营水平。

[1]李佳祎，黄纯昉.地铁PIS系统车地无线技术的探讨[J].铁道工程学报，2009，26（4）：104-107，112.

[2]赵广秀.地铁乘客信息系统车地通信技术研究[J].北方交通，2013，（5）：91-94.

[3]周基莲，张宝林.地铁PIS无线WiFi干扰测试[J].信息通信，2016，（4）：246-247.

[4]彭耿林.地铁PIS系统中WLAN技术与应用[J].技术与市场，2012，19（3）：37-38.

[5]温章.地铁PIS系统车地无线网络应用分析[J].技术与市场，2012，19（4）：47-48.

[6]谢卫华.地铁PIS系统中无线局域网技术的应用分析[J].中国新通信，2015，17（20）：52-53.