LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用

盛秋怡

摘 要：所谓的城市轨道交通信号系统，主要由地面控制中心与车载信号系统两部分组建而成。城市轨道交通信号系统在上述两部分系统功能的作用下，可以实现对列车运行过程的实时指挥以及自动化管理，确保列车运行质量安全的同时提高列车运行效率。目前，为进一步加强城市轨道交通信号系统的运行功能，行业内部人员主张利用LTE技术实现对城市轨道交通信号系统的优化处理。针对于此，本文主要对LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用问题进行总结归纳。

关键词：LTE技术;城市轨道交通;信息系统;应用

中图分类号：TN929.5;U231.7 文献标识码：A

0 前言

结合当前城市轨道交通系统运行情况来看，多数系统主要由CBTC系统构成。列车通过轨道运行过程中，在该系统中置的支持作用下，旁轨设备与车载设备之间可以满足双向信息交互特点，规避以往列车轨道运行信息传送效率低以及传送质量不高的問题。最重要的是，基于CBTC的城市轨道交通系统在一定程度上兼具自动监控以及自动防护功能，可与地面控制中心之间进行联网处理，实现对关键数据信息的传输与分析。而LTE技术主要利用扁平化网络结构，实现对移动信息的指令发送、信息数据的交换处理，可进一步为城市轨道交通信息系统的安全运行提供良好技术保障。

1 城市轨道交通信号系统应用现状及问题分析

城市轨道交通信号系统在运行过程中主要以CBTC系统为控制原理。所谓的CBTC系统控制原理主要是指列车在通过轨道的过程中，可以促使旁轨设备与车载设备实现信息交互过程。其中，CBTC系统中的数据通讯系统基本上可以视为确保列车安全运行的关键内容。但是结合实际运行情况来看，CBTC系统在运行过程中会受到其他因素的干扰影响而出现系统运行失误或者信号传输效率不高的问题[1]。

举例而言，城市轨道交通信号系统早期应用的CBTC系统主要以非授权频段（2.4 GHz。）的无线局域网络技术为主。处于这一频段的设备系统在运行过程中容易受到外界因素的干扰，而频繁出现列车运行信号中断以及数据传输失败的问题。严重时，甚至会引发列车出现安全事故。结合近些年的发展情况来看，随着我国城市轨道交通信号系统的不断发展，城市轨道逐渐向郊区方向发展。

在这样的发展态势下，行业内部必须利用新兴技术手段，稳定提高列车信号数据传输质量。结合实际情况来看，虽现有的WLAN技术可确保列车运行时速提高，但是WLAN技术覆盖距离较小，且需要安装多个AP设备，其所涉及到的维护成本较高。针对于此，行业内部有必要研发更加安全稳定的无线通信技术进行应用。最好可以利用LTE技术为首的高效无线通信技术进行安全应用，以确保城市轨道交通信号系统得以稳定运行[2]。

2 LTE技术概述

LTE技术在一定程度上可以理解为所谓信号系统建立高效运行速率以及低时延特性的无线传输通道所应用的移动通信标准，可在一定范围内实现信号系统的多种功能运行。一般来说，LTE技术所采用的扁平化网络结构可以全权负责移动信息指令发送以及信息数据交换等工作任务，确保信号系统可以在稳定环境中高效运行。

其中，LTE技术的核心网主要由服务网关与移动管理两部分组建而成。在运行过程中主要由上述两部分进行相互作用实现安全运行过程。结合当前应用反馈情况来看，LTE技术在原有技术基础上引进多种先进技术内容，在一定程度上可以实现对终端高速移动以及网络扁平化运行的支持，具有较好的应用价值。

3 城市轨道交通信号系统中LTE技术的应用特点分析

3.1 抗干扰能力强

LTE技术在传输过程中所表现出的抗干扰能力较强。究其原因，主要是因为基于LTE技术的城市轨道交通信号系统运行期间所涉及到的每一组信息都会对应一个信号。也就是说，系统所对应的消息有确定的消息集。这样一来，可以规避以往无线通信技术存在的弊端问题。最重要的是，对于外界因素所造成的信号干扰问题，LTE技术也可以利用丢包重传功能，降低干扰影响。

3.2 灵活性程度高

LTE技术在运用过程中可以针对不同类型的产品进行安全使用。举例而言，LTE技术可以支持不同频段进行组网处理，同时还可以支持不同地区时差实现同步协议过程。可以说，LTE技术可以凭借自身的灵活性优势，应用于各类复杂环境当中。

3.3 维护成本低

LTE技术在传输介质的选择方面主要以漏泄同轴电缆为主要传输介质。与传统无线通信技术不同的是，系统通过使用LTE技术可减少轨道旁设备数量。最重要的是，LTE技术可利用扁平式网络构架组成无线网络体系，减少元件设备的应用，利于工作人员进行维护管理。

3.4 高速移动性

LTE技术在技术应用方面主要结合多普勒频偏纠正技术，初步解决了列车高速移动下无线信号所存在的不稳定问题。结合实践应用情况来看，LTE技术可有效支持350 km/h的移动速度。

4 LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用实践

LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用实践分析，主要可以从核心层、接入层、终端层三个方面进行研究与分析。

在核心层方面，LTE技术可以为城市轨道交通信号系统提供良好的数据传输功能。在具体应用过程中，LTE技术可以凭借自身的灵活性数据传输功能，加强 系统与核心层数据传输功能，在双向传输作用下安全可靠地实现数据信息传递过程。同时，LTE技术可利用自身的维护管理功能，对网络信息传输过程进行维护管理，避免出现信息传输失误问题。

在接入层方面，接入层在一定程度上可以实现列车与控制中心的有效连接以及轨道信息与列车的有效连接。在运行操作过程中，该系统可以利用LTE技术的抗干扰能力，对信息传输过程进行安全管理，减少信息数据传输效率低以及质量不高的问题。

在终端层方面，基本上可以视为核心层与接入层的汇总体现，可以对列车发起指示，确保列车可以按照指示要求进行运行操作。在运行管理过程中，终端层可以对各类数据进行妥善保存。并且对列车与地面控制中心涉及到的数据交换内容进行安全管理。与此同时，核心网设备可布置在线路控制中心当中，确保列车与信号系统之间可以实现互联，保障无线业务的安全性与畅通性。除此之外，LTE无线通信系统可与控制中心进行直接连接，并利用核心层与信号系统车载设备连接方式，确保系统可以获取实时信息，并根据实时信息反馈情况对列车当前运行情况进行明确掌握。一旦发现异常运行问题系统装置可及时定位信息来源位置，并采取针对性措施加以预防处理。

5 结论

总而言之，LTE技术在应用层面具备抗干扰能力强以及可靠性强的应用优势，可广泛适用于城市轨道交通信号系统安全使用当中。鉴于LTE技术的重要性，建议行业内部研究人员应该加强对LTE技术的研究力度，最好可以主动结合城市轨道交通信号系统的应用需求，重点针对LTE技术的应用要点以及发展趋势问题进行动态掌握，尽量从多个方面确保LTE技术可以在城市轨道交通信号系统中的应用效果。除此之外，为进一步提高城市轨道交通信号系统的安全运行水平，建议行业内部可积极借鉴国内外先进经验，对LTE技术的应用问题进行适当改进与优化，对我国城市轨道交通事业的可持续发展提供良好保障。相信在全体人员的不断努力下，LTE技术将会在城市轨道交通信号系统中得到更好的推广与运用。

参考文献：

[1]侯晓音.LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用[J].时代农机，2018，45（12）：207.

[2]许红珍.LTE技术在城市轨道交通信号系统中的应用[J].电子世界，2019（10）：153-154.