城市軌道通信技術大全11篇

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篇（1）

引言

隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定向前發(fā)展，工業(yè)化進程加快，致使我國城市化速度不斷加速，城市規(guī)模急劇擴張，人口飛速增加。居民出行頻繁導致客運需求急劇增長。發(fā)展城市軌道交通不僅能有效改善城市的交通環(huán)境，而且還有助于城市建設和經(jīng)濟的發(fā)展。為了保證建成后的軌一道交通能安全.高效的運營，就必須建立可靠的.易擴充的.獨立的通信網(wǎng)，傳輸和處理軌道交通運營所需的各種信息。

1.我國城市軌道交通通信技術現(xiàn)狀分析

為實現(xiàn)城市軌道交通列車運行的安全.可靠.準點.高密度和高效率，列車運營的集中統(tǒng)一指揮.行車調(diào)度自動化和列車運行自動化，城市軌道交通系統(tǒng)必須配合專用的.完整的.獨立的通信系統(tǒng)。城市軌道交通專用通信系統(tǒng)，根據(jù)目前在國內(nèi)9個城市建設中的情況匯總按其功能來分為：

1.供一般公務聯(lián)系用的自動電話通信子系統(tǒng)；

2.直接指揮列車運行的專用通信子系統(tǒng)；

3.向乘客報告列車運行信息的廣播顯示子系統(tǒng)；

4.用于監(jiān)視車站各部位.車流情況及列車停靠.車門開閉和啟動狀況的閉路電視子系統(tǒng)；

5.用以傳送文件和數(shù)據(jù)傳真及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)；

6.為通信.信號.電力等專業(yè)的設備提供統(tǒng)一的定時信號和時間信息的時鐘子系統(tǒng)；

7.為通信系統(tǒng)提供可靠.穩(wěn)定的通信電源和接地子系統(tǒng)；

8.可實現(xiàn)公司本身的運營管理，內(nèi)部各種信息快速傳遞，收集.處理以及資源共享的運營信息管理子系統(tǒng)；

9.為乘客提供服務的自動預售票子系統(tǒng)系統(tǒng)；

10.能將指揮中心內(nèi)所有話音.數(shù)據(jù)視頻設備的布線綜合在一起的綜合布線子；

11.為監(jiān)視車站及區(qū)間隧道的災害而設置的防災報警子系統(tǒng)(FAS)；

12.為解決列車調(diào)度.人員管理.設備維修以及和公安.消防建立專線聯(lián)系而設置的無線通信子系統(tǒng)；

2.城市軌道交通通信系統(tǒng)關鍵技術分析

2．1通信系統(tǒng)傳輸框架設計

    傳輸系統(tǒng)組成2.SG的MSTP保護環(huán)路，為各個車站與控制中心之間，以及各個車站之間提供了2M業(yè)務與10M/1OOM業(yè)務的總線型或點對點的傳輸通道。各個子系統(tǒng)利用這些傳輸通道，將車站設備與中心設備連接在一起，實現(xiàn)系統(tǒng)的整體功能。

    1)公務電話系統(tǒng)各個車站的模擬和數(shù)字電話業(yè)務通過遠端模塊連接到控制中心的中心交換機上進行交換后實現(xiàn)公務電話互通，同時中心交招中l(wèi)通過與市話中繼連接，實現(xiàn)公務電話的外線業(yè)務。2)專用電話系統(tǒng)實現(xiàn)了控制中心與車站的語音調(diào)度通信功能可以由中心的各類調(diào)度臺直接向各站發(fā)起調(diào)度指令。3)視頻監(jiān)控系統(tǒng)形成了車站控制中心的二級控制網(wǎng)絡，可以從車站或控制中心公安控制中心的控制鍵盤對車站的某一路監(jiān)控圖像發(fā)起調(diào)用，將其傳送到控制中心的綜合顯示屏或車站的車控室內(nèi)的監(jiān)視器顯示。4)廣播系統(tǒng)也實現(xiàn)了中心和車站的二級控制，可以從車站或控制中心的廣播控制臺發(fā)起緊急廣播，同時廣播系統(tǒng)根據(jù)中心接收到的ATS指令解析得到車輛運營信息，在車站發(fā)起車輛到站/離站預告的自動廣播。5)時鐘系統(tǒng)通過中心的一級母鐘對各車站的二級母鐘進行同步，同時實時向各子系統(tǒng)提供時鐘同步信號。各車站的二級母鐘對車站中的各個的子鐘進行同步，供乘客正確掌握時間信息。

    2．2通信接口的設計

    由以上各章節(jié)的分析可知，傳輸系統(tǒng)是軌道交通通信系統(tǒng)的骨干網(wǎng)，既要考慮通信發(fā)展的方向，又要考慮軌道交通的安全，還要考慮軌道交通通信業(yè)務的多樣性.復雜性而對通信系統(tǒng)業(yè)務接口的要求，因此傳輸系統(tǒng)選用IPoverSDH和綜合業(yè)務接入相結合是最佳選擇。SDH是目前傳輸網(wǎng)絡較好的選擇，其優(yōu)點是:探佳，成熟，可用性.可命性.通用性好，靈活;但它也有缺點:點對多點或多點對點的傳輸以及圖像信號的傳輸不理想。IP的技術正好彌補SDH的缺點，IP的缺點也正好由SDH完成，因而IPoverSD日是目前解決軌道交通通信系統(tǒng)傳輸骨干網(wǎng)的最佳選擇。由軌道交通通信傳輸系統(tǒng)的設計可以知道，在車站的以太網(wǎng)承載6種相對獨立的業(yè)務:SCADA業(yè)務:BAS, OA業(yè)務;乘客導乘.錄像回放.廣播音頻下載.電源監(jiān)控及專用電話預留業(yè)務;AFC業(yè)務;公安業(yè)務;調(diào)度監(jiān)視業(yè)務，在控制中心即要接收處理各站點的業(yè)務，同時還要能控制整個網(wǎng)絡，因此網(wǎng)管在控制中心必不可少。SDH傳輸網(wǎng)是由一些SDH網(wǎng)絡單元組成的，在光纖.微波或衛(wèi)星上進行同步信息傳送，融復接.傳輸.交換功能于一體，由統(tǒng)一網(wǎng)絡管理操作的綜合信息網(wǎng)。可實現(xiàn)網(wǎng)絡有效管理.動態(tài)網(wǎng)絡維護.對業(yè)務性能監(jiān)視等功能能有效她提高網(wǎng)絡資源的利用率，能滿足軌道交通傳輸網(wǎng)的信息傳輸和交換的要求，因此設計基于IPoverSDH接口實現(xiàn)的網(wǎng)絡，能夠在很大程度上滿足城市軌道交通通信系統(tǒng)的技術要求。

    在具體的實現(xiàn)上，采用了!PoverSDH來傳輸多種業(yè)務，在每個車站和停車場作為信息采集節(jié)點，通過以太網(wǎng)接入以及PCM設備接入方式將本站點的信息通過SDH傳輸通道送至控制中心和其他中心，在控制中心將采用統(tǒng)一的網(wǎng)管來管理整個網(wǎng)絡是目前最佳的選擇。在軌道交通的業(yè)務中，除了由IP解決的業(yè)務外，還有很多傳統(tǒng)的和非傳統(tǒng)的實時性強的業(yè)務，這些業(yè)務的接入采用目前先進的綜合業(yè)務，接入是最佳選擇。

    對于綜合業(yè)務的接入，通過選用合理的通信設備，利用標準的2M傳輸通道(G.703標準)，采用PCM30/32制式，直接提供語音.數(shù)據(jù)等多種用戶接口。組網(wǎng)靈活，可組成點對點.鏈路.環(huán)型等網(wǎng)絡。具有64K交叉能力，沿途上下電路無阻塞，在沿線可根據(jù)用戶需要自由上下電路。雙電源供電，使系統(tǒng)安全系數(shù)更大。設備模塊化設計，可靠性高，擴容方便，節(jié)省投資。

3.軌道交通中通信技術應用

(一)城市軌道交通通信技術應用功能

通信應具有高可靠性，以保證列車的安全運行。通信應保證運營管理的高效率，確保行車調(diào)度指揮.運營管理以及為旅客的各種服務能夠高效率地進行，因此國外在城市軌道交通中都采用了各種先進的通信技術，增大通信容量等，以保證信息的傳輸.存儲.處理能高效率地進行。通信和信號系統(tǒng)緊密結合，形成一個高級自動化的通信.指揮.控制和信息系統(tǒng)。

通信與計算機和計算機網(wǎng)相結合，形成一個現(xiàn)代化的運營.管理.服務系統(tǒng)。通信應完成多種信息的傳輸和提供多種通信服務，除了電話語音信息的傳輸外，還有數(shù)據(jù).圖象.監(jiān)控信號 的傳輸與處理.綜合業(yè)務數(shù)字通信網(wǎng)(ISDN)等。多種通信方式結合形成統(tǒng)一的軌道交通通信網(wǎng)。除了站間和地區(qū)的有線電話和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)外，與運行中的列車實現(xiàn)通信聯(lián)系，應用無線通信技術，衛(wèi)星通信和移動通信，室內(nèi)無線通信等與光纖通信.程控交換等相結合，形成一個多種方式和手段的通信網(wǎng)，它將大大提高通信的可靠性，充分發(fā)揮通信保證行車安全和提高運輸效率的作用。

(二)通信的技術類別：

按照通信的技術類別可劃分成：

1）語音通信——主要傳輸人的語音信號

2）控制信號通信——主要傳送各種控制信號

3）數(shù)據(jù)通信——主要傳送各種信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號

4）圖像通信——主要傳送傳真圖像信號

5）運輸調(diào)度通信——主要是控制中心調(diào)度和各站調(diào)度之間的通信聯(lián)系

(三)軌道交通對通信的使用要求

按照城市軌道交通對通信的使用要求可分成三類：

1.有關行車安全與提高效率的通信系統(tǒng)

1)列車自動控制(ATC)用的通信‘

2)變電所遙控(OSC)用的通信

3)風速雨量監(jiān)視用的通信

4)沿線電話

5)列車運轉調(diào)度電話

6)列車集中控制(CTC)用的通信

7)傳真電話

8)防護無線電話

9)站內(nèi)無線電話

10)站間行車專用電話

2.為旅客服務的通信系統(tǒng)

1)預售通信

2)站內(nèi)旅客向導通信

3)客運調(diào)度電話

4)列車公用電話

5)值班電報

3.設備維修及運營管理用的通信系統(tǒng)

1)移動無線電話

2)無線呼叫

3)直通專用電話

4)沿線電話

5)傳真電報

從上述城市軌道交通應用的通信技術概況可以看出，它是一個種類繁多技術先進的系統(tǒng)，包含了各種通信方式和手段，沒有這樣一個現(xiàn)代化的通信系統(tǒng)實現(xiàn)列車的安全.可靠運行是難于想象的。

結束語

城市軌道交通中的各種各樣的運用狀況，推動著通信技術的發(fā)展，通信技術要開發(fā)各種各樣的接口來滿足城市軌道交通的實際使用。為了確保城市軌道交通列車運行的安全.可靠.準點.高密度和高效率，實現(xiàn)列車運營的集中統(tǒng)一指揮，城市軌道交通系統(tǒng)必須配備專用的.完整的.獨立的通信系統(tǒng)。

參考文獻

1.上海大型市政工程設計與施工叢書《軌道交通明珠線一期工程》上海科學技術出版社2010．8第一版

2.城市軌道交通研究《城市軌道交通研究》雜志社2011第六版

3.吳論麒主編城市軌道交通信號與通信系統(tǒng)北京中國鐵道出版社2009-lO

篇（2）

隨著信息技術化時代的到來，我國的移動通信需求也在不斷的提高。而新一代5G通信技術的出現(xiàn)，在一定的程度上滿足了人們對通信的需求。特別是5G通信技術在我國城市軌道交通過程中的應用，它不僅為乘客們的通話提供了便利，還在一定程度上提高了城市軌道交通系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，從而為乘客們的生命安全也提供了一定的保障，促進了我國城市軌道在未來科技中的穩(wěn)定發(fā)展。

一、什么是5G通信技術

5G通信技術是基于4G的移動通信技術，又比4G的移動通信技術高的一種新一展的產(chǎn)物。在信息技術不斷發(fā)展的背景下，5G通信技術的發(fā)展也非常迅速，它為移動通信用戶之間的傳輸?shù)於肆己玫幕A。5G通過應用各種集成技術和先進的信息技術，讓其系統(tǒng)效率得以提高。它在4G的移動通信技術的基礎上，又增加了信息資源的處理能力，有效降低其生產(chǎn)能力，充分滿足通信市場發(fā)展的需求，間接推動了新科技革命的發(fā)展[1]。在我國通信技術不斷發(fā)展的背景下，雖然5G通信技術沒有完全和正式的被應用，但它已經(jīng)應用到城市軌道發(fā)展的各個方面。與4G通信技術相比，5G通信技術的設備不僅僅限于手機和平板電腦等軟件，它還包括許多便攜式的電子設備。除此之外，它與4G通信技術相比，在速度也有了很大的提高。因此，5G通信技術的發(fā)展和出現(xiàn)標志著我國通信技術的在世界的科技發(fā)展中又得到了進一步的提高。

二、5G通信技術在城市化交通軌道中的重要性

城市軌道交通的通信系統(tǒng)主要包括無線通信系統(tǒng)和有線通信系統(tǒng)。然而，在當前信息技術快速發(fā)展的背景下，在城市軌道交通中的無線通信技術的發(fā)展是非常迅速。它基本上可以實現(xiàn)應急救援人員的實時通信，節(jié)省一定的時間。而5G通信技術在城市軌道交通中的應用已經(jīng)成為一種新的實用方法，它可以縮短信息傳輸?shù)臅r間，從而保障城市軌道交通系統(tǒng)的正常運行。可以說，5G通信技術已經(jīng)軌道交通非常重要的組成部分，它在保證信息傳輸?shù)募皶r性和可靠性的同時，又在一定的程度上大大地提高了城市軌道交通系統(tǒng)的事故處理能力。除此之外，5G通信技術的發(fā)展，還可以建立大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)，使用戶之間的聯(lián)系不受地域限制，人們可以隨時隨地進行通信。同時，5G通信技術在城市軌道系統(tǒng)運行中的應用還可以提高軌道交通的運行效率，從而促進城市軌道交通的不斷發(fā)展。5G通信技術還增加了D2D通信功能，這在一定的程度上減輕了基站的負擔，減少通信的延遲。此外，D2D通信可以降低信息傳輸功率，并為彼此靠近的用戶節(jié)省能耗。同時，5G通信技術在安全性和可靠性方面也作出了更大的改善，這更加地有利于提高城市軌道交通通信系統(tǒng)的性能。

三、5G通信技術在城市化交通軌道中所存在的問題

3.1沒有得到完全的應用

在城市軌道交通的應用中，雖然5G通信技術給軌道交通帶來了便利和發(fā)展，但目前5G通信技術還沒有在城市軌道的交通系統(tǒng)中得到完全的應用，它在城市軌道交通的應用過程中還存在很多問題。5G通信技術目前最重要的特點是節(jié)約資源和提高傳輸效率。然而，在它在城市軌道交通的應用過程中，安全性無法得到保證，尤其是在網(wǎng)絡信息安全領域[2]。因此，相關的科技人員應該清楚我國目前正處于資源稀缺階段，如果不讓5G通信技術在城市軌道交通系統(tǒng)中得到充分的應用，這將不利于我國通信技術的可持續(xù)發(fā)展。

3.2對5G通信技術的應用還不完全

目前，由于5G通信技術正處于發(fā)展階段，它在實際的應用過程中會遇到許多問題。因此，相關的人員在應用5G通信技術的時候，需要遵循循序漸進的原則，從而提高技術的應用性和可擴展性。當5G網(wǎng)絡發(fā)生事故時，要及時的轉移到其他設備上保持通信，從而保證列車運行的安全，讓5G通信技術在城市軌道的發(fā)展中得到完全的應用。

四、5G通信技術在城市軌道交通過程中的應用

4.1加強了列車與列車之間的通信

目前，相關的研究人員為了完善列車的控制系統(tǒng)，防止列車因軌道旁網(wǎng)絡設備故障而降級或停運，它們把5G通信技術應用到了列車的控制系統(tǒng)中。由于5G通信引入了端到端通信技術，它讓列車設備之間的數(shù)據(jù)通信不需要基站的傳輸。而D2D通信技術可以用作另一種冗余通信方法。當軌側網(wǎng)絡出現(xiàn)故障的時候，它可以讓列車直接相互通信，并相互報告各自的位置信息以及運行狀態(tài)信息，從而保障列車的安全運行。同時，5G通信技術還可以進一步減少列車與列車之間的通信延遲，從而縮短列車的運行間隔，它在提高列車運行效率的同時，又提高了列車與列車之間通信的可靠性。除此之外，在列車與列車的通信中，5G通信技術中信息的傳輸是快速和安全的，它可以充分建立安全的網(wǎng)絡連接，使信息數(shù)據(jù)可以通過終端傳輸，從而有效的實現(xiàn)車與車之間的信息交互，為列車的運行安全提供保障。

4.2減少了城市軌道交通系統(tǒng)中的故障

5G通信技術讓城市軌道交通系統(tǒng)的終端接入設備作為了網(wǎng)絡的中繼，為其他設備提供了通信鏈路，這也讓整個網(wǎng)絡系統(tǒng)不會因為個別位置的信號微弱而無法通信，從而使整個軌道交通網(wǎng)絡更加健壯，進一步的提高通了信網(wǎng)絡的可靠性。除此之外，5G通信技術還讓車輛兩端的車輛控制器能夠直接通信，而不需要通過車輛的地面網(wǎng)絡在兩端之間鋪設直通線路，這在一定的程度上大大地縮短了其運作系統(tǒng)的建造周期，為列車的后期維護工作提供的保障和便利。

4.3提高了列車軌道的可靠性

隨著5G通信技術的到來，新一輪科技革命已經(jīng)開始出現(xiàn)和發(fā)展。它不再由傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)驅動，而是由高科技產(chǎn)業(yè)驅動。5G通信技術在城市交通中的應用是促進軌道交通更加自動化和系統(tǒng)化的有效措施和手段。它在城市軌道交通中的應用，不斷提高了軌道交通的安全性和靈活性。因此，在新科技發(fā)展的背景下，相關的研究必須充分利用5G通信技術，了解技術在軌道交通中的應用，從而促進我國通信技術的可持續(xù)發(fā)展。然而，跟蹤間隔是衡量列車運行控制系統(tǒng)性能的關鍵指標之一，更是保證氣運行效率的重要參考[3]。5G通信技術在其系統(tǒng)中的應用，實現(xiàn)了較小跟蹤間隔的基礎，提高了列車與列車之間運行的可靠性和安全性，從而為乘客們的安全提供了保障。

4.4讓列車之間綠色通信

篇（3）

引言

現(xiàn)代城市交通建設中，軌道交通建設是尤為重要的內(nèi)容，這是因為軌道交通具有用地省、運能大、運行時間穩(wěn)定的特點，對促進城市發(fā)展、交通發(fā)展都具有重要的意義。但是軌道交通在建設過程中也具有一定的局限性，比如城市軌道交通的地下空間較為狹小、緊張，所以不利于各類通信電纜的敷設。而通信系統(tǒng)對軌道交通建設而言尤為重要，其直接關系到軌道交通的運行和安全。基于此，就需要根據(jù)城市軌道交通的特點和需求，加強對通信系統(tǒng)建設方面的研究。無線通信技術是利用電磁波信號進行信息傳播、交換的一種通信方式，其傳播不受通信電纜敷設的限制，所以可以解決城市軌道交通通信系統(tǒng)建設的問題。而分析現(xiàn)代城市軌道交通無線通信技術與應用也顯得十分重要。

1現(xiàn)代城市軌道交通對通信系統(tǒng)的要求

現(xiàn)代城市軌道交通堵通信系統(tǒng)的要求較高，其不僅要滿足軌道交通的安全穩(wěn)定運行需求，同時還需要滿足乘客對通信的多樣化需求。所以現(xiàn)代城市軌道交通通信系統(tǒng)必須要達到相應的要求，比如無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的覆蓋面要更廣，要實現(xiàn)全覆蓋；車載通信系統(tǒng)單元要與控制基站相聯(lián)系并授權，以此確保系統(tǒng)信息的交流穩(wěn)定性；基本的通信要保障信息的及時性和雙向信息通信的穩(wěn)定性等[1]。另外，城市軌道交通通信系統(tǒng)中還需要包括PIS系統(tǒng)，以此來為乘客提供媒體服務，如視頻播放、廣播廣告等。基于此，在城市軌道交通建設中，如圖1所示，加強對通信系統(tǒng)的建設就顯得十分重要。

2現(xiàn)代城市軌道交通無線通信技術與應用措施

2.1Zigbee技術及應用措施

Zigbee技術也成為紫峰協(xié)議，是基于IEEE802.15.4標準的一種無線通信技術，其具有短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、自組織的特點，目前在各種工業(yè)現(xiàn)場的遙測遙控領域中都有著廣泛的應用，且發(fā)揮著重要的作用。Zigbee在室內(nèi)可以達到30~50m的作用距離，如在室外空曠地帶，其作用距離可以達到400m[2]。基于Zigbee技術低功耗、低成本、低速率、遠距離的特點，也可以加強其在城市軌道交通無線通信系統(tǒng)中的應用。城市軌道交通備用系統(tǒng)電池狀態(tài)的監(jiān)測對地鐵供電系統(tǒng)的運行起到了至關重要的作用，但是地鐵備電系統(tǒng)電池組數(shù)量較多，如果每個電池采用專用電纜的方式進行通信，則會造成較大的成本，而通過應用Zigbee技術就可以有效解決這些問題。在具體應用過程中，可以在每個被檢測電池組及測量端子處安裝Zigbee終端模塊，通過自組網(wǎng)方案，以一定數(shù)量的終端模塊作為群組，向中繼Zigbee傳輸檢測數(shù)據(jù)，最終將傳輸?shù)谋O(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至檢測系統(tǒng)微機管理系統(tǒng)中，就可以對備電系統(tǒng)電池狀態(tài)進行有效監(jiān)測，進而為地鐵供電系統(tǒng)的可靠運行提供保障。

2.2WiFi技術及應用措施

目前在生活生產(chǎn)中，WiFi技術都屬于一種非常常見的無線通信技術，其在通信方面具有較高的靈活性和可靠性，可以滿足人們多樣化的通信需求。作為一種高效可靠的無線通信技術，其也可以在城市軌道交通無線通信系統(tǒng)中發(fā)揮作用和價值。但是在WiFi技術應用于城市軌道交通無線通信系統(tǒng)實踐中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，WiFi技術與列車移動電視、信號系統(tǒng)CBTC、PIDS乘客信息系統(tǒng)的同在2.5GHz頻段，所以會產(chǎn)生一定的干擾。對此，就需要在WiFi技術應用過程中采取一定的措施來保證無線通信質(zhì)量和效率。比如在WiFi技術應用過程中，為了保證城市軌道交通通信的穩(wěn)定性和可靠性，可以將WiFi頻段固定在5.8GHz，這對于減少干擾問題具有重要的作用[3]。在WiFi技術應用過程中，也可以應用PIDS和CBTC系統(tǒng)，這對于提高WiFi技術的整體應用可靠性也具有重要的作用。但是如果應用PIDS和CBTC系統(tǒng)，則需要對軌道交通系統(tǒng)進行較大的改造，所以這需要根據(jù)軌道交通系統(tǒng)的建設需求和現(xiàn)狀慎重實施。為了更好地避免干擾問題，也可以對WiFi技術進行創(chuàng)新和完善，比如可以將WiFi與地鐵的信號系統(tǒng)設置在不同的信道當中，以此來起到避免干擾的效果。

2.35G通信技術及應用措施

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Abstract: with the China's national sustainable economic development forward, to speed up the process of industrialization, urbanization rate the modern has been accelerating, the size of city radical expansion, the population grew rapidly. Residents to travel frequently passenger demand has increased dramatically. Urban rail transit development not only can effectively improve the traffic in the city environment, but also to the urban construction and economic development. In order to guarantee after completion of the rail transit safe and efficient operation can, must establish reliable, easy to expand and independent communications network, the transmission and processing of rail transit operation all kinds of information. This paper modern urban rail transit wireless communication technology and application were discussed.

Key words: the modern city; Rail traffic; Wireless communication; Technology; application

中圖分類號： U213.2文獻標識碼：A 文章編號：

引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，軌道交通已成為現(xiàn)代化城市理想的交通工具，在我國的人口密集及經(jīng)濟增長較快的幾個大城市中，如北京、上海、廣州、天津、南京等地的軌道交通發(fā)展很快。城市軌道交通是解決大城市交通擁擠的一種有效措施。目前，在我國已興起了建設城市軌道交通的。

城市軌道交通的運營離不開大量信息的交互，專用的通信系統(tǒng)是必不可少的，其中無線調(diào)度通信系統(tǒng)則是提高運輸效率、確保行車安全及應對突發(fā)事件的必要手段。城市軌道無線通信系統(tǒng)是一個專用性很強、可靠性要求高、接口復雜的多動能調(diào)度系統(tǒng)，一般包括正線無線列調(diào)、維修、公安、環(huán)境控制等系統(tǒng)以及車輛段無線系統(tǒng)。

一、當下使用的無線系統(tǒng)

當下國內(nèi)城市軌道交通行業(yè)存在的信號和通信系統(tǒng)都是相對獨立的，隨后產(chǎn)生的新興無線通信的應用都各自成系統(tǒng)、相對獨立，基本都使用各自不同的無線通信網(wǎng)絡。而無線通信技術主要有：TETRA（數(shù)字集群）、GSM、CDMA、3G、WLAN、Wi-Fi、WiMAX、DVB-T等。前3種制式均是使用廣泛且十分成熟的無線技術，但均存在傳輸速率低、且接入公網(wǎng)存在安全、干擾等問題，不能滿足城市軌道交通的使用需要。DVB-T數(shù)字視頻廣播是為了數(shù)字電視信號在地面?zhèn)鞑ザ_發(fā)的，具有容量大、接入方便等特點，其技術使用于下行高速數(shù)據(jù)的傳輸，可以工作在多個頻點，減少無線頻段干擾。場強覆蓋可以采用小功率、大密度的方式，因此符合軌道交通的無線通信需求，但由于其上行速率較低，對車載CCTV不適用。

本文就3G、WLAN、Wi-Fi、WiMax無線通信技術進行論述。

1.1 3G技術

3G（第三代移動通信技術）有3種制式：TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000。國家工業(yè)和信息部已于2009年1月7日正式向3家移動運營商：中國移動、中國聯(lián)通和中國電信發(fā)放了3G運營牌照。3G能夠處理圖像視頻、音樂等多媒體形式，提供了網(wǎng)頁瀏覽、會議電話、電子商務等多種信息服務。多媒體業(yè)務是3G數(shù)據(jù)業(yè)務的重點，其傳輸速率要求為高速移動時能夠達到144 kb/s，慢速移動時為384 kb/s，靜止狀態(tài)為2 Mb/s，其上行速率達到幾十kb/s，但仍然不能滿足車載CCTV、PIDS系統(tǒng)所需速率，同時3G屬于公網(wǎng)應用范疇，因此不適用于城市軌道交通行業(yè)。

1.2 WLAN無線局域網(wǎng)

基于WLAN（無線局域網(wǎng)絡）的多媒體信息傳輸，基于802.11協(xié)議族。IEEE802.11a規(guī)定的頻點為5 GHz，適合于室內(nèi)及移動環(huán)境，傳輸速度為1～2 Mb/s。IEEE 802.11b工作于2.4 GHz頻點，IEEE 802.11e及IEEE 802.11g是下一代無線LAN標準，被稱為無線LAN標準方式IEEE 802.11的擴展標準，是在現(xiàn)有的802.11b及802.11a的MAC層追加了QoS功能及安全功能的標準。

當下中國城市軌道交通都是使用WLAN的標準和技術，如果想進一步接入更多的子系統(tǒng)，比如VoIP電話、CCTV等，WLAN的容量和性能就會受到限制。

1.3 Wi-Fi

Wi-Fi全稱Wireless Fidelity（無線保真技術），與藍牙技術一樣，同屬于短距離無線技術。典型的CBTC是基于802.11b無線網(wǎng)絡規(guī)范，該技術使用的是2.4 GHz附近的頻段，最高帶寬為11 Mb/s，在信號較弱或有干擾的情況下，帶寬可調(diào)整為5.5，2和1 Mb/s，帶寬的自動調(diào)整有效地保障了網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和可靠性，同時也與已有的各種802.11DSSS（Direct Sequence Spread Spectrum直接序列擴頻）設備兼容。其主要特性為速度快，可靠性高，在開放性區(qū)域，通訊距離可達305 m，在封閉性區(qū)域，通訊距離為76～122 m，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡整合，組網(wǎng)成本更低。

2007年9月，深圳地鐵采用思科統(tǒng)一無線解決方案，為地鐵1號線列車的安全防護系統(tǒng)項目搭建無線寬帶傳輸網(wǎng)絡，使得列車無論在站臺位置還是高速運行中，都可以在地面與列車之間實現(xiàn)清晰的數(shù)字視頻流實時播放、控制中心對車廂內(nèi)的情況觀察、列車火災報警信息實時上傳等功能。它是國內(nèi)首個成功部署Wi-Fi技術同時實現(xiàn)視頻上下行傳輸?shù)某鞘熊壍澜煌o線通信項目，為利用Wi-Fi技術進行實時視頻信息傳輸開創(chuàng)了先河。乘客可以在車廂內(nèi)看到高品質(zhì)、不間斷的數(shù)字電視節(jié)目，并能夠接收地鐵公司天氣情況、重要新聞、緊急疏散提示等消息。深圳地鐵運營中心控制室人員可以通過大屏幕看到運行中每列車每節(jié)車廂內(nèi)上傳的實時視頻圖像及火災報警等多種安防信息，同時列車司機也可以隨時調(diào)用前方站臺的圖像，為安全行車提供更好的保障。

1.4 WiMAX

WiMAX（Worldwide Interoperability forMicrowave Access微波存取全球互通）是近年來出現(xiàn)的一種無線寬帶接入技術。WiMAX采用多載波調(diào)制技術，能夠提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務，并且具有頻譜資源利用率高，覆蓋范圍廣（傳輸距離可達數(shù)十公里）等特點。

Wi-Fi是目前無線接入的主流標準，全面兼容現(xiàn)有Wi-Fi的WiMAX，對比于Wi-Fi的802.11X標準，WiMAX就是802.16x。與前者相比，WiMAX具有更遠的傳輸距離、更寬的頻段選擇以及更高的接入速度等，預計在未來幾年內(nèi)將成為無線網(wǎng)絡的一個主流標準。

二、TRainCom®系統(tǒng)

TRainCom®系統(tǒng)是專為地鐵無線通信應用而設計的。雖然在建的中國城市軌道交通均是使用本地無線局域網(wǎng)（WLAN）的標準和技術，而且典型的CBTC是基于眾所周知的802.11b標準。但人們有意或無意中忽略了WLAN的技術并不適用于高速移動狀況下的無線通信。研究表明，WLAN帶寬和切換時間都會在高速移動的狀況下受到非常大的影響。

針對整合系統(tǒng)的解決思路，德國的得力風根公司是一家軍用通訊技術科技公司，研制了TRainCom®（德國得力風根無線電通訊系統(tǒng)），它把信號和通信系統(tǒng)集成于一套系統(tǒng)之中，并且擁有進一步融入更多子系統(tǒng)功能的、成熟的無線通信產(chǎn)品。下面就其系統(tǒng)特點加以論述。

（1）16 Mb/s全雙工無線電鏈路―頻分雙工。TRainCom®使用全雙工數(shù)據(jù)傳輸模式保證列車上傳與下傳互相分開，上下行數(shù)據(jù)能同時傳輸而且不會互相干擾：同一時刻在每個方向都是16 Mb/s，在半雙工模式下能達到32 Mb/s。協(xié)議開銷占10%，是802.11g 40%的協(xié)議消耗的四分之一。

（2）完全基于IP―可以集成其他的子系統(tǒng)。所有基于IP的協(xié)議，可以直接與VoIP、IP攝像頭、WLAN接入點連接。對于只提供串行接口的子系統(tǒng)，如RS232、RS422，這些串行數(shù)據(jù)流將被轉換成IP數(shù)據(jù)包進行傳輸。如有需要，其他的接口類型也能夠接入。

（3）全移動性―帶寬獨立于列車的運行速度。TRainCom®無線電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率與列車的行駛速度無關，得力風根公司在上海磁懸浮列車（500 km/h）上服務的系統(tǒng)實際應用以及在地鐵的實際測試已得到證明。WLAN技術在列車高速移動時數(shù)據(jù)傳輸速率會急劇衰弱，TRainCom®所使用的無線通信協(xié)議是該公司專門為高速移動的列車系統(tǒng)開發(fā)的，采用防止多普勒頻移和擴散的特殊調(diào)制模式和多徑接收機制，當無線電信號衰弱時，數(shù)據(jù)傳輸速率能始終保持全雙工16 Mb/s。

（4）QoS―完全實現(xiàn)可配置的功能。普通的基于IP的網(wǎng)絡都是盡力交付，所有數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡容量，沒有數(shù)據(jù)包的優(yōu)先權。對車載互聯(lián)網(wǎng)，PIDS之類典型的數(shù)據(jù)應用通常不會產(chǎn)生問題，但對于語音通話和視頻等需要實時傳輸，對時延敏感的應用會產(chǎn)生QoS的問題。當網(wǎng)絡容量有限的時候，更會產(chǎn)生競爭帶寬引起的時延和數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象，因此服務質(zhì)量保證顯得更為重要。

TRainCom®的QoS機制不但保證高優(yōu)先級和實時業(yè)務的性能，在網(wǎng)絡容量有限的情況下也能保證每種數(shù)據(jù)業(yè)務的最小帶寬。鑒于列車控制的重要性，最高優(yōu)先級始終為CBTC保留，視頻和語音業(yè)務一般設為中優(yōu)先級，乘客信息和車載互聯(lián)網(wǎng)為低優(yōu)先級。

（5）高可靠性。由于所有的基站工作在同一個頻率，幾乎沒有切換時間。使用一個無線電信道能達到99.9%的可靠性，使用雙信道可靠性更高，2個Rx鏈路時即使單個故障也不會造成數(shù)據(jù)服務供應中斷，4個Rx鏈路時更能容許同時發(fā)生兩處故障。同時在中心控制單元CRCU中使用冗余服務器，當一個服務器發(fā)生故障時能自動切換到另一個服務器繼續(xù)工作，以此保證運營的穩(wěn)定性。

（6）安全性強。TRainCom®基于Linux硬盤加密和防火墻，中心控制單元CRCU文件系統(tǒng)可以得到Linux專用dm加密的保護。在車輛上，專用的網(wǎng)關計算機作為記錄狀態(tài)的數(shù)據(jù)包篩選防火墻。可以提供包括星形電話PBX和web服務器功能的外部服務。另外，CRCU可以作為軌旁網(wǎng)絡的記錄狀態(tài)的數(shù)據(jù)包篩選防火墻。另外，通過將唯一的標識號分配給所有組件，預防從無線電組件對無線電系統(tǒng)未經(jīng)授權的訪問或錯誤訪問。只有分控制單元DRCU列出的這些組件才有權訪問無線電系統(tǒng)以及互相通信。

（7）抗干擾性好。TRainCom®工作在5.8G頻段，不會產(chǎn)生如2.4G的嚴重頻帶擁擠現(xiàn)象，也不會干擾軌旁GSM，WLAN系統(tǒng)。對于同頻干擾，每個收發(fā)器均能夠通過度量RSSI來監(jiān)視其接收的信號質(zhì)量，進而檢測干擾。使用RSSI可知道列車系統(tǒng)位置操作員檢測并定位射頻干涉。

三、結束語

篇（5）

城市軌道交通信息通信系統(tǒng)主要是為軌道交通運營而服務，是保障列車運行過程中一個關鍵的因素。目前，我國城市軌道交通信息通信系統(tǒng)的發(fā)展方向主要是兩個方面，分別是城市軌道交通信息通信系統(tǒng)的寬帶化和城市軌道交通信息通信系統(tǒng)中新系統(tǒng)的開發(fā)應用。

1我國城市軌道交通信息通信系統(tǒng)現(xiàn)狀

為了有效保障我國城市軌道交通信息通信系統(tǒng)安全、可靠以及快速地運行，就必須將城市交通系統(tǒng)與通訊系統(tǒng)之間進行有效配合，從而發(fā)揮城市軌道交通信息通信系統(tǒng)的服務功能。我國城市軌道交通專用通訊系統(tǒng)主要包括了十二個子系統(tǒng)，分別是公用電話系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)以及傳輸系統(tǒng)等。

隨著科技地不斷發(fā)展，我國城市軌道交通信息通信系統(tǒng)正逐步向多樣化方向發(fā)展。目前，我國城市在發(fā)展過程中，建立了大量城際軌道交通線，從而使城市軌道交通信息通信系統(tǒng)逐漸向大運量、中運量以及市郊線并存的方向共同發(fā)展。

2城市軌道交通信息通信系統(tǒng)中的核心系統(tǒng)

傳輸系統(tǒng)是城市軌道交通信息通信系統(tǒng)的核心，主要為各種應用業(yè)務提供必要的通道。通常來說，城市軌道交通信息通信系統(tǒng)的業(yè)務主要包括三種，分別是語言、數(shù)據(jù)以及圖像。

對城市軌道交通信息通信系統(tǒng)而言，主要包括了控制中心、車場與各個車站需要通信業(yè)務。其業(yè)務流程如附圖所示。

在實際運行過程中，為了保障傳輸系統(tǒng)的可靠性，就需要采用環(huán)形組網(wǎng)，也就是說控制中心與車站、車場形成了一個自愈性環(huán)形組織，當某一個部分出現(xiàn)問題時，整個系統(tǒng)能夠自行保障業(yè)務正常運行。

通常來說，城市軌道交通信息通信系統(tǒng)有兩個部分組成：其一，傳輸部分。該部分主要是為各種業(yè)務提供相應通道，并有效保障各種業(yè)務可以安全地從一個節(jié)點中進入到另一個節(jié)點中；其二，接入部分。該部分主要是對需要完成的業(yè)務進行接入與匯聚工作，同時將匯聚后的業(yè)務傳輸?shù)絺鬏敼?jié)點中，并由傳輸節(jié)點完成最后的傳輸工作。

目前，主要應用的傳輸方式有三種形式：其一，開放式傳輸網(wǎng)絡技術。其優(yōu)點是，該技術主要為城市軌道交通而開發(fā)的技術，接口類型比較多，同時接口數(shù)據(jù)也比較多，此外，在運用過程中性能比較穩(wěn)定。其缺點是，標準還未得到統(tǒng)一，如果業(yè)務量比較大的時候，將無法勝任寬帶的要求；其二，同步數(shù)字傳輸技術。其優(yōu)點是發(fā)展比較成熟，并擁有統(tǒng)一的標準以及強大的自愈功能。其缺點是主要是為語音而設置的，因此對業(yè)務中數(shù)據(jù)與圖像部分不能進行有效支持；其三，異步轉移模式技術。

3城市軌道交通信息通信系統(tǒng)中的其他系統(tǒng)

（一）公務電話系統(tǒng)與專用電話系統(tǒng)

城市軌道交通信息通信系統(tǒng)中的公務電話系統(tǒng)主要是為城市軌道交通提供有效的通訊工具。目前，在交換機技術不斷發(fā)展的基礎上，該系統(tǒng)在應用上有了更加多樣的選擇，其中，可靠性比較強而擴容比較方便的交換機在公務電話系統(tǒng)中的使用，促使了城市軌道交通的迅速增長。

專用電話系統(tǒng)主要是為列車指揮人員進行列車運行的指揮以及設備的操作提供相應通訊工具。通常來說，行車調(diào)度的可靠性越高，那么行車過程中的安全性也就越高，而行車調(diào)度的安全進行需要相應的設備支持。

（二）電視監(jiān)控系統(tǒng)

篇（6）

城市軌道交通信息通信系統(tǒng)是直接為軌道交通運營和管理服務的，是指揮列車運行、進行運營管理、公務聯(lián)絡和傳遞各種信息的重要手段，是保證列車安全、快速、高效運行的不可缺少的綜合系統(tǒng)。它主要由以下分系統(tǒng)組成:傳輸系統(tǒng)、公務電話系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)。這是一個復雜的大系統(tǒng)，各個部分互相結合、協(xié)調(diào)，以完成具體的功能。現(xiàn)代城市軌道交通之所以具有快捷、高效、可靠、安全等眾多的優(yōu)點，是與完善而先進的通信系統(tǒng)分不開的。城市軌道交通信息通信系統(tǒng)將向兩個方向發(fā)展:一是寬帶化趨勢。為了提高各種業(yè)務的質(zhì)量，勢必要增加帶寬。二是各種新系統(tǒng)的開發(fā)應用。為了不斷完善城市軌道交通的服務，相應功能的分系統(tǒng)將不斷融合入現(xiàn)有城市軌道交通信息通信系統(tǒng)中。本文將依次對城市軌道交通信息通信系統(tǒng)的各個分系統(tǒng)進行闡述，并分析其技術構成和發(fā)展趨勢。

1 　傳輸系統(tǒng)

傳輸系統(tǒng)是城市軌道交通信息通信系統(tǒng)的核心，它負責為各種應用業(yè)務提供通道。軌道交通系統(tǒng)的主要業(yè)務包括:語言、數(shù)據(jù)和圖像。不同業(yè)務對系統(tǒng)的帶寬、時延、可靠性等各不相同，這就要求傳輸系統(tǒng)有足夠的靈活性和可靠性以保證各種業(yè)務的順利完成。業(yè)務按不同的類型可分為:車站-中心業(yè)務和鄰站業(yè)務兩種。

在軌道交通系統(tǒng)中，需要通信業(yè)務的一般是控制中心、車場和各個車站。由于車場和車站業(yè)務比較相似，可將其歸為同一類業(yè)務。具體業(yè)務流程如圖1 。

圖1 　通信系統(tǒng)業(yè)務流程示意圖

圖1 是邏輯上的業(yè)務流程示意圖。在物理上為了保證傳輸系統(tǒng)的安全可靠，須采取環(huán)形組網(wǎng)的方案，以利于自動保護的需要。這樣，控制中心連同所有的車站和車場組成一個自愈環(huán)，即使某段光纖壞掉，也可保證業(yè)務在備用通道上正常進行。其實現(xiàn)機制如圖2 。圖中，傳輸環(huán)一般有兩個光纖環(huán)組成，當一個環(huán)中斷時，系統(tǒng)自動跳到另一個環(huán)上， 即圖a 情形;而當兩個環(huán)在同一個地方斷開時，則兩側的節(jié)點自動打環(huán)，形成如圖b 的通路。

城市軌道交通信息通信系統(tǒng)可分為兩部分:傳輸部分和接入部分。其模型如圖3 。其中，傳輸層只負責提供各種通道，保證各種業(yè)務能安全可靠的從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點;接入層需完成業(yè)務的接入和業(yè)務的匯聚兩個基本功能;然后把匯聚好的業(yè)務交由傳輸節(jié)點完成傳輸。 技術將會在未來的城市軌道交通信息通信系統(tǒng)中被采用。

(1) 千兆以太網(wǎng)技術( GE) 。GE 與以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)兼容。GE 的實施具有直接、快速和千兆位的特點，設備便宜，傳輸距離長，可以滿足城市軌道交通通信系統(tǒng)組網(wǎng)的要求[2 ] 。同時，原來以太網(wǎng)的不足，如多媒體應用無QoS 、多鏈路負載分享、

圖2 　通信系統(tǒng)環(huán)形組網(wǎng)方案虛擬網(wǎng)等，隨著新技術、新標準的出現(xiàn)已經(jīng)和正在得到解決。10 Gbit 以太網(wǎng)的出現(xiàn)和成熟也為GE 的升級擴容提供了強有力的支持。

(2) CWDM (粗波分復用) 技術。DWDM 技術已經(jīng)成為大容量電信骨干網(wǎng)的首選，其優(yōu)點是技術簡單、大容量、易擴容等。而且隨著DWDM 技術

圖3 　城市軌道交通信息通信系統(tǒng)模型圖的成熟和廣泛使用，它的價格也將逐步降低，其性

傳輸系統(tǒng)作為整個通信系統(tǒng)的核心部分，它的價比將更具優(yōu)勢。所以，當未來城市軌道交通通信技術選擇十分重要。隨著通信技術的不斷發(fā)展，用帶寬需求進一步提高的時候，DWDM 技術將是很于城市軌道交通的傳輸技術也不斷的更新?lián)Q代，尤好的方案。同時，由于考慮到城市軌道交通通信的其近幾年通信技術的迅猛發(fā)展，為傳輸技術的選擇實際需要， 可以選擇成本更低， 使用更可靠的了提供了更廣闊的范圍。我國現(xiàn)在使用的各種傳CWDM 技術。CWDM 的特點是波長數(shù)量較少(一輸技術及其優(yōu)缺點如表1 。般在4～12 波)，波長間隔較大，價格便宜[3 ] 。最但是，隨著通信新技術的涌現(xiàn)和成熟，隨著軌后，隨著各種新興的電信技術的涌現(xiàn)和采用，城市道交通新業(yè)務的出現(xiàn)和帶寬需求的上升，以下幾種軌道交通信息通信也完全可以借鑒和運用。

表1 　各種傳輸方式的比較

2 　公務電話系統(tǒng)

城市軌道交通信息通信系統(tǒng)公務電話子系統(tǒng)， 是軌道交通運營控制的重要通信工具。一般公務電話系統(tǒng)根據(jù)軌道交通的規(guī)模具有不同的容量。通常情況而言，一個車站基本上為一個2Mbit 通路(30 個電話) 。公務電話系統(tǒng)可設1～2 個交換局， 通常交換機置于控制中心，各個車站通過遠端模塊實現(xiàn)電話的接入。此時，需應用傳輸系統(tǒng)提供的2Mbit 通道。

公務電話系統(tǒng)通過2Mbit 中繼線接入市局，并從中獲取時鐘。呼出可采用全自動DOD1 方式，呼入采用部分全自動直撥DID 、部分采用半自動接續(xù)BID(人工/ 自動話務員) 的混合進網(wǎng)中繼方式或其它方式。考慮到與其它城市軌道交通系統(tǒng)的互連， 可采取2Mbit 中繼線連接的方式，為解決信令不一致可增加網(wǎng)關設備。近幾年，交換機已趨于成熟， 公務電話系統(tǒng)的選擇余地十分寬廣，但要注意選擇穩(wěn)定可靠、擴容方便的交換機，以適應軌道交通的高速增長和話務量及其它業(yè)務上升需求。同時，也可考慮選擇合適的電信運營商，由公共通信網(wǎng)以虛擬網(wǎng)方式解決，以節(jié)省建設投資與運營成本。

公務電話子系統(tǒng)還兼有其自身的特點 區(qū)間電話設置。區(qū)間電話用于列車司機或維修人員與有關單位進行聯(lián)系及一般通話用。每隔300 m 左右設置一臺戶外電話機，1～3 臺話機使用一個用戶號碼。軌道兩邊各敷設一條電纜，每3 個電話使用同一對線，同一個號，電話采用熱線方式。

3 　專用電話系統(tǒng)

專用電話子系統(tǒng)是調(diào)度員和車站(車場) 值班員指揮列車運行和指導設備操作的重要通信工具。行車調(diào)度直接關系到行車安全，需要設備高度安全可靠，操作方便快捷。專用電話系統(tǒng)由調(diào)度電話系統(tǒng)、站間電話系統(tǒng)、站內(nèi)集中電話系統(tǒng)、緊急電話系統(tǒng)、市內(nèi)直線電話等組成。調(diào)度電話系統(tǒng)中又分為:列車調(diào)度電話系統(tǒng)，用于控制中心列車調(diào)度員與各車站、車場值班員及行車業(yè)務直接有關的工作人員進行業(yè)務聯(lián)絡，并可兼管防災調(diào)度系統(tǒng);電力調(diào)度電話系統(tǒng)，用于控制中心電力調(diào)度員與各主變電站、牽引變電所、降壓變電所等處工作人員進行業(yè)務聯(lián)絡;公安調(diào)度電話系統(tǒng)，構成公安指揮中心值班員與各車站(場) 警務值班室警官之間的直接通信聯(lián)絡，調(diào)度臺一般設在控制中心內(nèi)。站間電話是直接為行車服務的，要求能及時、迅速溝通相鄰兩車站的通話。相鄰兩車站值班員之間通話利用交換系統(tǒng)的熱線功能提供，用戶摘機即能及時、迅速溝通兩車站值班室，站間電話由車站電話總機完成。站內(nèi)集中電話類似調(diào)度電話系統(tǒng)，總機設在車站控制室，采用多功能數(shù)字電話機，分機設置在車站值班員所控制的部門，采用模擬電話機，系統(tǒng)功能由調(diào)度交換機及站內(nèi)集中機功能來完成。緊急電話是在緊急狀態(tài)下供乘客或車站工作人員使用， 每臺電話都設置成熱線電話，用戶摘機即連接至車控室值班員數(shù)字話機上。在主變電所、控制中心至供電局調(diào)度之間可設置專線直通錄音電話。在每個車站站長室和警務室各設置市內(nèi)直線電話，控制中心和派出所設置市內(nèi)直線電話。

專用電話系統(tǒng)由樞紐主系統(tǒng)和車站分系統(tǒng)兩級結構組成。樞紐主系統(tǒng)和車站分系統(tǒng)通過數(shù)字傳輸設備提供2Mbit 數(shù)字通道，將調(diào)度電話、站間電話、站內(nèi)集中電話和緊急電話等業(yè)務綜合起來， 便于安裝、調(diào)試、使用、維護和管理。2Mbit 數(shù)字通道同樣由傳輸系統(tǒng)提供，考慮到專用系統(tǒng)的小容量特點，為了節(jié)約帶寬，可采用多個車站組成一個2Mbit 環(huán)合用一個2Mbit 通道的方案。

4 　廣播系統(tǒng)

廣播系統(tǒng)采用二級廣播控制方式，由控制中心一級和車站一級組成。一般分為三個部分:控制中心廣播系統(tǒng)，車站廣播系統(tǒng)(可根據(jù)實際需要連接多個車站子系統(tǒng))，停車場廣播系統(tǒng)。控制中心通過綜合接入系統(tǒng)提供的RS 422 或RS 485 通道與車站廣播系統(tǒng)互連。一般情況下，廣播業(yè)務為中心到車站的點到多點業(yè)務，而中心對車站系統(tǒng)的監(jiān)控維護通道則為點對點業(yè)務。

控制中心行車調(diào)度員和環(huán)控調(diào)度員可對全線各站進行監(jiān)聽及選站和選區(qū)廣播。當軌道交通發(fā)生故障或災害時，廣播系統(tǒng)自動轉為搶險通信設備。停車場廣播系統(tǒng)由值班員、運轉值班員和檢修庫值班員向工作人員播放車輛調(diào)度、列車編組等有關作業(yè)音訊。

車站廣播系統(tǒng)由控制中心的總調(diào)、列調(diào)、防災調(diào)(列調(diào)兼) 和各車站的正副值班員使用，為旅客播放列車到發(fā)信息、導向信息及緊急狀態(tài)信息等服務音訊，為工作人員播放作業(yè)命令及管理音訊。車站廣播區(qū)分為上行站臺、下行站臺、售票區(qū)、站廳、出入口和辦公區(qū)等。車站行車值班員和環(huán)控值班員可通過廣播控制臺對本站區(qū)進行選區(qū)廣播或全站廣播。

5 　電視監(jiān)控系統(tǒng)

閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)作為一種圖像通信，具有直觀、實時的動態(tài)圖像監(jiān)視、記錄和跟蹤控制等獨特功能，是通信指揮系統(tǒng)的重要組成部分，具有其獨特的指揮和管理效能，已成為城市軌道交通實現(xiàn)自動化調(diào)度和管理的必備設施[ 5 ] 。

軌道交通電視監(jiān)控系統(tǒng)為二級結構，分為車站一級監(jiān)視和中心一級監(jiān)視。車站攝像機輸出的圖象信號分成兩路，一路送車站控制器，車站值班員可選擇本站不同位置攝像機的圖像。另一路送車站前端處理機進行圖像編碼、壓縮，然后經(jīng)傳輸系統(tǒng)送至控制中心，在控制中心解碼后送至圖像監(jiān)視器。控制中心行車調(diào)度員可選擇任一車站的任何一個攝像機的圖像信號，也可將車站幾路圖像信號送至控制中心。彩色圖像信號的傳送一般采用MPEG-2 圖像編碼技術。

電視監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸為不對稱傳輸，車站到中心傳輸圖像信息，需要大帶寬(2～6Mbit) ;而中心到車站，只發(fā)送控制命令(圖像選取和攝像機控制命令)，為低速數(shù)據(jù)業(yè)務，只需采用RS 422/ RS 485 通道即可。充分考慮到圖像業(yè)務的實時寬帶性質(zhì)， A TM 技術是目前最佳的傳輸機制，采用A TM 作為傳輸媒介傳輸數(shù)字視頻，可以利用A TM 按需分配帶寬、按需連接的特點，在保證圖象質(zhì)量(QoS) 的情況下，大大節(jié)省所占帶寬[ 1 ] 。

6 　電源系統(tǒng)

電源系統(tǒng)是保證通信系統(tǒng)正常工作的必要條件，因此通信電源必須安全可靠。電源系統(tǒng)由配電設備、整流設備和蓄電池組成。系統(tǒng)配置不間斷電源(U PS) 交流供電設備，為各自動控制系統(tǒng)的計算機提供不間斷220 V 交流電壓。U PS 的工作原理為:同時有兩路市電輸入，取其一路，當該路出現(xiàn)故障時，自動切換至另一路;當兩路都出現(xiàn)故障時，啟動蓄電池繼續(xù)供電。

整個電源系統(tǒng)設有電源集中監(jiān)控。在控制中心，所有U PS 將通過傳輸系統(tǒng)的低速數(shù)據(jù)通道進行信號傳輸，監(jiān)控中心的計算機也將通過傳輸系統(tǒng)的低速數(shù)據(jù)通道進行信號采集，在監(jiān)控中心計算機上裝有軟件，可實時監(jiān)控到當前各個站點U PS 的狀態(tài)及使用情況。各站點使用現(xiàn)場的U PS 和開關電源一旦發(fā)生故障，警鈴將提醒現(xiàn)場有關人員進行及時的處理，同時在監(jiān)控中心的計算機上同樣可看到輸出故障的警告顯示。

7 　時鐘系統(tǒng)

為了統(tǒng)一整條城市軌道交通系統(tǒng)的時間，通信系統(tǒng)設有專門的時鐘系統(tǒng)。時鐘系統(tǒng)由GPS 全球衛(wèi)星標準時間接收單元、主控母鐘、各站輔助母鐘、子鐘及傳輸設備組成。主、備GPS 信號接收機向中心母鐘提供同步時鐘源。當GPS 系統(tǒng)出現(xiàn)故障，還可以使用高精度的晶振供時鐘源。主控母鐘輸出的標準時間信號通過接入網(wǎng)提供的低速數(shù)據(jù)信道(RS 422/ RS 485) 傳給各站輔助母鐘，以供車站各系統(tǒng)和子鐘的使用。中心母鐘產(chǎn)生精確的標準同步時間碼，通過傳輸網(wǎng)提供給通信傳輸系統(tǒng)、無線系統(tǒng)、調(diào)度電話系統(tǒng)、公務電話系統(tǒng)、有線廣播系統(tǒng)、電視監(jiān)視系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、售檢票系統(tǒng)、防災報警系統(tǒng)、設備監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)等。

8 　無線通信系統(tǒng)

無線通信系統(tǒng)為行車調(diào)度員與司機、車站值班員與司機、司機與司機以及公安、環(huán)控、維修等用戶提供移動通信手段。無線通信將主要采用數(shù)字集群式調(diào)度系統(tǒng)，信道集中控制方式。集群式調(diào)度系統(tǒng)由移動交換控制器、基站、中繼器、漏泄同軸電纜、車載臺、便攜臺和有線傳輸通道組成，可采用單基站大區(qū)制或多基站小區(qū)制。無線調(diào)度系統(tǒng)分為行車調(diào)度、環(huán)控調(diào)度、公安調(diào)度和維修調(diào)度等通話組。組間不能交叉呼叫，各組享有不同的優(yōu)先權， 不同的無線用戶也擁有不同的優(yōu)先權。

參　考　文　獻

1 　Timothy Kwok. A TM The Paradigm for Internet ， Intranet ， and Residential Broadband Services and Application. Prentice Hall PTR ， 1998

2 　David G. Gunningham. 千兆位以太網(wǎng)組網(wǎng)技術. 北京:電子工業(yè)出版社，2001

篇（7）

傳輸系統(tǒng)作為整個通信系統(tǒng)的核心部分，它的價比將更具優(yōu)勢。所以，當未來城市軌道交通通信技術選擇十分重要。隨著通信技術的不斷發(fā)展，用帶寬需求進一步提高的時候，DWDM 技術將是很于城市軌道交通的傳輸技術也不斷的更新?lián)Q代，尤好的方案。同時，由于考慮到城市軌道交通通信的其近幾年通信技術的迅猛發(fā)展，為傳輸技術的選擇實際需要， 可以選擇成本更低， 使用更可靠的了提供了更廣闊的范圍。我國現(xiàn)在使用的各種傳CWDM 技術。CWDM 的特點是波長數(shù)量較少（一輸技術及其優(yōu)缺點如表1 。般在4～12 波），波長間隔較大，價格便宜。最但是，隨著通信新技術的涌現(xiàn)和成熟，隨著軌后，隨著各種新興的電信技術的涌現(xiàn)和采用，城市道交通新業(yè)務的出現(xiàn)和帶寬需求的上升，以下幾種軌道交通信息通信也完全可以借鑒和運用。

面向對象的編程思想，將數(shù)據(jù)與對數(shù)據(jù)的處理方法放在一起，相對形成一個獨立的整體，即是對象，面向對象的設計思想是模擬自然界認識事務、處理事務的辦法，它是從同類的對象中，抽出共性，形成類（即Class），任何一個類中的數(shù)據(jù)，都有一套自有的方法來進行處理，類與類之間可以通過簡單的接口與外部的聯(lián)系進行消息的傳遞，面向對象的程序早期的時候，軟件行業(yè)曾經(jīng)專門研究過面象對象的編程，但是大型軟件的開發(fā)，編程的工作只占其中很小的一個方面，而現(xiàn)在重新提出面向對象的編程方法則是因為它符合大腦的思維方式，也符合客觀世界的構成，因此，軌道交通收費系統(tǒng)的模擬軟件將把面向對象的思想方法貫穿整個開發(fā)的過程，它的實現(xiàn)過程就是一面面向對象的軟件開發(fā)過，面向對象的過程分五個方面：對象分析（即Object Orjented Analysis，也稱OOA）、面向對象設計（即Object Oriented Design，也稱OOD）、面向對象的編程（也稱OOP）、面向對象的測試（即Object Oriented Test，也稱OOT）、面向對象的維護（即Object Oriented Soft Maintenance，也稱OOSM）這五個過程，程序將進入這5個階段之后運行進入維護期，然后投入使用。

事件驅動程序的設計思想，這次的課題研究目是的生成軌道交通收系統(tǒng)統(tǒng)的模擬軟件，因此要描述輕楚輸出文件的整個過程，在這個過程中，將會出現(xiàn)很多計費的數(shù)據(jù)，同時還需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的接口。

軟件代碼的設計原則，設計軟件的最終目的是要讓用戶能投入使用且達到預期的效果，因此，一款軟件設計得成功與失敗的徇方式則是要先按照程序設計的標準形成計計原則，再讓程序設計能達到正確、可拓展、可維護、可用、可重復使用、高效，這就是軟件代碼最終要實現(xiàn)的目的。

軟件界面的設計原則，軟件的界面是為了達到人機互動的目的，它是使用者和計算機互動的一個橋梁，應用軟件中最重要、最關鍵的一個部份就是軟件界面部份，軟件界面是否合理關系著整個軟件系統(tǒng)能不能發(fā)揮出應有的性能，用戶能不能通過軟件高效率的投入工作，因此，一個友好的軟件界面有以下幾個要求：

要求軟件界面能準確可靠，用戶在通過界面使用軟件的時候，要求少出錯、容錯度高、高可靠性，用戶輸入的每一個操作都能得到適當?shù)捻憫词褂脩粼诓僮魃鲜。矐试S在出錯之后，軟件能進一步與用戶互動，提供用戶修改出錯的過程，有糾錯的機制，讓用戶能接下來以正確的狀態(tài)重新再使用軟件，用戶的界面應當能夠有檢查用戶出錯的過程，如果用戶一旦出錯，則運行過程能中止，讓錯誤的操作不會在運行的過程中曼延，用戶的界面還應該能讓軟件內(nèi)部的總價出現(xiàn)錯誤，一旦出現(xiàn)錯誤，軟件的界面應該能響應，且讓用戶繼續(xù)了解并進行操作；

軟件的界面必須簡單直觀，因為軟件界面的目的就是為了使環(huán)境復雜程序降低，以免信息超載，同時也要使工作效率提高，軟件界面的簡單直觀包括輸入和輸出都必須簡單直觀，輸入的簡單直觀是指用戶輸入的時候不必輸入太多的信息，可以設置缺省，擊鍵的次數(shù)和難度都要降低，用戶的記憶過程和操作過程都需要降低，輸出的簡單直觀是指顯示出的信息必須是簡單和易理解，軟件界面的簡單直觀還必須一臻，所有的命令語言都要有相同的結構，所有的關鍵詞都必須意義一致代表同一個內(nèi)容，整個系統(tǒng)的風格要統(tǒng)一一致便于用戶理解；

軟件的界面要有易學習性和易使用性，軟件的界面要求能適用所有的操作用戶，能有多種的學習方式與使用方式，這樣才能極大的方便用戶，易學習性和易使用性還指在用戶需要的時候軟件能隨時提供幫助，這些幫助指系統(tǒng)功能的提示、用戶操作方法的提示、運行狀態(tài)進行的提示、錯誤處理方法的提式，易學習性和易使用性要求軟件的界面能與人的理解方式、記憶方式、通性方式、解決問題的方式相兼容。

篇（8）

城市軌道交通信號系統(tǒng)在當今社會中發(fā)揮著重要的作用，是軌道交通發(fā)展中必不可少的科研成果。隨著科技信息技術高速發(fā)展，列車對信號系統(tǒng)要求越來越高，不僅表現(xiàn)在安全方面，同時還表現(xiàn)在效率方面，都需要信號系統(tǒng)具有較強的技術基礎，為此，下文對城市中城市軌道交通信號系統(tǒng)的關鍵技術進行深入研究。

1城市軌道交通信號系統(tǒng)

1.1城市軌道交通信號系統(tǒng)在生活中的作用

城市軌道交通在實際運行中具有舒適性、不間斷性、準點性等特點，基于城市軌道交通的這些特點，在城市軌道交通系統(tǒng)中采用軌道交通信號系統(tǒng)能夠將信號設備的作用充分發(fā)揮，達到事半功倍的效果。從世界上先進的軌道交通運營中發(fā)現(xiàn)，只有高水平的信號系統(tǒng)，才能夠在交通中實現(xiàn)提高列車運行的效率，并且安全性能比較高[1]。

1.2城市軌道交通信號系統(tǒng)特征

第一，城市軌道交通中所承擔的客流量比較多，基于安全角度考慮，對于行車之間的最小行車間距要求比較高，進而對列車的速度監(jiān)控提出了較高的要求，其主要的目的就是為了實現(xiàn)列車運行中的安全保障。第二，對城市軌道交通運輸速度進行分析，城市軌道交通運行中的實際速度與鐵路干線相比，數(shù)值上相差很多，所以，在實際的城市軌道交通信號系統(tǒng)中，不需要數(shù)據(jù)傳輸較快的信號系統(tǒng)，只需要傳輸速度較低的系統(tǒng)就可以實現(xiàn)信號傳輸功能；第三，由于在城市中，列車的運行間隔比較小，運行中所展現(xiàn)的規(guī)律性比較強[2]。

2城市軌道交通信號系統(tǒng)設計情況

由于我國在城市軌道交通信號系統(tǒng)研發(fā)中起步比較晚，與國際水平間存在一定的距離。在城市軌道交通信號系統(tǒng)建設階段，由于在各項技術上，外商對信號系統(tǒng)設計的核心技術掌握著主動權，因此，在國內(nèi)市場中，不得不對信號系統(tǒng)進行比較長時間的調(diào)試；在信號系統(tǒng)的運營階段，進口設備在實際運行與維護上存在很多障礙，一些比較輕微的故障就需要外援，并且設備在實際運行中的風險比較大；在建設階段，對于網(wǎng)絡化比較復雜的城市，存在多種形式的信號系統(tǒng)，因此，在實際的信號系統(tǒng)投入使用中，要想實現(xiàn)多元化網(wǎng)絡系統(tǒng)的實際使用，需要在多種線路中進行線路互聯(lián)，但是該種方式在某種程度上嚴重影響了資源的共享[3]。

3基于LTE技術的城市軌道交通信號系統(tǒng)技術分析

3.1LTE技術概述

LTE技術是當今比較適用的交通信號技術，該項技術在實際城市軌道交通信號系統(tǒng)中能夠實現(xiàn)高傳輸速率，低時延，并支持信號系統(tǒng)中的多種功能，支持廣播組的播出業(yè)務，具有無線接入架構。LTE技術的主體性能為：在20MHz頻譜帶寬條件下，技術系統(tǒng)能夠提供上行、下行分別為100Mb/s和50Mb/s的峰值速率。實現(xiàn)的城市軌道交通覆蓋率達到了100Km。為了實現(xiàn)更加優(yōu)化的功能，LTE系統(tǒng)中采取一種網(wǎng)格化結構，集成了適用于寬帶移動傳輸?shù)谋姸嘞冗M技術。LTE技術優(yōu)勢有很多，能夠實現(xiàn)傳輸效率高、頻譜使用靈活等功能[4]。

3.2LTE技術與WLAN技術性能對比

第一，在項目干擾方面，LTE技術能夠申請比較專業(yè)的頻段，有效避免外部設備的信號干擾，并且由ICIC來解決系統(tǒng)內(nèi)部干擾。但是WLAN技術在該方面采用的是開放性的頻段，信號很容易受到外部的干擾。從技術的可維護性上進行分析，LTE技術在網(wǎng)元上的數(shù)量比較少，實現(xiàn)無線覆蓋距離比較遠，城市軌道交通軌旁設備之間的距離比較大。在WLAN技術下，其信號覆蓋距離比較短，每200米就需要設置無線設備，后者在維護比較困難；從移動性上進行分析，LTE自動頻率校正技術性能比較高，能夠保證信號平穩(wěn)。而WLAN只適合于低速環(huán)境；從技術的服務質(zhì)量上進行分析，LTE技術支持優(yōu)先級的設置，能夠保證信號系統(tǒng)的無線傳輸，但是WLAN技術卻不能實現(xiàn)信號系統(tǒng)的優(yōu)先級。

3.3LTE信號系統(tǒng)在城市軌道交通中應用

隨著科技不斷發(fā)展，LTE技術在城市軌道交通中的應用越來越廣泛，LTE技術在諸多個城市軌道交通中應用。信號系統(tǒng)主要涉及的問題就是安全，無線信息系統(tǒng)要想實現(xiàn)穩(wěn)定性以及可靠性，對于信息系統(tǒng)的要求比較高。信號系統(tǒng)在進行通訊傳輸時實時性要求比較高，而在PIS系統(tǒng)中，無線通信傳輸要求比較低，但是在寬帶方面的需求比較大。兩者在技術需求上的方向不同，因此，不能單一的將PIS系統(tǒng)中的LTE技術靈活應用到城市軌道交通信號系統(tǒng)中來[5]。2014年，在北京地鐵指揮中心的支持下，多家信號廠商對LTE技術在信號系統(tǒng)中的實際應用進行現(xiàn)場測試，希望能夠通過專業(yè)的技能檢測，促進城市軌道交通信號技術發(fā)展。在現(xiàn)場測試中，具有代表性的廠商有華為、中興、普天等，通過這些廠商對LTE技術的實際測試，得出結論，并提出LTE技術在信號系統(tǒng)中應用的測試結果：第一，從延時方面，其傳輸時延的測試結果為10~25ms，其中最長的延時為106.5ms；第二，從信號方面，信號丟包率上下行均為0.005%以下；切換延時為34~46ms左右，其中最長時間為135ms；15MHz頻寬的平均吞吐量為，上行11Mb/s，下行19Mb/s。在實際的測量下，LTE技術能夠完全滿足信號系統(tǒng)在無線傳輸中的要求。在頻率信息選擇上，工信部了與無線接入系統(tǒng)頻率使用的相關事宜，對城市中軌道交通的申請使用提供支持以及肯定，換言之，城市軌道交通單位可以使用該頻段，并獲取得該頻段的使用權。民用手持設備中，對于信號的頻段占位將不會影響頻段的使用。與WLAN的開放頻段相比，專用頻段能夠有效緩解外部信息的干擾。LTE技術逐漸成為移動通信發(fā)展中的關鍵技術，在城市軌道交通信號系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。

4結論

本文中所介紹的城市軌道交通信號系統(tǒng)，在軌道交通行業(yè)發(fā)展中作用突出，是城市軌道交通的主力軍。在科技不斷發(fā)展的進程中，城市軌道交通信號系統(tǒng)與科技相結合，逐步實現(xiàn)智能化與科技化。本文立足于城市軌道交通信號系統(tǒng)的作用、特點，針對目前我國城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展近況，對相關問題進行分析，為信號系統(tǒng)中的關鍵技術的發(fā)展研究提供了一定的幫助。

[參考文獻]

[1]劉曉娟.城市軌道交通CBTC系統(tǒng)關鍵技術研究[D].蘭州交通大學,2009.

[2]王飛杰.城軌CBTC智能調(diào)度指揮系統(tǒng)關鍵技術的研究[D].北京郵電大學,2011.

[3]闞庭明.城市軌道交通乘客信息系統(tǒng)關鍵技術研究[D].中國鐵道科學研究院,2013.

篇（9）

中圖分類號：C913文獻標識碼： A

一、城市軌道交通通風空調(diào)系統(tǒng)的功能

通風空調(diào)系統(tǒng)作為城市軌道交通中的重要設備系統(tǒng)之一,擔負著對城市軌道交通內(nèi)部空間的空氣溫度、濕度、空氣流速、空氣壓力和空氣品質(zhì)進行控制的任務。列車正常運行時,為乘客和工作人員提供一個適宜的人工環(huán)境,滿足其生理和心理要求；當列車阻塞在區(qū)間隧道時,向阻塞區(qū)間提供一定的通風量,保證列車空調(diào)等設備正常工作,維持車廂內(nèi)乘客在短時間內(nèi)能接受的環(huán)境條件；當發(fā)生火災事故時,提供迅速有效的排煙手段,為乘客和消防人員提供足夠的新鮮空氣,并形成一定的迎面風速,引導乘客安全迅速地撤離火災現(xiàn)場；為各種設備提供必要的空氣溫度、濕度以及潔凈度等條件,保證其正常運轉。

從系統(tǒng)功能上可以看出,以滿足乘客出行為目的的城市軌道交通需要通風空調(diào)系統(tǒng)為乘客和工作人員營造一個安全良好的內(nèi)部空氣環(huán)境,這是保證其開通運轉必不可少的基礎條件。

二、城市軌道交通通風空調(diào)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

國外城市軌道交通通風空調(diào)系統(tǒng)是隨著工程建設不斷發(fā)展的,從最初完全采用自然通風到后來設置機械通風,再發(fā)展到空調(diào)降溫,基本上與地面建筑設備技術是同步前行的。國內(nèi)城市軌道交通從1969年北京地鐵一期工程的通風系統(tǒng)開始,經(jīng)過上海、廣州等城市的工程建設和運營,通風空調(diào)系統(tǒng)不斷完善,并在工程實踐中學習和借鑒歐洲國家和美國的技術和經(jīng)驗,目前城市軌道交通通風空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)能夠滿足功能需求,技術比較成熟和可靠。

目前城市軌道交通通風空調(diào)系統(tǒng)廣泛采用（1）通風系統(tǒng)(含自然通風、活塞通風和機械通風)；（2）站臺不設屏蔽門的通風空調(diào)系統(tǒng)；（3）站臺設置屏蔽門的通風空調(diào)系統(tǒng)這三種形式。具體到某個地下車站或某段地下隧道,通風空調(diào)系統(tǒng)的布局可能差異較大,但系統(tǒng)構成則是相同的。

城市軌道交通通風空調(diào)系統(tǒng)存在諸多問題,其中最主要的問題包括:

1、系統(tǒng)設置構成復雜,控制運行不便；

2、占用面積和空間巨大,地下機房面積一般在1200～2500m2左右,占地下車站總面積的12%～30%；

3、系統(tǒng)運行能耗巨大,以地鐵為代表的城市軌道交通的電力能源消耗主要體現(xiàn)在地鐵列車的牽引用電和通風空調(diào)系統(tǒng)用電兩個方面,在現(xiàn)有地鐵線的實際耗能統(tǒng)計中,通風空調(diào)系統(tǒng)的能耗已經(jīng)達到了地鐵總能耗的50%左右；

4、系統(tǒng)優(yōu)化和技術創(chuàng)新,以及新產(chǎn)品、新技術、新工藝的應用進展緩慢。

三、城市軌道交通通風空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展展望

1、安全健康

通風空調(diào)系統(tǒng)擔負著城市軌道交通內(nèi)部的空氣環(huán)境控制的重任,事關乘客和工作人員的健康與安全,系統(tǒng)設置和設備配置上一定要以此為最基本的出發(fā)點。以往工程上采用的系統(tǒng)形式也都是以此為前提的,但隨著工程建設速度的加快,遇到的復雜實際情況越來越多,例如城市地下長大隧道、山嶺隧道、過江(河、海)隧道等。山嶺隧道經(jīng)常伴隨著大埋深情況,過江(河、海)隧道經(jīng)常具有較大長度,因此在隧道中部設置中間風亭的代價將極其巨大,甚至技術上不可實施；長大隧道由于結構施工的要求,其結構形式多種多樣,隧道通風和排煙僅依賴已有的技術措施已不能完全滿足要求或技術經(jīng)濟合理性很差,這些都導致傳統(tǒng)的系統(tǒng)設置和運行模式無法適應實際的需要。中庭式車站、雙洞或三洞式全暗挖車站等多種新型建筑和結構形式車站目前也屢見不鮮,通風空調(diào)系統(tǒng)必須根據(jù)實際需要不斷改進,實現(xiàn)既滿足人員健康要求又保證安全的目標。

在實際工程建設的地質(zhì)勘察過程中,不斷遇到地下氣壓較高的有害氣體的情況。當城市軌道交通線路穿越儲氣層時,在設計、施工和未來運營過程中,一定要認真考慮有害氣體對工程的危害以及對工程后期運營帶來的不利影響,這是通風空調(diào)系統(tǒng)面臨的新問題,如果沒有合理可靠的技術手段,將會威脅人員的健康尤其是安全。現(xiàn)實問題要求通風空調(diào)系統(tǒng)適應新情況,發(fā)展新技術,解決新問題。隨著列車運行速度的提高,隧道內(nèi)的空氣壓力也隨之發(fā)生變化,國內(nèi)已經(jīng)有若干條城市軌道交通線路列車最高運行時速達到了120km/h,空氣壓力的波動對人員的舒適造成較大影響,情況嚴重時會危及健康。通風空調(diào)系統(tǒng)需要針對空氣壓力的變化,結合人員的健康要求,提出合理有效的控制標準,并會同有關專業(yè)共同加以解決。

2、經(jīng)濟節(jié)能

傳統(tǒng)的城市軌道交通通風空調(diào)系統(tǒng)存在兩大突出特點,一是占用面積和空間巨大,一般來說地下車站設備及管理用房一半的面積被通風空調(diào)機房占用。二是運行能耗極高,南方城市約50%的運營能耗為通風空調(diào)系統(tǒng)耗能；而北方城市通風空調(diào)系統(tǒng)的能耗也達到運行總能耗的近1/3。

設計、科研單位和生產(chǎn)企業(yè)應高度重視這兩大難題,并加以解決。目前出現(xiàn)的集成系統(tǒng)等就是在這方面作出的有益嘗試,但這些與工程建設的需要,尤其是國家節(jié)能減排的國策要求還有很大差距,還需要繼續(xù)努力,繼續(xù)探索,要從系統(tǒng)的精確計算、系統(tǒng)制式的選擇、系統(tǒng)設備的配置、系統(tǒng)控制、系統(tǒng)運行模式以及新設備的研發(fā)與應用等多個角度來做大量的工作。

從系統(tǒng)制式的選擇上看,合理的系統(tǒng)方式設置對節(jié)省所占用的土建空間和運營節(jié)能至關重要,應當結合氣候條件、運力因素、土建結構類型、地質(zhì)情況、建設標準和經(jīng)濟實力進行綜合的技術經(jīng)濟比較,發(fā)展和采用合理的系統(tǒng)制式。例如,日前通過由國內(nèi)多位著名專家鑒定的課題---“可調(diào)通風型站臺門通風空調(diào)系統(tǒng)”就是一項意義重大的創(chuàng)新和探索。課題組開創(chuàng)性地提出了可調(diào)通風型站臺門的理念,研制了相應的產(chǎn)品,并且提供了基于可調(diào)通風型站臺門的適用于不同氣候條件的新型環(huán)控系統(tǒng)形式,能夠很好地滿足城市軌道交通各種正常及事故工況下通風空調(diào)系統(tǒng)的全部功能需求,節(jié)能效果顯著；同時,還可以有效解決嚴寒地區(qū)冬季站內(nèi)溫度偏低的技術難題。

在系統(tǒng)方式和系統(tǒng)構成方案確定后,系統(tǒng)設備的選用及配置就成為重要的環(huán)節(jié),在工程建設中,考慮到不同運營時期客流量和熱負荷的不同,通風空調(diào)應采用不同的設備配置標準以適應負荷的變化,達到最大的運行節(jié)能效果,因此,應該大力提倡設備的科學分期安裝實施,盡管這樣增加建設管理上的事務。另外,應從建設和運營管理及投資體制方面綜合研究適當?shù)膶Σ吆驼摺?/p>

3、環(huán)保美觀

從城市景觀角度考慮,凸出地面的風亭和設置在地面的冷卻塔、風冷機組等設施與設備無疑會對城市景觀造成影響。在一些敏感區(qū)域和道路、建筑物布局緊張地段,以及居民集中地區(qū),這些矛盾極為突出。這就需要在風亭位置的選擇、風亭尺寸的選用、風亭建筑形式等方面多加研究。對于通風空調(diào)系統(tǒng)也應進行創(chuàng)新性研究,以利于解決此類問題。例如目前出現(xiàn)的蒸發(fā)冷凝式系統(tǒng)就是其中的一項實際舉措,這項技術采用蒸發(fā)冷凝機組取代傳統(tǒng)意義上的冷卻塔裝置,設置在地下,并充分利用水的汽化潛熱將熱量散發(fā),實現(xiàn)制冷效率的提高,也有利于節(jié)能。

城市軌道交通通風空調(diào)系統(tǒng)對城市環(huán)境的噪聲與振動影響也不容忽視。城市軌道交通線路可能穿越城市不同環(huán)境要求的區(qū)段,其對周邊的環(huán)境噪聲與振動影響應滿足環(huán)保的要求。從這個意義上分析,城市軌道交通通風空調(diào)設備應低噪聲、低振動和低能耗。

結束語

城市軌道交通通風空調(diào)系統(tǒng)技術需要總結國內(nèi)外城市軌道交通通風空調(diào)系統(tǒng)的實際應用經(jīng)驗,結合新的理念,采用新的技術,改造和提升傳統(tǒng)系統(tǒng)方式,加快系統(tǒng)技術的更新和促進技術進步,并充分結合工程建設的具體情況,解決在技術上和運行上存在的諸多不足,實現(xiàn)通風空調(diào)技術在城市軌道交通領域的科學理性探索和符合工程實際、滿足國家需要的高水平發(fā)展。

參考文獻

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1 引言

信號系統(tǒng)是現(xiàn)代大運量、高密度的軌道交通自動控制系統(tǒng)中的重要組成部分，保證列車和乘客的安全，對列車高速、有序運行起到重要的作用。閉塞技術是信號系統(tǒng)中的一項核心技術。閉塞是指為保證列車運行的安全，防止列車相撞和追尾，在同一區(qū)間同一時間之內(nèi)只準許一列列車占用(即列車已經(jīng)進入?yún)^(qū)間或列車雖未進入?yún)^(qū)間，但已取得占用區(qū)間的許可)，為了達到這一技術要求而采取的方法。

閉塞技術經(jīng)歷了半自動閉塞時期到如今的自動閉塞時代。并逐步建立起我國的自動閉塞、機車信號和列車運行超速防護的完整體系。實現(xiàn)了大運量、高密度安全可靠行車。

2 自動閉塞技術

自動閉塞是在列車運行自動控制系統(tǒng)（ATC）控制下，根據(jù)列車運行及有關閉塞分區(qū)狀態(tài)，自動變換通過信號機顯示而司機憑信號行車

的閉塞方法。按閉塞制式分為固定閉塞、準移動閉塞、移動閉塞。

2.1 固定閉塞

運行列車間的空間間隔是若干個閉塞分區(qū)，閉塞分區(qū)數(shù)依劃分的速度級別而定。一般情況下，閉塞分區(qū)是用軌道電路或計軸裝置來劃分的，它具有列車定位和占用軌道的檢查功能。固定閉塞的追蹤目標點為前行列車所占用閉塞分區(qū)的始端，后行列車從最高速開始制動的計算點為要求開始減速的閉塞分區(qū)的始端，這兩個點都是固定的，空間間隔的長度也是固定的。

由于地鐵的特殊條件，對安全的要求更加嚴格，因此必須配備列車自動保護系統(tǒng)。列車自動保護系統(tǒng)通過列車間的安全間隔、超速防護及車門控制來保證列車運行的安全暢通。在固定劃分的閉塞分區(qū)中，每一個分區(qū)均有最大速度限制。若列車進入了某限速為零或被占用的分區(qū)，或者列車當前速度高于該分區(qū)限速，列車自動保護系統(tǒng)便會實施緊急制動。列車自動保護系統(tǒng)地面設備以一定間隔或連續(xù)地向列車傳遞速度控制信息。該信息至少包含兩部分：分區(qū)最高限速和目標速度(下一分區(qū)的限速)。列車根據(jù)接收到的信息和車載信息等進行計算并合理動作。速度控制代碼可通過軌道電路、軌間應答器、感應環(huán)線或無線通信等傳輸，不同的傳遞方式和介質(zhì)也決定了不同列車控制系統(tǒng)的特點。為了保證安全，地鐵列車在兩列車之間還增加了一個防護區(qū)段，即雙紅燈區(qū)段防護。后續(xù)列車必須停在第二個紅燈的外方，保證兩列車之間至少間隔一個閉塞分區(qū)。如圖1所示。

2.2 準移動閉塞

傳統(tǒng)的固定閉塞制式下，系統(tǒng)無法知道列車在分區(qū)內(nèi)的具置，因此列車制動的起點和終點總在某一分區(qū)的邊界。為充分保證安全，必須在兩列車間增加一個防護區(qū)段，這使得列車間的安全間隔較大，影響了線路的使用效率。

準移動閉塞方式采取目標距離控制模式。在控制列車的安全間隔上比固定閉塞進了一步。它通過采用報文式軌道電路輔之環(huán)線或應答器來判斷分區(qū)占用并傳輸信息，信息量大；可以告知后續(xù)列車繼續(xù)前行的距離，后續(xù)列車可根據(jù)這一距離合理地采取減速或制動，列車制動的起點可延伸至保證其安全制動的地點，從而可改善列車速度控制，縮小列車安全間隔，提高線路利用效率。但準移動閉塞中后續(xù)列車的最大目標制動點仍必須在先行列車占用分區(qū)的外方，因此它并沒有完全突破軌道電路的限制。

目標距離控制模式根據(jù)目標距離、目標速度及列車本身的性能確定列車制動曲線，不設定每個閉塞分區(qū)速度等級，采用一次制動方式。準移動閉塞的追蹤目標點是前行列車所占用閉塞分區(qū)的始端，當然會留有一定的安全距離，而后行列車從最高速開始制動的計算點是根據(jù)目標距離、目標速度及列車本身的性能計算決定的。目標點相對固定，在同一閉塞分區(qū)內(nèi)不依前行列車的走行而變化，而制動的起始點是隨線路參數(shù)和列車本身性能不同而變化的。空間間隔的長度是不固定的，由于要與移動閉塞相區(qū)別，所以稱為準移動閉塞。顯然其追蹤運行間隔要比固定閉塞小一些。一般情況下，閉塞分區(qū)是用軌道電路或計軸裝置來劃分的，它具有列車定位和占用軌道的檢查功能。

2.3 移動閉塞

目標點是前行列車的尾部，與前行列車的走行和速度有關，是隨時變化的，而制動的起始點是隨線路參數(shù)和列車本身性能不同而變化的。空間間隔的長度是不固定的。

通過車載設備和軌旁設備不間斷的雙向通信，控制中心可以根據(jù)列車實時的速度和位置動態(tài)計算列車的最大制動距離。列車的長度加上這一最大制動距離并在列車后方加上一定的防護距離，便組成了一個與列車同步移動的虛擬分區(qū)。由于保證了列車前后的安全距離，兩個相鄰的移動閉塞分區(qū)就能以很小的間隔同時前進，這使列車能以較高的速度和較小的間隔運行，從而提高運營效率。

移動閉塞的線路取消了物理層次上的分區(qū)劃分，而是將線路分成了若干個通過數(shù)據(jù)庫預先定義的線路單元，每個單元長度為幾米到十幾米之間，移動閉塞分區(qū)即由一定數(shù)量的單元組成，單元的數(shù)目可隨著列車的速度和位置而變化，分區(qū)的長度也是動態(tài)變化的。線路單元以數(shù)字地圖的矢量表示。如圖2所示，線路拓撲結構的示意圖由一系列的節(jié)點和邊線表示。任何軌道的分叉、匯合、走行方向的變更以及線路的盡頭等位置均由節(jié)點(Node)表示，任何連接兩個節(jié)點的線路稱為邊線。每一條邊線有一個從起始節(jié)點至終止節(jié)點的默認運行方向。一條邊線上的任何一點均由它與起點的距離表示，稱為偏移。因此，所有線路上的位置均可由[邊線，偏移]矢量來定義，且標識是唯一的。邊線e7連接節(jié)點n5和n6，默認方向為從n6到n5方向；節(jié)點n5與邊線e7、e8和e11相連。

移動閉塞系統(tǒng)中列車和軌旁設備必須保持連續(xù)的雙向通信。列車不間斷向軌旁控制器傳輸其標識、位置、方向和速度，軌旁控制器根據(jù)來自列車的信息計算、確定列車的安全行車間隔，并將相關信息(如先行列車位置、移動授權等)傳遞給列車，控制列車運行。

3 結語

通過與香港地鐵運營培訓公司的合作調(diào)研分析，并通過模擬實踐操作，更深刻地體會到不同制式下的應用。可以看出，在固定閉塞、準移動閉塞中是利用前行列車所在分區(qū)的始端作為后續(xù)列車行車的觀測點，在這種技術中分區(qū)的設置對行車的速度、密度等起著重要的作用；在移動閉塞中采用先進的通信方式進行大容量的地-車信息雙向傳輸，能夠實現(xiàn)列車精確定位，后續(xù)列車以前行列車的尾部作為觀測點，大大提高了行車的密度，縮短了行車間距，易于實現(xiàn)無人駕駛。

參考文獻

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一、高職高專城市軌道交通控制專業(yè)分布情況

全國共有30所院校開設了此專業(yè)，而東北地區(qū)僅有5所，這遠遠滿足不了東北地區(qū)城市軌道交通通信信號技術行業(yè)對人才的需求。

二、高職高專城市軌道交通通信信號技術專業(yè)招生與就業(yè)崗位分布情況

近三年來東北地區(qū)的5所院校在校生人數(shù)基本維持在900人左右，招生數(shù)基本維持在300人左右。而從該專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)的崗位分布情況來看，絕大多數(shù)都專業(yè)對口，其中吉林鐵道職業(yè)技術學院和遼寧鐵道職業(yè)技術學院的畢業(yè)生主要分布在各鐵路局的信號檢修員崗位，哈爾濱職業(yè)技術學院、長春職業(yè)技術學院和吉林交通職業(yè)技術學院的畢業(yè)生分布則以哈爾濱地鐵、長春輕軌、沈陽地鐵為主，以鐵路局為輔。

三、高職高專城市軌道交通通信信號技術專業(yè)教學存在的主要問題

因為每個學校的條件和基礎都不相同，所以在課程設置上的側重點也不同。但在課程設置上都存在一個共性的問題，就是實踐動手部分不夠突出。實訓條件是各個學校差距最大的地方，有的學校實訓條件非常好，有各種真實設備，但有的學校連模擬軟件都沒有。師資情況對于一些老的鐵道院校來說擁有較強的實力，但對于其他院校來講面臨著匱乏的窘境。

四、我國高職高專城市軌道交通通信信號技術專業(yè)教學改革建議

1.專業(yè)培養(yǎng)目標與專業(yè)方向調(diào)整建議。培養(yǎng)目標：本專業(yè)面向城市地鐵、國有鐵路、地方鐵路、信號工程公司等單位，培養(yǎng)掌握軌道交通通信和信號方面的專業(yè)知識，具備從事軌道交通通信和信號設備的檢測、維護與管理所需要的專業(yè)技能，并具有較強綜合實踐能力的有文化、技能型、高素質(zhì)人才。專門化方向：通信信號技術。

2.專業(yè)課程設置的原則建議。根據(jù)對走訪企業(yè)人才需求反饋情況分析，企業(yè)需要的是具有一定理論基礎、具有可持續(xù)發(fā)展的高素質(zhì)、技能型人才。因此，課程體系應包括素質(zhì)類訓練、基礎類課程、專業(yè)基礎課程、核心課程及拓展課程，人才培養(yǎng)應遵循做實基礎、形成特色、提升能力這樣一條主線。