地铁无线通信系统的设计研究

地铁无线通信系统的设计研究

摘要：我国交通自改革开放以来快速的发展，地铁的发展促进了城市经济的进步，减轻了城市的交通压力。在地铁上无线通信技术的应用也是非常重要的，地

铁无线通信系统，不仅能够保证地铁车辆的行驶效率，还能够保证地铁的安全性，对于地铁来说无线通信技术的设计与实现对未来的发展非常重要。

关键词：地铁；无线通信技术；设计

1前言

移动通信由于应用方式的不同，包含专业移动通信网与公众移动通信网两种。无线频道集群系统是专用移动系统的主要形式，该系统融入了动态分配以及多信

道共用等技术。传统的模拟集群系统能够实现服务、设备与频率的资源共享，集

中管理并维护系统。当前新型的TDMA移动通信系统在频谱利用率方面要大幅优

于传统移动信息系统，尤其在系统容量方面，数字集群系统所体现出来的优势更

加明显。

2地铁通信系统概述

地铁通信系统主要是由传输子系统、时钟子系统、无线通信系统、公务通信

系统、专用通信系统、电视监控系统、广播子系统、旅客向导系统和电源及接地

系统等一系列重要的子系统组成。地铁通信系统的主要任务是通过控制中心对车站、机车进行高层次控制，为列车运行提供信息服务，为旅客提供信息服务。地

铁无线通信系统主要采用数字集群技术进行组网，主要由设置在车站的集群基站、功分器和耦合器、设置在中心的集群中心交换设备和操作控制台、天线和车站电台，敷设在区间的漏泄同轴电缆及配件、设置在车上的机车台、设置在车辆段等

处的光纤直放站、操作控制台以及为移动工作人员配备的手持台等设备构成，是

运行的列车与车站运营管理人员之间唯一的通信手段。地铁传输系统是地铁通信

系统的基础，也是地铁通信系统的关键环节。它主要是以光纤宽带业务为基础，

保证地铁能够有效传送所需信息。其中最为重要的就是传输子系统，它是组建轨

道交通通信网络的基础及骨干，是连接车站和列车调度指挥中心、车站和车站之

间信息传输的主要手段，此外它还支持 RPR、MSTP、SDH 等业界先进技术。电源

及接地系统也极为重要，它主要为地铁通信系统设备提供可靠性高，质量高的电

源供应，确保列车在出现主电源中断或超限波动的情况下还能使通信设备在规定

时间里进行正常工作，在等待着主电源恢复的同时还能为通信设备和通信电源系

统设备提供接地保障。广播子系统不仅可以为车站值班员及中心调度员提供相应

区域的有线广播，还能在发生事故时提供组织指挥、事故抢险以及疏导乘客安全

撤离时的中心防灾广播。电视监控系统也是地铁通信系统中必不可少的一部分，

它由行车司机发车监视、车站值班员客运管理监视以及控制中心调度员监视系统

组成。它可以为车站值班员和调度员提供列车运行时的监控，便于他们能掌握客

流大小及流向，并能以此作为辅助提高列车的指挥透明度，同时也方便行车司机

在车站停车后监视乘客的上下车情况以便掌握好开关车门时间。当发生事故灾情时，电视监控系统能为防灾调度员指挥乘客安全撤离及抢险工作提供一定的方便。 3对无线通信技术系统的设计

3.1地铁无线通信技术的设计分析

无线通信系统是由泛欧集群无线电系统基站组成的，在设计的过程中也有很

多的难题，例如：无线磁场的覆盖和信号强弱的问题，主要的环节包括对网络的

设置管理、泛欧集群无线电的管理、光纤直放站的管理、列车车载台的管理等等。

设计的过程当中整个无线通信系统是由终端子系统、基础网络子系统、调度子系统、接入子系统以及弱场覆盖子系统构成。基础网络子系统是系统的核心，它主

要由交换设备和基站设备以及网管设备两部分构成。基础网络子系统主要的功能

是对移动性和资源进行管理，对网络的安全进行控制，使得业务进行转换和无线

接入正常的进行。调度子系统是调度员与系统进行交接的界面，内容主要由局域

网和音频的操作终端组成，局域网主要的功能就是让操作员能够及时地了解用户

的信息，还要及时地接收操作员的指令，操作的过程当中音频操作终端起到为调

度员提供了主要的语音接口的作用，同时需要进行二次开发。

3.2二次开发调度系统

二次开发调度服务器功能，在用户打开服务的软件时自动弹出登录的界面，

要进行对用户名和密码的输入，这样才能够进入系统的主界面，调度的软件能够

显示各种信息，例如：主机名、软件运行的状态、调度服务器软件上能够显示运

行时的各种信息，包括软件内部的执行信息和外部的交互信息，同时调动服务器

软件能够检测到系统内部活动，主要包括转组开机和关机，基站漫游等。

3.3场强覆盖的设计

地铁的覆盖区域主要有隧道区域，车站站台的覆盖区域，车站站厅的覆盖区域。隧道天线的覆盖区域是采用辐射源的空间波进行覆盖的方式，有使用电缆进

行信号覆盖和天线式覆盖，采用电缆的覆盖方式相对天线覆盖方式来说投资量相

对小，工程量不高，但是覆盖的区域不能很好地进行控制，通常会对隧道内的电

磁环境产生不利的影响，无法对区域信号进行切换，实际使用的效果不好。而使

用天线的覆盖方式投资成本相对较高一些，工程量也是较大的，在其实用的过程

当中会优化自己的工作情况，能够保障自己的系统，同时也能进行抗干扰，所以

无线的覆盖形式得到了广泛的应用，采用漏泄电缆解决隧道场强覆盖，在覆盖的

区间过于长时，要在漏缆间加设放大器对信号放大，进行放大时会有两种方式，

一种是射频直放中继器，另一种是光纤直放站。

3.4民用移动通信增加于系统

民用移动通信进入系统主要有，首先就是各站的电源架以及天线的分布，多

系统接入平台以及监控的建设，民用无线通信主要的信号提供运营商是移动、联通、电信，在智能机的发展之下，民用无线通信的数量越来越多，在地铁的建设

当中也越来越重要，三大供应商伴随着科技的进步，对民用无线通信的信号提供

质量越来越高，当今又出现了 4G 的网络很好的推动了民用通信的发展。

4结束语

综上所述，无线通信已经成为人们生活的一部分，提高人们生活质量的同时

也促进了经济的发展，所以未来对于地铁无线通信的建设具有重大意义。

参考文献：

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[2]林威仪.地铁环境下车地可靠无线通信机制的设计与实现[D].南京航空航天

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[3]谢峰.地铁无线通信系统中网络层移动性的研究与实现[D].南京航空航天大学，2007.

[4]张明亮.地铁列车中无线监测通信系统的研究与实现[D].南京邮电大学，2014.