【安防知識網(wǎng)】隨著中國軌道交通建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展的階段，軌道交通的車地?zé)o線傳輸系統(tǒng)對移動性的要求也越來越高，本文則就這一部分目前最新的技術(shù)開發(fā)情況作簡要的介紹。
軌道交通具有運(yùn)量大、速度快、安全、準(zhǔn)點(diǎn)、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源和用地等特點(diǎn)。當(dāng)前，各國已普遍認(rèn)識到，解決交通問題的根本出路在于優(yōu)先發(fā)展以軌道交通為骨干的公共交通系統(tǒng)。
城市軌道交通和鐵路同屬于軌道交通的范疇。城市快速軌道交通包括地鐵、輕軌、有軌電車、磁懸浮列車等多種類型。因?yàn)橛熊夒娷嚭痛艖腋×熊囌际袌龅姆蓊~很少，所以一般泛指地鐵和輕軌。劃分兩者的依據(jù)是單向最大高峰小時(shí)客流量的大小：采用中等載客量車廂，能適應(yīng)遠(yuǎn)期單向最大高峰小時(shí)客流量1.5~3.0萬人次的稱為輕軌;采用大載客量車廂，能適應(yīng)遠(yuǎn)期單向最大高峰小時(shí)客流量為3.0~6.0萬人次的統(tǒng)稱為地鐵?！吨腥A人民共和國鐵路法》上所稱鐵路，包括國家鐵路、地方鐵路、專用鐵路和鐵路專用線。國際上根據(jù)鐵路線路允許運(yùn)行的最高時(shí)速進(jìn)行劃分：鐵路包括普通鐵路(100~160km/h)、快速鐵路(160~200km/h)和高速鐵路(既有線改造>200km/h;新建線>250km/h)。目前中國高鐵的最高時(shí)速接近400公里。隨著軌道交通進(jìn)入快速發(fā)展的階段，軌道交通的車地?zé)o線傳輸系統(tǒng)對移動性要求也越來越高。
無線傳輸技術(shù)
軌道交通無線傳輸技術(shù)，即無線通信技術(shù)， 分為民用無線通信、專用無線通信和列車控制無線通信。民用無線通信系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)尋呼、GSM、CDMA、3G(含3G-UMTS、3G-UWB、3G-LTE)等公用移動信號的覆蓋，用于軌道交通的民用通信;專用無線通信系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)TETRA、GOTA、GT-800、iDen、WLAN、DVB-T、WIMAX等專用信號的覆蓋，用于軌道交通的運(yùn)營、生產(chǎn)，提供行車調(diào)度指揮與其他相關(guān)部門之間的聯(lián)系，包括列車調(diào)度、環(huán)境控制調(diào)度、公安調(diào)度、車輛段站場、維修部門等無線通信，用于軌道交通專用通信、公安通信、PIS/CCTV無線傳輸、移動電視;列車控制無線通信是軌道交通信號系統(tǒng)中最重要的組成部分之一，用于控制列車間的行駛間隔。
目前，國內(nèi)軌道交通行業(yè)使用的無線通信技術(shù)主要有：WLAN、GSM-R、TETRA、GSM、CDMA、3G、WiMAX、DVB-T等。
車地?zé)o線傳輸需求分析
城市軌道交通行業(yè)車地?zé)o線傳輸需求
城市軌道交通的列車與地面之間通信越來越多地采用無線通信技術(shù)，除了民用通信外，目前有三個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)需求車地?zé)o線通信：乘客資訊系統(tǒng)(PIS)中的下行流帶寬需求約為8Mbps(1路標(biāo)清)、車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)的帶寬共約為6~8Mbps(1路上行，1路下行)、CBTC信號系統(tǒng)帶寬需求為數(shù)百Kbps。
乘客咨詢系統(tǒng)(PIS)
系統(tǒng)通過分布于列車車廂的液晶顯示器(一節(jié)車廂最多設(shè)置8臺)，乘客可以實(shí)時(shí)了解列車運(yùn)行狀態(tài)和到站信息，還可以觀看實(shí)時(shí)電視節(jié)目及廣告。
車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)
列車運(yùn)行安全事關(guān)重大，而列車運(yùn)行中的事故時(shí)有發(fā)生，造成了重大損失，如英國倫敦地鐵爆炸案等。列車車廂內(nèi)部的實(shí)時(shí)監(jiān)控一直是軌道交通安全系統(tǒng)中關(guān)鍵而薄弱的一環(huán)。車載圖像監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)列車司機(jī)、控制中心值班員、車輛段DCC和車站值班員對列車車廂情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。運(yùn)營列車每節(jié)車廂裝設(shè)2個(gè)小型半球型攝像機(jī)，用于監(jiān)視車廂內(nèi)乘客情況;兩端駕駛室各設(shè)置廣角半球攝像機(jī)，正常情況下監(jiān)視列車司機(jī)位，緊急情況下，監(jiān)視車內(nèi)旅客疏散情況。兩端駕駛室設(shè)置一臺觸摸顯示器，根據(jù)需要顯示車內(nèi)圖像或前方車站發(fā)送的站臺圖像。
基于通信的列車控制系統(tǒng)(CBTC)
基于通信技術(shù)的列車控制系統(tǒng)，其核心技術(shù)是車地連續(xù)、雙向的無線通信。隨著控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，通信系統(tǒng)正在與列車運(yùn)行控制系統(tǒng)相結(jié)合，基于通信的列車控制系統(tǒng)正在越來越多的被采用。
鐵路行業(yè)車地?zé)o線傳輸需求
GSM-R作為專門為滿足鐵路應(yīng)用而開發(fā)的數(shù)字式無線通信系統(tǒng)，具有更適應(yīng)鐵路運(yùn)輸特點(diǎn)的、更成熟的技術(shù)優(yōu)勢，以及更符合通信信號一體化技術(shù)發(fā)展的需要，特別是運(yùn)用于列車控制系統(tǒng)、鐵路維護(hù)通信、列車診斷、旅客服務(wù)和貨運(yùn)跟蹤服務(wù)。
列車控制系統(tǒng)(Train Control System，TCS)
系統(tǒng)是以GSM-R作為傳輸手段的列車自動防護(hù)/列車自動控制系統(tǒng)，甚至可以實(shí)現(xiàn)列車的自動操作(駕駛)。
鐵路維護(hù)通信
利用GSM-R技術(shù)，可建立鐵路沿線維護(hù)人員的業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)通信(新的路邊電話和隧道電話)，并能夠根據(jù)維護(hù)人員的職能和所在的場所很快地確定他們的位置。
列車診斷
如果列車發(fā)生故障，診斷數(shù)據(jù)將通過GSM-R傳輸?shù)较乱粋€(gè)維修中心，使維修站能夠及時(shí)地為維修做好相關(guān)的準(zhǔn)備，因而大大地縮短維修時(shí)間。
旅客服務(wù)
旅客服務(wù)主要包括列車時(shí)刻信息、在線售票(訂座)服務(wù)?；诹熊囎詣涌刂坪虶SM-R的列車時(shí)刻信息服務(wù)，能夠隨時(shí)為旅客和乘客提供列車的動態(tài)位置和時(shí)刻信息;基于GSM-R連接的售票機(jī)可提供在線售票(訂座)服務(wù)。
貨運(yùn)跟蹤服務(wù)
該項(xiàng)服務(wù)利用一個(gè)帶有GPS接收器的簡單GSM模塊，可指示該貨車(集裝箱)的精確位置，可實(shí)時(shí)掌握所運(yùn)貨物的確切位置，并可將這一數(shù)據(jù)發(fā)送給其客戶。
[nextpage] 車地?zé)o線傳輸技術(shù)指標(biāo)對比表
車地?zé)o線傳輸技術(shù)指標(biāo)對比表(見圖表)。
現(xiàn)狀分析
目前，北京、上海、廣州、深圳等城市的軌道交通基本上是采用WLAN技術(shù)承載乘客資訊系統(tǒng)(PIS)、車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)、基于通信的列車控制系統(tǒng)(CBTC)等，主要的出發(fā)點(diǎn)是基于技術(shù)和產(chǎn)品鏈的成熟度，供應(yīng)商比較多，有西門子、摩托羅拉、思科、HP、H3C等。在城市軌道交通中沒有使用GSM-R承載信號系統(tǒng)的主要原因之一為頻點(diǎn)的申請問題。GSM-R是目前鐵路主要采用的車地?zé)o線通信技術(shù)，GSM-R的提供商主要有三家：華為、諾基亞西門子通信、北電。GSM-R技術(shù)已經(jīng)在青藏鐵路、大秦線、廣深港高速鐵路、京津城際鐵路、武廣客運(yùn)專線、上海磁懸浮等線路上得以應(yīng)用，相信隨著技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品的成熟，WiMAX等技術(shù)也將有可能會成為未來的發(fā)展方向之一。
(本文三位作者均任職于深圳市賽為智能股份有限公司)
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