城市轨道交通无线通信系统的最新进展
城市轨道交通通信系统的现状及发展
城市轨道交通通信系统的现状及发展摘要:我国城市化发展进程的不断推进,促使我国城市轨道交通发展规模不断壮大,以满足现代城市建设和居民生活的出行需求。
城市轨道交通当中的通信系统作为重要的网络平台,能够提供应急指挥、企业管理、治安反恐、运营调度等多种服务,属于地跌运转的神经系统。
为了更好的发挥通信系统在城市轨道交通运转当中的积极作用,本文结合城市轨道交通通信系统的概述,分析城市轨道交通通信系统的现状以及未来发展。
关键词:城市轨道;交通通信;系统;现状;发展;引言随着人民生活水平的不断提高,人民对居住地的要求也越来越高。
随着我国城市化力度的不断加大,如何将人民居住地发展成为一个宜居地,将一个普通的城市发展成为一个充满现代主义特色的城市成为了一项重要的课题。
城市化进程的不断推进带动了我国城市轨道交通行业的繁荣发展,随着城市附加功能的逐步健全,城市公共设施的大力建设成为提高城市质量、改善人民群众生活的品质和满足人民日益增长的文化追求的必经之路,城市交通有诸多功能,比如缓解市民日常出行压力,必要时的军事功能等其他一系列的功能。
1.城市轨道交通专用通信系统1.1网络化众多城市正在扩建、在建地铁,城市轨道交通已从单线建设转变为网络化建设与运营,网络化建设与运营可以最大限度地实现资源共享,让投资和维护成本得到最大限度地降低。
全面实现互联互通,恰如公众通信系统那样,在全网实现无缝衔接;为确保质量、提高效率、降低成本、方便使用与维修,就需要在不同线路建设与运营管理中实施统一标准。
网络化建设与运营是一项跨线路、跨企业的巨大工程,虽然困难重重,但有上海地铁网络化的榜样和经验在先,相信最终一定会成功。
1.2标准化在城市轨道交通建设的投资中,土建工程占7成,机电设备占3成。
通信设备与车辆、信号、通信、监控、灭火、乘客资讯、自动售检票设备一同属于机电设备中的系统设备,而通风、空调、电扶梯、给排水等则属机电设备的通用设备。
不同线路的土建工程和机电设备有一定的共同之处,因此应当也必须在实际规划及建设中施行统一的标准。
城市轨道交通信号系统的发展
列车从地面的一个AP切换到另一个AP时信息传
输会有中断, 存在一定程度的丢包现象, 如何提高信
息传输的可靠性也待研究。
2023/12/4
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❖旧线改造信号系统模式
我国早期建设的运营线路(旧线) 一般采用轨道 电路方式的ATC系统,因此在信号系统改造时,推 荐采用基于通信的列车控制系统(CBTC)方案。改造 期间,无线通信的CBTC系统与既有的轨道电路互 不影响,减少了改造的技术难度和工程管理难度。
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现在正在建设的项目(广州地铁5号线、广佛线,上海地铁
6、7、8、9号线,北京地铁4号线,沈阳地铁1、2号线,成
都地铁1号线等),都选择了基于点式AP 无线通信的CBTC系
统,它已经成为我国城市轨道交通信号系统选型的主流制式。
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CBTC系统采用当前先进的计算机技术和信息传 输技术,不与牵引供电争轨道,有利于牵引供电专业 合理布置设备;不需要在轨道上安装设备,易形成疏 散通道。采用CBTC技术,具有多方面优势(提高效率、 易于延伸线建设和改造升级),可以充分利用国内现 有的信号产品和资源,易于实现国产化。其中具有完 全自主知识产权的计算机联锁设备和ATS子系统已经 成功在现场开通使用。但目前CBTC系统的应用在国 际上还处于初期阶段,国外厂商都在结合工程实践不 断完善,开通投入商业运营的线路并不多,开通过程 中主要存在以下技术瓶颈,需要在今后的研制和工程 实施中加以解决。
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选用移动闭塞CBTC最大的论据是提高运行效
率,可缩短列车追踪运行间隔,但是固定闭塞和准
移动闭塞,及移动闭塞的区间最小运行间隔分别为
120 s、100 s和90 s,而运行间隔的瓶颈是端站的
LTE-M_技术在大连地铁13_号线信号CBTC_系统的规划研究
第2期2024年1月无线互联科技Wireless Internet Science and TechnologyNo.2January,2024作者简介:王文明(1989 ),男,工程师,学士;研究方向:轨道交通信号系统自动控制㊂LTE -M 技术在大连地铁13号线信号CBTC 系统的规划研究王文明,杜晓菲,万㊀霞(大连地铁运营有限公司,辽宁大连116000)摘要:随着通信技术的迭代发展,基于CBTC 的无线列车控制系统已逐步代替基于轨道电路的车地通信技术㊂其中,WLAN 技术应用广泛㊂大连城市轨道交通中地铁1㊁2号线信号数据通信系统采用2.4GHz 频段的WLAN 技术㊂近几年,随着我国无线网络的迅速普及㊁Wi-Fi 的大量使用,对地铁1㊁2号线信号系统车地无线通信的稳定性带来了隐患㊂因此,大连地铁13号线在修建过程中,信号数据通信网络DCS 系统采用了1.8GHz 专用频段的LTE -M 技术㊂文章以此为切入点,对大连地铁13号线信号系统LTE -M 技术方案进行详细介绍,同时通过对WLAN 技术以及LTE 技术对比分析,阐述LTE 技术在轨道交通车地无线通信系统中具有的技术优势㊂关键词:大连地铁;13号线;信号系统;LTE -M 技术;无线网络规划中图分类号:TN915.03㊀㊀文献标志码:A0㊀引言㊀㊀当前,城市轨道交通车地无线通信设备多数采用2.4GHz 的WLAN 技术㊂WLAN 技术的工作频段为2.4GHz 公用频段,很难保证通信信息传输的稳定性和持久性,特别是随着智能设备的应用普及,智能手机㊁无线蓝牙耳机㊁智能手表等无线设备都会给地铁信号车地通信的稳定性带来巨大挑战㊂近2年,城市轨道交通车地无线通信系统受网络干扰问题时有发生㊂以大连地铁为例,地铁1㊁2号线车地无线通信由于受网络干扰,导致列车运行多次发生突发紧急制动,特别是客流量较大的车站,比如地铁1㊁2号线西安路站,对轨道交通的稳定运营造成了不利影响㊂因此,在工信部 2015 65号文‘工业和信息化部关于重新发布1785~1805MHz 频段无线接入系统频率使用事宜的通知“中,为满足轨道交通无线通信网络的需求,解决2.4GHz 无线干扰问题,建议轨道交通构建1785~1805MHz 无线通信频段[1]㊂目前,基于LTE -M 技术的信号车地无线通信系统在地铁13号线的实际应用中运行稳定㊂1㊀大连地铁13号线信号DCS 系统介绍㊀㊀大连地铁13号线分散控制系统(DistributedControl System,DCS)采用双网冗余设计,A 网和B 网是完全相同并且独立的网络,双网硬件独立,互不影响,每一个网络都要包括轨旁有线设备㊁车载设备以及车地无线设备㊂系统包括有线通信部分和无线通信部分,其中有线通信部分是基于IEEE802.3以太网标准,无线通信部分采用分时长期演进(Time Division Long Term Evolution,TD -LTE)技术,均使用在业界较为成熟的通信设备㊂DCS 子系统的车地无线通信网是沟通车载数据通信网与轨旁网络的渠道,实现车地之间的双向通信㊂13号线DCS 系统共有20MHz 频宽可用,A /B 网各使用不同的5MHz 网络频宽㊂1.1㊀LTE 轨旁环网㊀㊀轨旁有线网络采用以太网标准IEEE802.3㊂在控制中心㊁设备集中站㊁车辆段设置环网传输节点,环网节点之间由工业级交换机相连,组成RRPP 环网,环网收敛时间<50ms;非设备集中站的交换机通过光纤连接到所属联锁区的集中站环网节点上㊂控制中心和二十里堡站的交换机分别作为环网的主用网关和备用网关,A /B 2张网互相独立冗余㊂1.2㊀LTE 车地无线网络㊀㊀车地无线通信网络采用双网冗余架构,A /B 双网覆盖承载信号系统车地通信业务㊂轨旁通过漏缆实现无线网覆盖,提高了LTE 无线信号覆盖质量㊂LTE无线通信网络提供上行㊁下行各不小于3Mbit /s 的信息传输速率㊂LTE车地无线通信网络由EPC核心交换机㊁轨旁基站系统以及车载终端设备组成,其中轨旁基站系统由基带单元(Building Baseband Unit,BBU)以及远端射频单元(Remote Radio Unit,RRU)构成㊂BBU及RRU数量设置需满足线路运行条件,支持多列车在运行时车载接入单元(Train Access Unit,TAU)的自动切换㊁无缝连接㊂RRU通过合路器汇接漏缆,最终实现轨旁无线网络的覆盖㊂1.3㊀核心网设备EPC㊀㊀LTE技术的核心部分就是电子动力控制(Electronic Power Control,EPC)系统,在整个网络架构中作用至关重要㊂为保证信号CBTC系统的安全稳定运行,分别于控制中心和车辆段配置2套核心网设备,双网冗余并行独立,采用不小于3Mbit/s的传输速率㊂EPC单网出现故障后不影响列车正常运营㊂核心网EPC交换机通过有线传输网络(环网交换机)与基带BBU进行通信,建立S1接口,通过网管设备监控全网设备的运行情况㊂1.4㊀时钟同步服务器㊀㊀LTE-M技术要求基站时钟保持同步,不同基站之间的频率必须同步在一定精度之内,否则就会出现丢包㊁延时㊂地铁13号线LTE采用了GPS/北斗+时钟同步服务器1588V2的高精度时钟同步解决方案,单个基站GPS出现问题后,基站设备将同步交换机传递过来的1588V2时钟信号,保障运行㊂1.5㊀LTE系统基站㊀㊀LTE基站由BBU设备及RRU设备构成㊂BBU 部署在各设备集中站,通过有线传输网络与核心网交换机相连㊂RRU沿线路进行部署,包括车站㊁区间㊁岔区㊁折返线㊁车辆段及出入段线等需要计算机控制列车传输系统(Computer-based Train Control,CBTC)覆盖的所有区域㊂RRU通过光纤与集中站BBU相连㊂无线网络的部署使用了漏缆覆盖,上下行各敷设一根漏缆,通过合路器将信号馈入RRU,避免了无线信号的泄露,有很强的抗干扰性㊂1.6㊀LTE车载设备㊀㊀地铁13号线列车支持CBTC模式下的列车自动驾驶(Automatic Train Operation,ATO)㊁列车超速防护系统(Automation Train Protection,ATP)模式运行㊂车载无线网络提供车载设备间通信接口,车载交换机遵循国际通行的IEEE802.3u和802.3x协议,为车载设备提供10M/100M以太网接口㊂车载通信网由TAU㊁TAU天线及车载交换机组成㊂TAU天线采用鱼鳍天线和板状天线,分别安装在车顶和车底㊂列车两端的无线设备互为A/B网冗余设计,一端出现故障后不影响车地通信功能,不会对列车运行造成影响㊂1.7㊀频率规划㊀㊀地铁13号线无线通信频率规划方案采用工信部建议的交通行业专用频段1.8GHz(1790~ 1800MHz),A㊁B双网各采用5MHz频宽,并行工作㊂A网使用1790~1795MHz带宽组网,B网使用1795~1800MHz带宽组网㊂A/B双网带宽及速率如表1所示㊂表1㊀A/B双网带宽及速率A网(5MHz)B网(5MHz)速率/Mbps下行上行上行下行33332㊀LTE方案的应用优势㊀㊀下文将结合LTE与WLAN2种方案在大连地铁不同线路之间的应用,分别在系统架构㊁抗干扰性㊁数据传输性能㊁可维护性等方面进行全面比较㊂2.1㊀无线系统架构㊀㊀地铁1㊁2号线WLAN技术的无线系统架构主要由轨旁接入点(Access Point,AP)及接收天线㊁车载中置后驱(Middle Engine Rear Drive,MR)及八木定向天线组成㊂轨旁AP及天线沿地铁线路布置,通过光缆接入信号设备机房,同接入交换机相连㊂地铁13号线LTE技术的无线系统架构主要由轨旁基站系统(包括BBU和RRU)㊁漏缆㊁轨旁GPS天线㊁时钟服务器㊁核心网EPC以及车载TAU及鳍状天线组成㊂对于2种方案,车载无线设备数量基本一致,但LTE方案中轨旁无线设备种类较多,可以看出在无线系统架构方面,WLAN技术设备组成较LTE技术简单㊂2.2㊀抗干扰性㊀㊀地铁13号线使用LTE-M专用频段,即1.8GHz (1790~1800MHz),该频段不向公众开放㊂同WLAN技术相比,与3大运营商的信号频段相对较远,受智能无线设备信号干扰风险较小㊂而且LTE技术具有完善的服务质量(Quality of Service,QoS)传输管理策略,9级算法实现9个调度优先级,基于业务需求分配带宽,信号CBTC系统会被优先满足,确保行车安全[2]㊂另外,地铁13号线的车地无线网络采用漏缆覆盖,轨旁RRU单网布置的距离可达1.5km,减少列车终端TAU切换次数,对比地铁1㊁2号线采用轨旁AP定向天线进行车地无线通信,信号要更加连续㊁稳定㊂2.3㊀数据传输性能㊀㊀WLAN技术最初的目标是替代有线网络,主要解决无线热点覆盖及适度的移动性,并没有考虑高速运动场景㊂因此,城市轨道交通列车高速运行时,车载通信设备在与轨旁AP进行连接-断开-再连接的过程中,易发生丢包情况㊂地铁13号线轨旁无线网覆盖采用漏缆,漏缆对于低频1.8GHz频段衰减较小,每百米损耗约4dB㊂同时,RRU最大发射功率为33dBm/MHz㊂在LTE承载的CBTC业务中,共有20MHz带宽可用,地铁13号线A/B双网各采用5MHz频宽,上下行速率可达3Mbps㊂而且,LTE的无线切换性能要高于WLAN技术,采用WLAN技术时,列车在运行过程中需要不断与轨旁AP天线进行切换,切换过程中难免存在丢包情况㊂而LTE技术中,RRU的布置距离为1.2km,在RRU之间的切换一般不会产生数据丢包㊂因此,LTE技术更适合高速度移动场景㊂2.4㊀可维护性㊀㊀地铁1㊁2号线轨旁AP的布置距离大约在150~ 200m,以2站区间2km为例,单网就需要布置约10个AP设备,轨旁无线设备布置数目较多㊂LTE技术在地铁13号线的实际应用中,采用漏缆,覆盖距离远,而且RRU的布置距离也较远,单网大约每隔1.5 km布置1个,相比于WLAN技术,LTE的轨旁无线设备更少㊁运维更简单㊁可维护性更高[3]㊂通过以上4个维度对比发现,WLAN技术在系统架构方面设备组成要更简单,LTE在抗干扰性㊁数据传输性能以及可维护性方面有更明显的优势㊂所以,LTE技术比WLAN技术更适合地铁高速移动场景㊂3 结语㊀㊀最近几年,大连地铁轨道交通事业飞速发展,为大连市民创造了方便快捷的出行方式㊂对于大连地铁的安全运营,信号车地无线通信系统起到了至关重要的作用㊂LTE技术的应用不仅解决了WLAN技术2.4GHz频段的民用设备干扰,而且通过对地铁13号线车地无线通信网络的信号测试,全线各站㊁各区间信号均能实现全面覆盖,系统故障率极低,可用性及稳定性都较高㊂总而言之,LTE已成为目前CBTC 系统车地通信的主流技术,将来若要彻底解决地铁1㊁2号线西安路站车地无线干扰问题,LTE方案可作为首选㊂参考文献[1]吕文斌.基于LTE的城市轨道交通CBTC列车车地无线通信的研究[J].数字通信世界,2018(12): 46-50.[2]归甜甜,苏阿峰.地铁信号系统WLAN与LTE车-地无线通信方案对比分析[J].铁道通信信号,2020 (5):83-86.[3]黄周平.浅谈LTE-M技术在城市轨道交通中的应用[J].广东通信技术,2020(7):5-8.(编辑㊀王永超)Research on LTE-M technlogy planning of CBTC system in Dalian metro Line13Wang Wenming Du Xiaofei Wan XiaDalian Metro Operation Co. Ltd. Dalian116000 ChinaAbstract With the iterative development of communication technology CBTC based wireless train control systems have gradually replaced track circuit based train ground communication technology.Among them WLAN technology is widely used.The signal data communication system of Metro Lines1and2in Dalian urban rail transit adopts WLAN technology in the2.4GHz frequency band.In recent years with the rapid popularization of wireless networks in China and the widespread use of Wi-Fi has brought hidden dangers to the stability of wireless communication between trains and ground in the signal system of Metro Lines1and2.Therefore during the construction of Dalian Metro Line 13 the signal data communication network DCS system adopted LTE-M technology in the1.8GHz dedicated frequency band.This article also takes this as the starting point to provide a detailed introduction to the LTE-M technical solution of the signal system of Dalian Metro Line13 and compares and analyzes the applications of WLAN technology and LTE technology in the field of vehicle ground wireless communication.Key words -。
5G无线通信技术在城市轨道交通中的应用
5G无线通信技术在城市轨道交通中的应用摘要:随着信息化技术的逐步推进,5G技术已经广泛应用于各行各业,交通行业也不例外,随着人们出行需求的逐步增加,交通行业也逐渐向着智慧化的方向不断推进。
而传统的WLAN技术、LTE技术已经很难满足现阶段轨道交通发展的实际需求,因此,在轨道交通领域5G通信技术的应用场景也越来越多。
因此,在本文中就首先简单介绍了5G无线通信技术的应用特点,探讨了5G技术在轨道交通中的具体应用,并且对未来5G通信技术的具体应用方案进行了分析。
关键词:5G无线通信技术;城市轨道;交通应用引言5G通信技术全称是第5代移动通信技术,5G通信技术是在4G通信技术基础上得到进一步发展的移动通信技术,相较于传统使用的4G通信技术,5G通信技术的传输速度更快、传输数据更多、更稳定,能够有效的提高我国城市轨道交通中应用信息传输的质量和效率。
还有就是在我国互联网技术和人工智能技术发展的背景下,应用5G通信技术能够有效的保证城市轨道交通中利用各种先进的智能化设备,通过这种方式来满足不同居民的不同需求。
因此将5G 通信技术应用在城市轨道交通中既能够提高城市轨道交通运行的质量和效率,同时还能够帮助城市轨道交通企业实现良好的经济效益目标和社会效益目标。
15G无线通信技术应用特点在实际应用过程中,5G技术更加注重于用户的体验,所以也进一步降低了网络平均吞吐速度以及传输延时,将5G技术与3D技术、VR技术进行有机结合,也逐步衍生出了新型的移动业务,这些都能够有效提升通信技术的实际应用性能,与传统的通信方式相比,5G技术能够进行物理层的传输,还可以实现小区与小区、用户和用户之间的传输网络,从整体构架方面来讲,也能够进一步提升其传输性能,5G技术实际应用过程中使用了高频段频谱资源,但是由于受到无线电波的限制,还需要联合应用光载无线组网和其他的技术手段。
此外,5G 技术在实际应用过程中也进一步提升了软配置的要求,也就是指各大运营商应根据网络资源的实际配置需求来调整业务流量,从而降低企业发展过程中的运营成本。
轨道交通车地无线通信双网解决方案
应急处理效果
减少损失:降低事 故损失,保障人员
安全
增强安全:提高轨 道交通系统的安全
性和可靠性
快速响应:在紧急 情况下,能够快速
响应并采取措施
提高效率:提高应 急处理效率,缩短
恢复时间
6
实践与展望
实践案例
北京地铁16号线: 采用车地无线通 信双网解决方案, 实现列车运行控 制和乘客信息服
务。
上海地铁10号线: 采用车地无线通 信双网解决方案, 实现列车运行控 制和乘客信息服
功能实现
01
双网融合:实现车地无线通信网 02
实时监控:实时监控列车运行状
络的融合,提高通信效率
态,提高列车运行安全
03
数据传输:实现列车与地面之间
04
故障诊断:实现列车故障的自动
的数据传输,提高列车运行效率
诊断,提高列车维修效率
05
智能调度:实现列车智能调度,
06
乘客服务:提供乘客信息服务,
提高列车运行效率
性能和稳定性
实施效果
01
提高通信质量: 降低误码率, 提高传输速度
02
降低成本:减 少设备数量, 降低维护成本
03
提高安全性:增 强网络安全性,
防止数据泄露
04
提高效率:减少 部署时间,提高
系统稳定性
5
应急处理措施
应急预案
建立应急指挥中 心,统一协调指
挥
定期组织应急演 练,提高应急处
置能力
制定应急预案, 明确应急处置流
03
实时监控:实时监控列车运 行状态,提高行车安全
02
冗余设计:采用冗余设计, 提高系统可靠性和稳定性
04
试论城市轨道交通通信系统的发展以及现状
试论城市轨道交通通信系统的发展以及现状随着城市化进程的加速和交通需求的不断增长,城市轨道交通系统逐渐成为城市公共交通的重要组成部分。
而轨道交通通信系统作为轨道交通的重要支撑技术,对于城市轨道交通系统的安全、运行效率和智能化管理起着至关重要的作用。
本文将试论城市轨道交通通信系统的发展历程以及目前的现状。
城市轨道交通的发展历程城市轨道交通通信系统的发展与城市轨道交通的发展密不可分。
最早的城市轨道交通可以追溯到19世纪末20世纪初的地铁系统,当时的地铁系统主要依靠人力车辆进行牵引,运行速度较慢,安全性也难以保障。
随着工业化的进程和科技的不断发展,城市轨道交通系统开始引入电力牵引技术,地铁运行速度得到了显著提高,并且运营成本也得到了有效控制。
当地铁系统逐渐发展壮大,系统复杂度增加,对运行效率和安全性的要求也变得越来越高。
这就对城市轨道交通通信系统提出了更高的要求,需要引入更先进的技术手段来支撑轨道交通系统的运行。
城市轨道交通通信系统的现状目前,城市轨道交通通信系统已经进入了数字化、智能化的发展阶段,城市轨道交通系统的控制和监控功能已经转变为数字化方式,通信系统成为轨道交通系统中的“神经系统”,对于实时监控、运行控制、数据交换和信息处理等方面起着至关重要的作用。
如今,城市轨道交通通信系统已经不仅能够实现列车的实时监控和定位,还能够实现列车间的通信、信息的传递以及故障诊断和维修等功能。
城市轨道交通通信系统还能够实现列车和地面控制中心之间的通信,实现对整个轨道交通系统的全面监控和调度,提高了系统的安全性和运行的效率。
在城市轨道交通通信系统的发展中,无线通信技术的应用日益广泛。
传统的城市轨道交通通信系统通常采用有线通信技术,虽然稳定可靠,但是在城市轨道交通系统复杂环境下的布线和维护成本较高。
而无线通信技术的应用可以有效降低系统的维护成本,同时还可以满足城市轨道交通系统日益增长的通信需求。
在目前的城市轨道交通系统中,已经开始广泛采用LTE、Wi-Fi等无线通信技术,实现了城市轨道交通系统的多媒体信息传输、智能监控、远程维护等功能,极大地提高了城市轨道交通系统的运行效率和安全性。
城市轨道交通无线通信网络的融合及其方案应用
城市轨道交通无线通信网络的融合及其方案应用摘要:城市轨道交通无线通信系统,从模拟技术发展到数字技术,从窄带通信发展到宽带通信,从承载集群语音通信起步发展到如今承载CBTC、无线集群调度、PIS、CCTV及车辆状态信息等多种系统的业务,真正实现了跨越式的发展。
无线通信系统作为基础网络设施,随着我国城市轨道交通的发展而发展,跟着世界无线通信技术的演进而演进,在城市轨道交通快速发展中发挥着不可或缺的作用。
关键词:城市轨道交通;无线通信技术;网络融合在智慧轨道交通的新形势下,云计算、大数据、物联网、人工智能、5G( 第5 代通信技术) 等新兴信息与通信技术的发展,对无线通信系统提出了更高的要求。
与此同时,无线通信系统建设也面临着系统制式陈旧、互联互通困难、网络架构封闭、数据带宽不足等诸多挑战,不适应交通强国战略实施、新基建建设、智慧轨道推进、城市轨道交通行业高质量发展和乘客高品质服务的需求。
1存在的问题通过统计分析发现,在宽带移动通信技术快速发展的今天,城市轨道交通无线通信网络建设仍趋于保守,其网络承载业务单一,可扩展性弱,未考虑新技术、新业务的承载需求。
主要体现在以下几个方面:1.1窄带通信与宽带通信并存经统计,在研究的109条地铁轻轨线路中,仅有21条线路采用了LTE宽带集群调度通信,其他线路仍采用TETRA窄带数字集群。
1.2LTE宽带无线通信频率利用率低,承载业务较少经统计,在研究的109条地铁轻轨线路中,54条线路仅承载CBTC业务,16条线路仅承载PIS业务,仅39条线路实现了综合承载。
70%以上的线路申请频率为10MHz及以下。
除了综合承载之外,其他业务承载的主要覆盖范围为区间及站台,其频率资源未得到充分利用。
1.3网络带宽受限,采用多张网络满足车地无线通信需求经统计,在研究的109条地铁轻轨线路中,仅11条线路实现了CBTC、PIS&CCTV及集群调度的综合承载,其他线路大多在非授权频段另建了1张WLAN及LTE-U来承载PIS&CCTV业务。
城市轨道交通列车无线通信系统
目录摘要 (5)第1章绪论 (6)1.1选题的背景和意义 (6)1.2本文的主要内容 (6)第2章DCS数据传输系统 (7)2.1数据传输系统的组成 (7)2.1.1有线网络 (7)2.1.2无线网络 (7)2.1.3网管系统 (7)第3章数据传输系统的功能 (9)3.1DCS有线网络功能 (9)3.2DCS无线网络功能 (9)3.3安全性 (10)第4章数据传输系统原理 (12)4.1 DCS有线系统原理 (12)4.2DCS无线网络系统原理 (13)4.3DCS无线系统冗余结构 (15)第5章列车无线系统的应用 (20)5.1列车自动控制系统(ATC) (20)5.1.1列车自动驾驶系统(ATO) (20)5.1.2列车自动防护系统(ATP) (20)5.1.3列车自动监督系统(ATS) (21)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)摘要随着科学技术的发展和社会文明的进步,城市轨道交通已经逐渐在各个城市中兴起,并逐渐普及。
从刚开始的采用国外的信号系统设备系统CTC(西门子),到如今的采用国产化设备信号系统CBTC(卡斯柯),代表着我国的城市轨道交通技术迎来了飞速发展、CBTC系统是列车基于无线通信下的列车自动控制系统,该系统不同与之前的轨道电路列车控制系统,CBTC系统的无线通信利用车地之间的通信,来确定列车的位置,并提供给列车推荐速度、进路信息、发车时间等。
其安全、高效、便捷的优点已经远远超过轨道电路。
CBTC系统对改善行车安全,提高运营效率、减少故障发生等发面有了重大的提升。
关键词:无线通信自动控制行车安全第1章绪论1.1选题的背景和意义伴随着科学技术的发展,列车运行自动化程度不断提高,列车自动控制已经成为未来轨道交通进步的趋势,其中列车自动控制又离不开列车无线通信系统,列车与轨旁设备的通信、列车与ATS的通信、轨旁与ATS的通信等,通过各个设备间不间断的保持通信来保证列车的安全运行。
轨道交通车地无线通信系统发展需求
关键词:城市轨道交通;车地无线通信系统;发展需求无线通信是现代城市轨道交通的标志,车地无线通信技术在现代城市轨道交通发展中扮演着重要的角色。
现阶段,我国的城市轨道交通运营线路网络逐渐复杂,给无线通信系统的应用提出了更高的要求。
车地无线通信系统主要使用TETRA、LET、WLAN等无线网络技术,对于提高轨道交通运营的效率和质量具有良好的优势。
在技术的实际应用中,主要以无线通信需求为依据,以保证较高的可实施性、高速移动性和较大的带宽传输能力为基本要求,以合理选择应用方案为前提,促进我国城市轨道交通的不断发展。
一、城市轨道交通车地无线通信系统的需求分析(一)乘客信息多媒体信息现阶段,我国城市轨道交通具有一定的信息宣传的作用,宣传的对象为车厢内部的乘客,宣传的内容主要有安全知识、各种类型的新闻和一些非票务信息,而类宣传也被称作乘客信息多媒体信息,乘客信息多媒体信息的实施主要依靠地铁乘客信息系统实现,在目前多采用DVBT、RairView、WiMAX等技术实施。
(二)列车控制信息CBTC是当前轨道信号系统中常用的一种系统,主要依靠CBTC和ATC 这两个系统的移动闭塞来实现车地之间的列车控制信息传送。
其中,WLAN技术主要用于车地无线通信系统,并由通信系统和轨道信号单独建立无线通道,从而实现列车控制信息的传送。
(三)无线集群调度信息城市交通轨道的正常运行离不开调度员、驾驶员和值班员之间的无线调度语音通话,无线调度语音通话的使用以维护人员和司机最为重要,是保证列车行驶安全的重要保证。
当前我国主要采用800MHz的数字群系统为主的地铁无线集群调度系统,该系统同时具备了数据传输功能和调度语音通信功能。
二、城市轨道交通车地无线通信系统的应用要求(一)较高的可实施性较高的可实施性指的是城市轨道交通车地无线通信系统能够很好地适应隧道、高架等特殊场所。
车地无线通信系统的应用需要分为三个阶段。
第一阶段即应用初期,该阶段需要具备司机乘客室画像信息、火灾自动报警系统信息以及乘客信息、多媒体信息等基本通信需求。
5G无线通信技术的概念及其在城市轨道交通系统中的应用
5G无线通信技术的观点及其在城市轨道交通系统中的应用随着科技的不息进步,人们对于通信技术的要求也愈发迫切。
而作为当前最前沿的通信技术之一,5G无线通信技术引起了广泛关注。
本文将介绍5G无线通信技术的观点,并重点探讨其在城市轨道交通系统中的应用。
1. 5G无线通信技术的观点5G是第五代挪动通信技术的简称,是当前无线通信技术进步的最新阶段。
与之前的4G相比,5G具有更高的传输速度、更低的延迟、更大的网络容量和更广泛的毗连性。
其接受了更高的频段、更大的带宽以及更高效的信号调制技术,能够支持更多设备同时毗连,并实现更快速、更稳定的数据传输。
2. 5G在城市轨道交通系统中的应用2.1 物联网与智能交通5G技术的出现加速了物联网的进步,使得各种设备能够实现互联互通。
在城市轨道交通系统中,5G可以将地铁、公交车等交通工具与其他设备实现无缝互联,构建起智能交通系统。
通过搭载传感器、摄像头和通信模块,可以实现实时监控、车辆调度以及乘客信息管理等功能。
这不仅能够提升交通运输的效率,还能够提供更为便捷的服务体验。
2.2 轨道交通安全保障5G技术的高速传输和低延迟特性,使得轨道交通系统在安全保障方面能够得到有效的应用。
通过在轨道交通车辆上安装高清摄像头、传感器等设备,并将这些设备与指挥调度中心通过5G网络进行实时毗连,可以实现对轨道交通行驶过程中的状况进行全面监控。
一旦发生异常状况,指挥中心能够准时作出响应,保障乘客的安全。
2.3 车辆自动驾驶5G技术的低延迟和高速传输能力,为轨道交通系统的车辆自动驾驶提供了良好的支持。
通过将5G技术与车辆自动驾驶系统相结合,实现车辆之间、车辆与道路基础设施之间的实时通信,可以提升车辆之间的协同性能,防止交通事故的发生。
同时,5G技术还可以实现对车辆行驶路况的实时监控和分析,援助驾驶员做出更为准确的决策。
2.4 乘客服务与体验5G无线通信技术的应用还可以提升轨道交通系统的乘客服务与体验。
城市轨道交通无线通信系统的维护及故障处理
2 城市轨道交通无线通信系统的故障处理
1. 调度台常见故障处理
当调度台出现故障时,首先应判断是软件问题造成的还是硬件问题造成的。如果是软 件问题造成的,可通过重启调度台软件或调度台系统来解决。如果是硬件问题造成的, 可通过紧固连接线、更换连接线或更换相应的故障板件(如调度台主机、调度服务器、 接口板等)来解决。 判断和处理故障时要有依据,严禁盲目重启和复位设备或程序,导致故障扩大。如果 行车调度台出现故障,并经初步判断,认定其无法立即恢复时,应采用“先通后复” 的原则,即在其他调度台上启用行车调度的角色,以确保行调对列车的调度指挥。
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2 城市轨道交通无线通信系统的故障处理
1. 调度台常见故障处理
(2) 调度台死机。 ① 故障现象。调度台屏幕显示正常,鼠标能动,但任何操作均无效;或 者鼠标不能动,按Ctrl+Alt+Delete组合键也不起作用。 ② 处理方法。当调度台死机时,唯一的解决办法就是“冷关机”——直 接按压主机的电源开关键,将整台计算机关闭,然后重启。启动完毕后 重新登录调度台应用程序。 (3) 调度台与中心交换设备链路故障或服务器故障。 ① 故障现象。调度台出现连接链路通信告警。 ② 处理方法。检查网络及服务器状况,如果是链路故障,则更换新的链 路;如果是服务器故障,则重启服务器,如果重启还不能恢复,则必须 更换服务器的故障件(更换服务器的操作不要求初级人员掌握)。
城市轨道交通无线通信系统的维护
城市轨道交通无线通信系统的故障处理
1 城市轨道交通无线通信系统的维护
城市轨道交通无线通信系统设备维护的基本要求如表4-3所示。
1 城市轨道交通无线通信系统的维护
1 城市轨道交通无线通信系统的维护
2 城市轨道交通无线通信系统的故障处理
试论城市轨道交通通信系统的发展以及现状
试论城市轨道交通通信系统的发展以及现状1. 引言1.1 背景介绍城市轨道交通通信系统是指通过无线通信技术实现城市轨道交通设备之间或者城市轨道交通设备与乘客之间的信息传输与交换。
随着城市化进程的加快和人口密集度的增加,城市轨道交通系统扮演着越来越重要的角色,成为城市居民出行的重要选择。
通信系统作为城市轨道交通系统的辅助设施,对于提高运行效率、提升服务质量、保障乘客安全具有重要意义。
而随着科技的不断进步和城市交通运营的不断发展,城市轨道交通通信系统也逐渐被引入和应用。
在过去的几十年里,城市轨道交通通信系统经历了从萌芽阶段到日趋完善的发展过程,各种新技术不断涌现,为城市轨道交通系统提供了更高效、更智能的解决方案。
通过通信系统的实时监控和调度,城市轨道交通管理者能够更好地掌握运行情况,提升运行效率,缩短列车间隔,提高运行安全性。
城市轨道交通通信系统的发展成为了城市交通领域的一个重要研究课题,也是城市交通未来发展的重要方向之一。
在这样的背景下,深入研究城市轨道交通通信系统的发展历程、应用情况、面临的挑战以及未来发展趋势具有重要意义。
1.2 研究意义城市轨道交通通信系统是城市交通运行的重要组成部分,其发展对城市交通运行效率、安全性和智能化水平具有重要影响。
随着城市轨道交通网络的不断扩大和运营效率的提升,城市轨道交通通信系统的作用日益凸显。
研究城市轨道交通通信系统的发展以及现状,可以帮助我们更深入地了解其在城市交通运行中的作用和地位,为城市交通运输的智能化建设提供理论支持和实践经验。
通过对城市轨道交通通信系统的研究,可以为相关领域的专家学者提供参考和借鉴,推动城市轨道交通通信系统的技术创新和实践应用,为城市轨道交通智能化发展提供更加坚实的基础。
研究城市轨道交通通信系统的发展以及现状具有重要的理论和实践意义,对于推动城市轨道交通行业的发展和提升城市交通运输效率具有重要价值。
2. 正文2.1 城市轨道交通通信系统的起步阶段城市轨道交通通信系统的起步阶段可以追溯到城市轨道交通的建设初期。
城市轨道交通中的无线网络技术
城市轨道交通中的无线网络技术摘要:随着城市轨道交通的高速发展,地铁线路与日俱增,人们在地铁上的通信需求、地铁运营的生产指挥、列车运行的安全监控等产生了大量的通信需求。
关键词:无线网络技术;城轨信号系统;车地通信;应用1.地铁无线通信系统综述1.1公网通信公网通信主要是国内移动、联通、电信等服务商为地铁乘客、工作人员提供的公共通信网络,一般是在地铁站内布设无线基站,在地铁线路利用漏缆、天线等进行覆盖,为用户提供无线数据、语音通信服务;有些车站还建设了WiFi网络,乘客使用更加便捷。
这些设备一般由公共网络服务商进行建设、维护、管理。
1.2地铁专用无线通信系统现阶段我国地铁运营中使用的专用无线系统多采用TETRA(Terrestrial Trunked RAdio)数字集群系统,该系统主要负责在地铁运营生产、应急指挥工作中固定人员(调度员、值班员)与流动人员(司机、维修人员、列检人员等)之间相互的通话。
TETRA数字集群通信系统具有兼容性强、辐射范围广的应用优势。
从系统构成来看,它主要由移动台和网络基础设施组成。
在实际应用中,前者可分为车载移动台、固定移动台和便携式移动台,分别负责不同的工作内容;后者可分为三部分:交换控制系统、基站系统和调度台系统。
TETRA数字集群系统能够快速完成数据采集、数据整理、数据传输等工作,从而提高系统的运行效果。
1.3车地通信系统车地通信系统主要包括列车控制信息、列车运行数据、车厢内乘客视频信息、多媒体信息等的传递,其中CBTC(Communication Based Train Control System)信号控制系统是近年来飞速发展的新技术应用,随着通信技术特别是无线电技术飞速发展,CBTC系统日渐成熟并得以广泛应用。
轨旁设备与列车之间需要许多数据实时交换业务来实现列车自动驾驶、自动防护等功能,车地无线通信技术至少需达到列车高速行驶中快速切换漫游、带宽满足使用等要求。
城市轨道交通无线通信系统的运作及应用
2 城市轨道交通无线通信系统的应用
城市轨道交通无线通信系统是城市轨道交通通信系统的重要组成部分,其主要 任务是提供可靠的话音和数据通信,为列车调度、维修调度、防灾环控调度、 车辆段调度提供无线通信保障,实现城市轨道交通的集中调度指挥,同时也为 列车上的乘客提供必要的信息服务。 早期的城市轨道交通无线通信系统沿用大铁路的无线列车调度通信方式,采用 专用信道,如北京轨道交通1号线和2号线,上海轨道交通1、2号线等。后来, 随着集群技术的出现,城市轨道交通无线系统采用集群通信系统,实现了列车 运行调度和公安、维修、环控等调度共用一个无线移动通信系统。例如,上海 明珠线轻轨和广州轨道交通1号线采用了MPT1327模拟集群系统,广州轨道交 通2号线、北京轻轨等采用了TETRA系统。
1 城市轨道交通无线通信系统的运作
4. 列车资源的动态管理
城市轨道交通车辆段调度员与正线行调的管辖范围有着明显的区别,当 列车由车辆段进入正线时,列车的运营信息将通过ATS传送给无线通信 系统,该车载电台立即从车厂调度台的通话组中删除,并加入正线行车 调度台通话组,反之亦然。 当列车越过车辆段和运营线路的分界点时,由ATS将相关信息传送给无 线调度系统的调度台服务器,并通过特定指令传送到相应的车载电台上, 车载电台将实时显示转换后的效果。 通常情况下,无线通信系统控制中心的设备会根据ATS提供的车辆位置 及线路信息来确定是否需要自动转组。如果ATS未开通或出现故障,司 机可以通过手动方式请求转组。请求转组时,只有相应的调度台能接收 到信息,其他调度台接收不到信息。
Fi无线局域网技术、宽带视频技术等),而一些延续使用的技术平台,如2G(GSM/CDMA) 无线通信网络和有线通信网络(PSTN/PABX)也正在积极地进行技术升级换代。
试论城市轨道交通通信系统的发展以及现状
试论城市轨道交通通信系统的发展以及现状1. 引言1.1 城市轨道交通通信系统的重要性城市轨道交通通信系统的重要性在现代城市化进程中变得愈发显著。
随着城市人口规模的不断扩大,交通运输系统的效率和安全性成为城市发展的关键。
城市轨道交通通信系统作为城市交通运输的重要组成部分,其发展直接影响着城市交通运输的效率和便捷性。
城市轨道交通通信系统可以提高交通运输的效率。
通过智能化的通信系统,可以实现城市轨道交通线路的优化规划和运营管理,提高列车运行的准时性和稳定性,减少交通拥堵和延误。
通信系统还可以实现列车间的实时通讯和信息共享,提高运行的协调性和一致性。
城市轨道交通通信系统的发展对于提高城市交通运输的效率和安全性至关重要。
只有不断完善和创新通信技术,才能更好地满足城市居民的出行需求,推动城市交通运输的可持续发展。
1.2 发展背景随着科技的不断发展和进步,城市轨道交通通信系统也在不断进行创新和升级,以满足城市交通的需求。
城市轨道交通通信系统的发展趋势逐渐呈现出数字化、智能化、网络化的特点,为城市轨道交通系统的安全、高效运行提供了有力支撑。
城市轨道交通通信系统的发展也促进了城市版图的不断扩大和城市资源的合理配置,为城市可持续发展提供了新的动力。
在城市轨道交通通信系统发展的浪潮中,我国的城市轨道交通系统也在不断完善和壮大,走向了一个新的发展阶段。
城市轨道交通通信系统的发展已经成为城市交通建设的重要动力,为城市的现代化建设和发展注入了新的活力。
2. 正文2.1 城市轨道交通通信系统的发展历程城市轨道交通通信系统的发展历程可以追溯到上个世纪70年代。
当时,城市轨道交通的兴起使得人们开始意识到通信系统在城市交通运输中的重要性。
最初,城市轨道交通通信系统主要采用有线电话和电报等传统通信方式进行信息传递。
随着科技的不断进步,城市轨道交通通信系统也逐渐实现了数字化和自动化,进入了无线通信时代。
在20世纪80年代,城市轨道交通通信系统开始引入微波通信技术,实现了信号的远程传输和实时控制。
城市轨道交通集群无线通信系统技术与应用探究
城市轨道交通集群无线通信系统技术与应用探究【摘要】本文探讨了城市轨道交通集群无线通信系统技术与应用。
首先介绍了城市轨道交通系统的概述,然后探讨了无线通信技术在城市轨道交通中的应用情况。
接着详细讨论了集群通信系统技术以及无线通信系统的性能优势。
最后通过应用案例分析,展示了城市轨道交通集群无线通信系统的实际应用情况。
结论部分展望了城市轨道交通集群无线通信系统的未来发展前景,以及可能的技术改进方向。
通过本文的研究,可以看出城市轨道交通集群无线通信系统在提高交通效率和安全性方面具有巨大潜力,对未来的智慧城市建设也将产生积极影响。
【关键词】城市轨道交通系统、无线通信技术、集群通信系统、性能优势、应用案例、前景展望、技术改进、未来发展方向。
1. 引言1.1 城市轨道交通集群无线通信系统技术与应用探究本文将围绕城市轨道交通集群无线通信系统技术与应用展开深入探讨。
我们将介绍城市轨道交通系统的概述,包括其发展现状和重要性。
然后,我们将探讨无线通信技术在城市轨道交通中的应用,以及集群通信系统技术的原理和特点。
接着,我们将分析无线通信系统相对于传统通信系统的性能优势,并结合实际案例进行具体分析。
我们将展望城市轨道交通集群无线通信系统的未来前景,探讨技术改进和未来发展方向。
通过本文的阐述,读者将对城市轨道交通集群无线通信系统有更深入的了解,并对其发展和应用产生更多的思考和认识。
2. 正文2.1 城市轨道交通系统概述城市轨道交通系统是现代城市交通的重要组成部分,是指在城市内运行的地铁、轻轨等轨道交通工具。
随着城市人口的增加和交通需求的增加,城市轨道交通系统越来越受到人们的关注和重视。
城市轨道交通系统通常由车站、轨道线路、列车车辆和通信系统等组成,其中通信系统在城市轨道交通中扮演着至关重要的角色。
城市轨道交通系统的概述可以从以下几个方面来进行描述:城市轨道交通系统具有高效快速的特点,能够有效缓解城市交通拥堵问题,提高交通运输效率。
无线通信技术在城市轨道交通中的应用
无线通信技术在城市轨道交通中的应用随着城市轨道交通的不断发展,无线通信技术在其中的应用也越来越广泛。
本文将从无线通信技术的发展历程、城市轨道交通的现状、无线通信技术在城市轨道交通中的应用和未来发展趋势等方面进行探讨。
一、无线通信技术的发展历程无线通信技术的发展可以追溯到19世纪末的无线电技术。
20世纪初,无线电通信开始在军事和商业领域得到广泛应用。
20世纪50年代,移动通信技术开始出现,并在60年代得到了进一步发展。
80年代末,数字通信技术的出现使得无线通信技术进入了数字时代。
随着移动通信技术的不断发展,无线通信技术已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
二、城市轨道交通的现状城市轨道交通是城市公共交通系统的重要组成部分,其发展已成为城市发展的重要标志之一。
目前,全球城市轨道交通的发展呈现出多元化的趋势。
在发达国家,城市轨道交通已经成为城市公共交通的主力军,如纽约地铁、伦敦地铁等;而在发展中国家,城市轨道交通的发展也在迅速加速,如北京地铁、上海地铁等。
三、无线通信技术在城市轨道交通中的应用1. 信号控制系统城市轨道交通的信号控制系统是确保列车正常运行的关键系统。
无线通信技术可以用于信号控制系统中的车站信号控制、列车信号控制和列车地面通信等方面。
通过提高信号控制系统的精度和效率,可以大大提高城市轨道交通的安全性和准确性。
2. 车站广播系统城市轨道交通的车站广播系统是向乘客提供列车信息和公共服务信息的重要渠道。
无线通信技术可以用于车站广播系统中的列车到站信息、列车晚点信息和紧急广播信息等方面。
通过提高车站广播系统的精准度和及时性,可以增强乘客的旅行体验和安全感。
3. 乘客信息系统城市轨道交通的乘客信息系统是为乘客提供列车信息、交通信息和公共服务信息的重要渠道。
无线通信技术可以用于乘客信息系统中的列车位置信息、列车速度信息和列车延误信息等方面。
通过提高乘客信息系统的精准度和实时性,可以增强乘客的旅行便利性和体验感。
Wi-Fi 6在城市轨道交通区间中的应用探讨
信 息 化Wi-Fi 6 在城市轨道交通区间中的应用探讨李 坚(深圳地铁建设集团有限公司,广东深圳 518026)摘 要:文章通过阐述城市轨道交通区间Wi-Fi应用的发展历程,分析最新版本Wi-Fi 6的技术特点、技术优势、部署方式等内容,结合深圳市轨道交通20号线对当前城市轨道交通区间Wi-Fi 6的应用场景进行说明,并对未来Wi-Fi 6在城市轨道交通区间的应用场景需求进行探讨。
关键词:城市轨道交通;Wi-Fi 6;无线通信中图分类号: U239.51 前言随着城市轨道交通的快速发展,无线通信技术在日益增长的城市轨道交通需求场景中愈加发挥着巨大的作用。
在确保城市轨道交通运行安全的同时,如何在密闭空间下尤其是列车运营区间中利用无线通信技术提高运营管理效率、提升运营服务水平和服务质量也是当前城市轨道交通建设过程中的重要研究方向。
基于无线局域网(WLAN)标准的Wi-Fi技术一直以来都是城市轨道交通无线通信系统建设的热门选择及应用方向。
在建的深圳市轨道交通20号线首次在城市轨道交通区间采用第六代无线网络技术(Wi-Fi 6)的技术方案实现乘客资讯、列车运行信息等系统的车地无线信息传递。
文章通过对相关文献学习研究,从多个方面对Wi-Fi 6技术的特点及优势进行论证,并结合城市轨道交通实际建设、运营场景对Wi-Fi 6技术在当前应用场景及作者简介:李坚(1979—),男,工程师未来可延伸的应用方向进行阐述和探讨。
2 Wi-Fi 技术发展与Wi-Fi 6 的特点及优势Wi-Fi技术指的是通过高频信号传输实现在一定范围内终端设备间的网络互联,是目前高速发展的无线通信与计算机网络技术的产物,能够为用户提供高速、便捷的无线网络连接。
Wi-Fi已成为当今世界无处不在的技术,为不计其数的设备提供网络连接,随着Wi-Fi技术的不断发展演进以及与有线网络带宽差距的逐步缩小,在未来网络接入方式中存在逐步取代有线接入的趋势。
城市轨道交通车地无线通信技术的演进历程及未来发展
城市轨道交通车地无线通信技术的演进历程及未来发展摘要:随着城市轨道交通的发展,地下无线通信技术也在不断演进。
最开始采用无线电通信技术,但受限于频段资源和传输距离。
随后发展出了基于移动通信网络的GSM-R技术,提供了更广阔的通信范围和更可靠的通信质量。
未来,随着5G技术的应用,城市轨道交通将拥有更高速率、更低延迟和更大容量的通信能力,支持车载设备之间及与基础设施之间的实时数据交换,提高运行安全性和乘客体验,并推动智慧城市的发展。
地下无线通信技术的演进为城市轨道交通的高效运营和可持续发展奠定了基础,并将在未来继续推动城市轨道交通系统的创新发展。
关键词:城市轨道;无线通信技术;演进历程引言随着城市轨道交通的快速发展,地下无线通信技术在确保车辆运行安全、提升乘客体验以及推动智慧城市建设方面发挥着重要作用。
本论文旨在探讨地下无线通信技术的演进历程及其未来发展趋势。
回顾了无线通信技术的起步阶段,重点介绍基于移动通信网络的发展过程和优势。
着眼于5G技术的应用前景,探讨了其带来的高速率、低延迟和大容量的通信能力。
此外还探讨了实时数据交换对车载设备和基础设施之间的意义,并讨论了地下无线通信技术对城市轨道交通系统运营和可持续发展的重要影响。
1.地下无线通信技术的初始阶段在地下无线通信技术的初始阶段,主要采用了无线电通信技术。
这一阶段的主要挑战是频段资源和传输距离的限制。
由于地下环境的特殊性,无线信号在传输过程中容易受到衰减和干扰,从而导致通信质量下降。
此外,频段资源的有限性也限制了无线通信的发展。
此时的地下无线通信技术仅能提供有限的通信范围和较低的数据传输速率。
然而,随着科技的进步和需求的增加,人们对地下交通系统的通信需求也不断提高。
因此,为了克服这些问题,地下无线通信技术逐渐演进为基于移动通信网络的技术,为城市轨道交通提供了更广阔的通信范围和更可靠的通信质量。
2.基于移动通信网络的演进2.1.GSM-R技术的应用与优势在地下无线通信技术的演进过程中,GSM-R技术的应用带来了重要的突破和优势。
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Li(d)= 2.8dB/100m •d 耦合损耗:以2m距离为准计算。
工程上,漏缆场强的计算采用相对法,即由2m处的耦合损耗 A为准,推算任意处的损耗。
Lc(D)=klgD/2+A
其中A由表1中的Coupling Loss给出。K在自由空间取20,在隧 道环境考虑到信号迭加可以取10~15。
系统场强计算(上行):
一、蓬勃发展的城市轨道交通
上海市:2005年9条轨道线,总长260km
2020年17条轨道线,总长800km
14LINES
一、蓬勃发展的城市轨道交通
上海市:2005年9条轨道线,总长260km
2020年17条轨道线,总长800km
LONDON, 14LINES
一、蓬勃发展的城市轨道交通
上海市:2005年9条轨道线,总长260km
接收场强Pr=Pt-Li-Lc-Lj--Lz 其中 手机输出功率1W: Pt=30dBm (10lg1W/1mW)
五、全市无线系统组网方案 方案: 1、集中控制式——分区分配 2、分散控制式——按线路分配
核心问题: 1、同频干扰——同频基站有一定间隔 2、频点分配——上海市分配地铁4对频点
集中控制频点规划
L5 M7 L2 L3 R3 M6 L1 L2 R1 M3
M1
M8
L3
L4
R4
M2
R2
M1
M5
M6 M4
R4 M7 M2 R2
M3
R1 L1 M8 R3 L4
L5 M5
全市轨道交通无 线通信系统组网 方案
全市轨道交通无 线通信系统组网 方案
推荐方案
9.结论 集中式控制方案 1.信道利用率高。 2.全市大网一个交换机, 投资较省。 3.增加线路频点无须调整 4.需要频点少 5.枢纽站线路数量不限 6.适应于集中管理体制。 7.方便向社会开放无线电 资源. 1. 交换机容量大,首次 投资大。 2. 设备集中管理不适应 线路固有的单独运行 模式. 3. 存在技术寿命短,先 期投资浪费的风险。 4. 交换机备份费用大 5. 基站链路多 6. 设备故障影响面大 7. 存在已有的系统向统 一系统过渡的问题。
公安子系统
紧急呼叫子系统
停车场、车辆段管理子系统
设备维修子系统
无线系统功能
直接通话: 转接通话: 司机间,值班员_司机 公安值班员间
停车场维修人员间 数据传输: 控制中心与车载台之间,停车场、车 辆段与车载台之间传输呼叫、紧急呼 叫、故障等信号。 呼 叫: 一般呼叫(选呼、组呼、全呼) 呼叫优先: 呼叫级别: 普通呼叫:高级呼叫:紧急呼叫:
城市轨道交通无线通信系统 的最新进展
上海大学通信与信息工程学院
一、思考题
1、同频干扰的解决方案?
2、越区切换的主要问题?
3、漏泄电缆的损耗如何计算? 4、简述地铁无线电通信系统。
一、蓬勃发展的城市轨道交通
上海市:2005年9条轨道线,总长260km
2020年17条轨道线,总长800km
7LINES
六、 无线电信号在漏泄电缆中的传输
mmmmmm
END
END
END
用于GSM系统
END
END
END
END
表1 RCT6-CPUS 系列漏缆的插入损耗与耦合损耗
插入损耗:与长度成正比。
安德鲁公司的英寸RCT6-CPUS系列漏缆的典型值如表1。在 800M频带,其插入损耗Attenuation为2.8dB/100m。
M3
R1 L1 M8 R3 L4
L5 M5
二、轨道交通无线电通信系统的构成
天线
漏泄电缆
分路器
基 站
SDH 设备
无线通信系统 FDD(频分双工) 下行:F1 上行:F1’=F1+45MHz
无线电 交
换 机
调度中心
光纤
SDH 设备
电力 电 话
F1,F1’:一对频点
票 务
无线通信系统组成:
列车调度子系统
多基站加光纤直放站方式(1拖3)
列车
O/E O/E
光纤 E/O 公安调度员 2M 电分,合路器 E/O
数字基站
2M
列车调度员 防灾调度员 2M 2*64K 2*64K
无线数字移 动交换机
PABX 2M
2M
线路调度中心
车辆段
技术难题1:同频到达时间差
T=4.9us/km×l+3.8 us/km×x- 3.8 us/km×(l –x) =1.1 us/km×l + 7.6 us/km×x 其中l=2km, x=1km, 则T=9.8us >7us(TS/4):产生多径干扰 解决:减少x,增加延迟线
l x
E/O
O/E
基站 SDH
B站
SDH 交换机 控制中心
A站
技术难题2:越区切换连续性
列车方向 越区检测点 切换开始 4s
6dB
普通缆
6dB
F2
F2
衰减缆
切换开始 4s
切换结束点
F1
F1
切换区间
越区切换的条件:1、F1小于限定值:开始搜索F2
2、F2场强大于F1 6dB:开始切换 3、切换时间4s后, F2工作。 结论:1、采用衰减漏缆,减少了切换区间,但有可能4s内断线 2、建议采用衰减接头
集中-分散式控制方案 1. 2. 3. 7. 适应分期投资模式。 信道利用率高。 线路基站数量少。 不存在技术寿命短的危 险,新老技术共存。 8. 易于实施,可行性好. 9. 适应于分线管理.. 4. 控制简单故障率低.传 输链路少,维护建设都 容易 1. 与线路固有的单独运行 模式不很适应。 2. 实现统一网管有一定难 度 3. 规划外增建线路需要调 整频点难度大。 4. 全 市 大 网 有 许 多 交 换 机,投资较大。 5. 不适应集中管理体制。 6. 资源向社会开放困难。
Gateway Interconnection
TETRA System Vendor B
Gateway
Gateway
技术难题3:消防无线通信系统的互联互通
现状:350M模拟集群通信系统
全市的公安网,配备到值勤民警。
问题:地上地下不能互通 趋势:1、组建两级网:800M第一级用于指挥以及 350M用于战斗 2、专用系统引入地下组成自己的专网
四、单条线路无线系统组网方案 1、单基站方式
单基站方式
漏缆
E/O
O/E
列车
E/O
O/E
光纤 O/E E/O
光纤
电合路器
电分路器
接收机
发射机
PABX
接口设备 无线移动电话交换机
列车调度员
防灾调度员 公安调度员
车辆段
2、单条线路无线系统组网方案——多基站 推荐方案——多基站加光纤直放站
直放站
直放站
交通调度台
基站 消防调度台
集群移动与蜂窝移动的比较
集群 用途 频率 指挥调度 450M,800M GSM 无线电话 900M,1800M 双工 与市话互联 个人
工作方式 半双工 联网 用户 本网 公交、公安、团体
费用
实时性
高
好
低
差
三、国内外城市轨道交通无线通信系统最新进 展——TETRA数字集群系统 Trans European Trunked Radio System
1 2 3 4 5 17 18
TETRA系统结构
TETRA在设计可用于在150MHz~900MHz, 380MHz~400MHz 10MHz收发间隔 400MHz~420MHz 10MHz收发间隔 450MHz~470MHz 10MHz收发间隔 870MHz~933MHz 45MHz收发间隔
FDD——频分双工
已建和在建的轨道交通无线系统情况表 线路 地铁#1 地铁#2 地铁#2 西延伸 明珠线一期 明珠线二期 地铁#1 北延伸 地铁#1 南延伸 杨浦轻轨线 浦东 AA 轻轨线 制式 常规 常规 常规 模拟集群 数字集群 常规 数字集群 数字集群 数字集群 频点数 5对 5对 5对 5对 5对 5对 待定 待定 待定 频段 450M 450M 450M 450M 800M 450M 800M 800M 800M 使用中 使用情况 使用中 使用中
第一级:800M的集群数字通信系统
市局直到基层领导 第二级:350M模拟集群通信系统 全市的公安网,配备到值勤民警。 问 题:1、需携带两种手机 2、不能互通
解 决:与地铁无线电系统的互联互通
(科委重点项目)
技术难题3:公安无线通信系统与地铁系统互联
TETRA Inter-System Interface (ISI)
2020年17条轨道线,总长800km
一、蓬勃发展的城市轨道交通
上海市:2005年9条轨道线,总长260km
2020年17条轨道线,总长800km
7LINES
上海市轨道交通规划图
M7 L2 L3 R3 M6 L1 L5
R1
M3
M1
M8
L3 L2
L4
R4
M2
R2
M1
M5
M6 M4
R4 M7 M2 R2
主集群交换机 MTS
外 部 网 络 和 其 它 TETRA 接口
管理操作中心
调度台等有线设备接口
TETRA系统结构
1 个时隙=510 个调制比特(=14.67ms)
1 2 3 4 5 6 509 510
1 个 TDMA 帧=56.67ms
1
2
3
4
1.1.1.1.1.1.1.1.3.
1 复帧=18 个 TDMA 帧(=1.02s)
——泛欧集群无线电系统 Terrestrial Trunk Radio System