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【關(guān)鍵詞】城市軌道交通;移動(dòng)通信技術(shù);車地?zé)o線通信;交通控制
1城軌交通車地?zé)o線通信現(xiàn)狀
城市軌道交通控制是基于CBTC實(shí)現(xiàn)的列車自動(dòng)化控制系統(tǒng),通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控列車運(yùn)行狀態(tài),控制列車安全行駛。因此,車地?zé)o線通信就決定了CBTC運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。當(dāng)前地鐵車地?zé)o線通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn),主要是采用是基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的WLAN技術(shù),主要存在以下問(wèn)題:
(1)系統(tǒng)穩(wěn)定性低
WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)單站點(diǎn)AP覆蓋范圍有限,最多不超過(guò)200米,所設(shè)站址較多,從而造成隧道內(nèi)維護(hù)困難,在高速移動(dòng)情況下無(wú)法保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。
(2)抗干擾能力弱
地鐵WLAN無(wú)線通信沒(méi)有專用頻段,只能使用免費(fèi)開放的2.4GHz和5.0GHz公共頻段,干擾源太多,干擾太大,也許一個(gè)普通手機(jī)用戶的手機(jī)熱點(diǎn)都可能對(duì)WLAN的傳輸質(zhì)量產(chǎn)生影響
(3)數(shù)據(jù)傳輸帶寬受限
隨著城軌信息化的發(fā)展,無(wú)線通信領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)傳輸帶寬提出了新的要求。車內(nèi)旅客信息系統(tǒng)(PIS)要求車地通信能夠提供單車6~8Mbit/s的下行傳輸帶寬,CCTV監(jiān)控系統(tǒng)要求能夠?yàn)閱诬囂峁?~6Mbit/s的上行傳輸帶寬。在保證CBTC列車控制信息正常傳輸?shù)幕A(chǔ)上,滿足上述PIS、CCTV業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸,對(duì)現(xiàn)有的WLAN通信系統(tǒng)提出了新的要求。
(4)數(shù)據(jù)傳輸安全性低
由于WLAN采用公共電磁波作為載體進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,任何人都有條件和可能竊聽(tīng)或干擾信息,存在電磁波泄露或者數(shù)據(jù)被截聽(tīng)的安全隱患。因此,對(duì)于WLAN的安全保密問(wèn)題顯得尤為突出。
(5)組網(wǎng)成本高
城軌車地專用無(wú)線通信業(yè)務(wù)主要分為三部分:以TETRA為代表的語(yǔ)音調(diào)度業(yè)務(wù);保障CBTC系統(tǒng)運(yùn)行的WI-FI網(wǎng)絡(luò);車載PIS(乘客信息系統(tǒng))與CCTV(閉路電視)的專用WI-FI網(wǎng)絡(luò)。這三種業(yè)務(wù)彼此獨(dú)立,各自單獨(dú)組建網(wǎng)絡(luò),所建成本較高,不利于軌道交通業(yè)務(wù)的長(zhǎng)期發(fā)展。
2移動(dòng)通信技術(shù)
(1)第一代移動(dòng)通信技術(shù)
第一代移動(dòng)通信技術(shù)產(chǎn)生與上世紀(jì)80年代,是最初的模擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),稱為FDMA(頻分多址)技術(shù)。第一代移動(dòng)通信技術(shù)的一大成就就在于用戶第一次能夠在移動(dòng)的狀態(tài)下?lián)艽螂娫挘撬鼈冎荒芴峁┗镜恼Z(yǔ)音會(huì)話業(yè)務(wù),不能提供非語(yǔ)音業(yè)務(wù),并且容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通話質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和漫游業(yè)務(wù)等,上世紀(jì)90年代就基本被淘汰了。
(2)第二代移動(dòng)通信技術(shù)
也稱為2G通信技術(shù),是為解決第一代移動(dòng)通信四分五裂的局面而提出來(lái)的數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù),其數(shù)字無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)有:GSM和CDMAIS-95。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)在引入數(shù)字無(wú)線電技術(shù)以后,數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)提供了更好的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),不僅改善了語(yǔ)音通話質(zhì)量,提高了保密性,防止了并機(jī)盜打,而且也為移動(dòng)用戶提供了無(wú)縫的國(guó)際漫游。
(3)第三代移動(dòng)通信技術(shù)
第三代移動(dòng)通信技術(shù)簡(jiǎn)稱3G,它是一種真正意義上的寬帶移動(dòng)多媒體通信系統(tǒng),它能提供高質(zhì)量的寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù),并且實(shí)現(xiàn)了全球無(wú)縫覆蓋,它的數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)2Mbit/s,其通信容量是第二代移動(dòng)通信技術(shù)的2-5倍。目前,最具代表性的3G標(biāo)準(zhǔn)有有美國(guó)提出的CDMA2000,歐洲和日本提出的WCDMA以及中國(guó)提出的TD-SCDMA。
(4)第四代移動(dòng)通信技術(shù)
第四代移動(dòng)通信同樣被稱為4G技術(shù),它是3G技術(shù)的進(jìn)一步演化,是基于LTE標(biāo)準(zhǔn)(長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù))之上,為我們提供高速移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬業(yè)務(wù),它的最高無(wú)線傳輸速度可達(dá)每秒100Mbps。4G是集3G與WLAN于一體,并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質(zhì)量、音頻、視頻和圖像,并且能夠滿足幾乎所有用戶對(duì)于無(wú)線服務(wù)的要求,有著不可比擬的優(yōu)越性。
3移動(dòng)通信技術(shù)在城軌交通車地通信中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)
(1)多種網(wǎng)絡(luò)覆蓋方案,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性
移動(dòng)通信站點(diǎn)是通過(guò)基站進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋,單個(gè)分布在隧道的基站覆蓋范圍可達(dá)1.2km。另外,基站的組網(wǎng)設(shè)置原則比較靈活,依據(jù)列車的運(yùn)行速度設(shè)置基站的安裝位置,增大或者減少基站網(wǎng)絡(luò)覆蓋的重疊長(zhǎng)度,可保證高速環(huán)境下成功的進(jìn)行越區(qū)切換,提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
(2)使用專用頻段,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力強(qiáng)
移動(dòng)通信技術(shù)采用的是專用頻段,不同于WLAN的公共頻段,其干擾源少,抗干擾能力強(qiáng),保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
(3)蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù),數(shù)據(jù)傳輸容量大
移動(dòng)通信技術(shù)也稱為蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信,通過(guò)設(shè)置基站,劃分小區(qū),成百上千倍地增大了頻率的空間復(fù)用率,極大提高了數(shù)據(jù)傳輸量。另外,LTE技術(shù)的應(yīng)用,為第四代移動(dòng)通信技無(wú)線寬帶業(yè)務(wù)提供了技術(shù)基礎(chǔ),使得無(wú)線傳輸速度可達(dá)100Mbps/S。
(4)多種數(shù)據(jù)加密方式,數(shù)據(jù)安全性高
移動(dòng)通信的鑒權(quán)中心主要有兩個(gè)功能:一是對(duì)用戶的IMSI號(hào)進(jìn)行鑒權(quán),防止非本網(wǎng)絡(luò)用戶接入網(wǎng)絡(luò);二是為無(wú)線路徑上的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,保證了通信數(shù)據(jù)的安全性。
(5)網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大,降低組網(wǎng)成本
移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)具有多種業(yè)務(wù)功能,除了基本語(yǔ)音通信業(yè)務(wù)之外,也可實(shí)現(xiàn)高速傳輸數(shù)據(jù)、音頻、視頻和圖像等大數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)。因此可完全替代TETRA集群通信和WLAN網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音調(diào)度業(yè)務(wù),保障CBTC系統(tǒng)運(yùn)行和車載PIS與CCTV的專用車地通信無(wú)線網(wǎng)絡(luò),避免單獨(dú)建網(wǎng),降低組網(wǎng)成本。
4結(jié)語(yǔ)
無(wú)線通信系統(tǒng)是城市軌道交通車地通信的命脈,它直接影響著城軌控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。基于移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)以及良好的發(fā)展形式,移動(dòng)通信車地通信系統(tǒng)的優(yōu)越性也值得我們?nèi)リP(guān)注和研究,為城軌交通業(yè)務(wù)的發(fā)展需求提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。
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【關(guān)鍵詞】無(wú)線通信;技術(shù);組網(wǎng)
【中圖分類號(hào)】TN921 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158(2013)01―0172-02
1 前言
伴隨著我國(guó)科技與經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,我國(guó)地鐵行業(yè)也在不斷發(fā)展改進(jìn),其中通信技術(shù)承擔(dān)著提高地鐵運(yùn)營(yíng)效率、保障行車安全的重要任務(wù)。那么,地鐵無(wú)線通信系統(tǒng)應(yīng)該確保高通信質(zhì)量和全線場(chǎng)強(qiáng)全覆蓋。同時(shí),通過(guò)高清晰數(shù)字視頻通信,使各級(jí)行車指揮調(diào)度對(duì)列車車載電話、車廂內(nèi)電視圖像以及行駛列車對(duì)前方車站客流情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。列車無(wú)線通信所提供的車地之間的數(shù)據(jù)傳輸通道必須兼?zhèn)涓邤?shù)據(jù)容量號(hào)快速移動(dòng)性能。
2 無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用
目前,國(guó)內(nèi)地鐵行業(yè)使用的無(wú)線通信技術(shù)主要有以下幾種。
2.1 TETRA技術(shù)
TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)制訂的唯一支持?jǐn)?shù)字集群專用移動(dòng)通信的開放標(biāo)準(zhǔn),可以在同一平臺(tái)上提供指揮調(diào)度、數(shù)據(jù)傳輸及電話服務(wù),并具有公開、開放的優(yōu)點(diǎn),其功能特點(diǎn):①提供必要的帶寬,無(wú)需通過(guò)用戶接口即可同時(shí)發(fā)送或接收話音和數(shù)據(jù);②支持?jǐn)?shù)字圖形、圖像傳輸、電子郵件等多種數(shù)據(jù)通信;③動(dòng)態(tài)分配帶寬,一個(gè)通信鏈路最多容納4個(gè)時(shí)隙;④每個(gè)時(shí)隙的通信能力為7.2k bit/s,總體傳輸速率可達(dá)28.8kbit/s;⑤在一個(gè)物理信道機(jī)內(nèi)可容納4個(gè)時(shí)分信道,可在不同的時(shí)隙內(nèi)接收和發(fā)送數(shù)據(jù),頻譜利用率高;⑥具有話音和數(shù)據(jù)加密功能,支持開放式信道信令。即允許來(lái)自不同廠商的產(chǎn)品進(jìn)入同一個(gè)公共通信信道。
2.2 3G技術(shù)
第三代移動(dòng)通信(3G)能夠在20 MHz頻譜帶寬提供下行100Mbit/s、上行50 Mbit/s的峰值傳輸速率;改善小區(qū)邊緣用戶的性能;提高小區(qū)容量;降低系統(tǒng)延遲,用戶平面內(nèi)部單向傳輸時(shí)延低于5 ms,控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時(shí)間低于50 ms,從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時(shí)間小于100 ms;支持100 km半徑的小區(qū)覆蓋;能夠?yàn)? 50 km/h高速移動(dòng)用戶提供大于100 kbit/s的接入服務(wù);支持成對(duì)或非成對(duì)頻譜,并可靈活配置1.25 20 MHz多種帶寬。
2.3 WLAN技術(shù)
無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)的主要標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.11,具體包括IEEE802.11b、802.11a和802.11g等。802.11b通常也被稱為wi-Fi(WirelessFidelity),工作在2.4GHz頻段,可支持最高11Mbit/s的共享接入速率;802.11a工作在5.8GHz頻段,其速率高達(dá)54Mbit/s,分頻采用OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù),但最高速率的無(wú)障礙接入距離降到30-50m;802.11g也采用OFDM技術(shù),與802.11a一樣可支持最高54Mbit/s的速率,同時(shí)它工作在2.4GHz頻段,因此,可以做到與802.11b兼容,而最高速率是802.11b的5倍。
2.4 WiMAX技術(shù)
WiMAx是建立在IEEE 802.16和ETSI HiperMAN無(wú)線城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可選擇在需執(zhí)照頻段或免執(zhí)照的頻譜中操作。它可為固定站提供達(dá)50 km的寬帶無(wú)線接入,可為移動(dòng)站提供5-15 km的寬帶無(wú)線接入。但WiMAx核心網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)至今仍在制定和完善中,空中接口標(biāo)準(zhǔn)也存在信令開銷大的問(wèn)題,由于目前尚未通過(guò)中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)審定,未被頻率分配,技術(shù)開展緩慢。
2.5 DVB-T技術(shù)
數(shù)字視頻地面廣播(DVB-T)是DVB一系列標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),用于地面開路數(shù)字電視系統(tǒng),采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的MPEG-2編碼,COFDM(編碼正交頻分復(fù)用)調(diào)制方式。在地鐵列車運(yùn)行過(guò)程中連續(xù)不斷地接收到由泄漏電纜或地面發(fā)射基站發(fā)射的實(shí)時(shí)信號(hào),通過(guò)數(shù)字機(jī)頂盒進(jìn)行解碼,并轉(zhuǎn)換為模擬復(fù)合視頻和音頻信號(hào),再經(jīng)過(guò)視音頻分配器輸出到終端顯示屏上。DVB-T具有容量大、接入方便等特點(diǎn),其技術(shù)使用于下行高速數(shù)據(jù)的傳輸,可以工作在多個(gè)頻點(diǎn),減少無(wú)線頻段干擾。
2.6 Mesh技術(shù)
無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)所需設(shè)備小巧輕便,易于安裝。由于其路由選擇特性使得鏈路中斷,所以局部擴(kuò)容和升級(jí)不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。在Mesh網(wǎng)絡(luò)中,數(shù)據(jù)通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行多跳轉(zhuǎn)發(fā),每一跳至少都會(huì)帶來(lái)一些延遲,隨著無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大,跳接越多,積累的總延遲就會(huì)越大,一些對(duì)通信延遲要求高的應(yīng)用(如話音或流媒體應(yīng)用等),可能面臨無(wú)法接受的延遲過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。目前,解決這一問(wèn)題主要是增加Mesh節(jié)點(diǎn)以及合適的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。盡管在有線網(wǎng)絡(luò)中使用的各種端到端安全技術(shù)(如虛擬專用網(wǎng)VPN)同樣可以用來(lái)解決無(wú)線Mesh的安全問(wèn)題,但正如Internet一樣,安全是選擇無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)不容忽視的問(wèn)題。
2.7 TRainCom
TRainCom無(wú)線電系統(tǒng)是一種適用于各種數(shù)據(jù)服務(wù)和運(yùn)用的列車無(wú)線電系統(tǒng)。與現(xiàn)行的其他列車無(wú)線電系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)能提供更多的帶寬。全雙工模式下總數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)16 Mbit/s(取決于無(wú)線通信系統(tǒng)的架構(gòu))。由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造可升級(jí),無(wú)線通信系統(tǒng)幾乎適用于所有列車系統(tǒng)――輕軌車、高速列車和高速磁懸浮列車。TRainCom是一套交鑰匙系統(tǒng)。而且,符合列車市場(chǎng)要求的CCTV和VoIP模塊也可有多種應(yīng)用。
3 無(wú)線組網(wǎng)
地鐵無(wú)線信號(hào)覆蓋主要是站廳、站臺(tái)以及隧道區(qū)間。站廳及站臺(tái)區(qū)域多呈長(zhǎng)條形,且站廳支柱及其他障礙物較多,為此,站廳層和站臺(tái)層多采用天線覆蓋。隧道區(qū)間無(wú)線信號(hào)的覆蓋是關(guān)鍵,隧道區(qū)間中無(wú)線組網(wǎng)的方式主要有裂縫波導(dǎo)、漏泄電纜和無(wú)線電臺(tái)等。
3.1 裂縫波導(dǎo)
裂縫波導(dǎo)網(wǎng)主要由中空鋁質(zhì)矩形管(WG)、無(wú)線接入設(shè)備(TRE)、波導(dǎo)管連接器(TGC)、雙面連接法蘭(DFL)、末端負(fù)載等組成。波導(dǎo)信息網(wǎng)移動(dòng)站由車載計(jì)算機(jī)、車載無(wú)線電臺(tái)、數(shù)據(jù)采集卡、窄縫探測(cè)接收器等組成。信號(hào)傳輸是通過(guò)中心控制室、車站計(jì)算機(jī)、車載計(jì)算機(jī)、車載電臺(tái)和列車上的定向天線發(fā)射和接收信號(hào),軌旁單元通過(guò)同軸電纜與裂縫波導(dǎo)連接,以裂縫波導(dǎo)為載體雙向傳輸列車實(shí)時(shí)信息。
3.2 漏泄電纜
漏泄電纜系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)通常采用基站與漏纜中繼方式。全線通常設(shè)1個(gè)控制中心,1個(gè)或若干個(gè)基站,1個(gè)無(wú)線移動(dòng)交換機(jī),基站信道數(shù)根據(jù)用戶數(shù)及話務(wù)量大小靈活配置,動(dòng)態(tài)分配。調(diào)度員發(fā)出的信息經(jīng)控制中心及無(wú)線移動(dòng)交換機(jī)傳至基站,基站各無(wú)線信道發(fā)射機(jī)通過(guò)合路器、光電轉(zhuǎn)換器、光分路器與光纜相接,基站發(fā)出的信息通過(guò)光纜傳送至各車站中繼器,由中繼器將信號(hào)放大后饋送至全線漏泄同軸電纜輻射出去,使列車司機(jī)、車站值班員、手持臺(tái)持有者能很好地收到來(lái)自控制中心的信息。反過(guò)來(lái),列車司機(jī)、車站值班員、手持臺(tái)持有者發(fā)出的信息由漏泄同軸電纜接收后傳送至中繼器,中繼器將信號(hào)放大后經(jīng)光電轉(zhuǎn)換設(shè)備、光合路器與光纜相連,通過(guò)光纜將信息傳送至基站,再由基站經(jīng)控制中心及無(wú)線移動(dòng)交換機(jī)傳至控制中心。需要說(shuō)明的是,有時(shí)無(wú)線覆蓋是直接由基站將電信號(hào)傳至漏泄同軸電纜等終端設(shè)備進(jìn)行無(wú)線信號(hào)覆蓋的,不需要經(jīng)過(guò)具備光電轉(zhuǎn)換功能的中繼設(shè)備,這主要取決于無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋的范圍和距離。
3.3 無(wú)線電臺(tái)
無(wú)線電臺(tái)組網(wǎng)方式是指利用1根光纜將每?jī)烧疽粎^(qū)間上下行隧道組成一個(gè)封閉的光環(huán)網(wǎng),通過(guò)以太網(wǎng)與車站無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及隧道接入點(diǎn)(AP)連接。控制中心發(fā)出的信息經(jīng)骨干網(wǎng)傳輸?shù)杰囌咀酉到y(tǒng),再?gòu)能囌窘粨Q機(jī)發(fā)送到隧道區(qū)間交換機(jī),由隧道區(qū)間交換機(jī)把信息下發(fā)到連接到該交換機(jī)的所有AP上,最后通過(guò)AP與地鐵列車相互通信。
4 應(yīng)用方案
到目前為止,地鐵行業(yè)無(wú)論是在通信系統(tǒng)的無(wú)線引入、PIS的無(wú)線布網(wǎng)還是信號(hào)系統(tǒng)的無(wú)線組網(wǎng)以及使用的標(biāo)準(zhǔn)方面并沒(méi)有形成一套成熟的系統(tǒng)。各種不同的無(wú)線引入、組網(wǎng)方式和標(biāo)準(zhǔn)都在試驗(yàn)中。
4.1 建議在車站的站廳層和站臺(tái)層分別加裝手機(jī)信號(hào)接入設(shè)備,直接與控制中心連接;在車廂內(nèi)同樣加裝手機(jī)信號(hào)接入設(shè)備,通過(guò)和乘客資訊系統(tǒng)(PIS)或信號(hào)系統(tǒng)使用同一個(gè)無(wú)線通信信道傳輸?shù)杰囌尽?刂浦行呐c運(yùn)營(yíng)商連接,這樣一來(lái)就可以減少商用通信系統(tǒng)的引入設(shè)備,大大地減少了干擾源特別是區(qū)間隧道內(nèi)的干擾。
4.2 無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)的選擇
地鐵在追求性能的同時(shí)更應(yīng)該注重的是穩(wěn)定和成熟。目前能夠滿足802.11a標(biāo)準(zhǔn)系列的產(chǎn)品比較少,布置密度大,TRainCom無(wú)線電系統(tǒng)則屬于私有的技術(shù),不具備開放性,對(duì)其二次開發(fā)、升級(jí)與維護(hù)等均需要依賴技術(shù)持有方;其他的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)不是傳輸?shù)膸捫。瑹o(wú)法滿足地鐵的功能需求,就是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還不夠成熟。目前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)城市地鐵都是采用WLAN技術(shù)。
其中,城軌信號(hào)CBTC系統(tǒng)和乘客資訊系統(tǒng)(PIS)都使用同一個(gè)WLAN無(wú)線標(biāo)準(zhǔn),802.11g無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)只有3個(gè)互不干擾的信道,由于信號(hào)系統(tǒng)是保證列車的行車安全,必須保證其帶寬,所以,一般信號(hào)系統(tǒng)分配2個(gè)信道,PIS系統(tǒng)占1個(gè)信道。
雖然PIS系統(tǒng)只使用1個(gè)信道,但是實(shí)踐證明基本上能夠滿足地鐵功能的需求。西門子(SIEMENS)在北京地鐵10號(hào)線測(cè)試PIS系統(tǒng)中無(wú)線傳輸系統(tǒng)的帶寬,其中信號(hào)系統(tǒng)也是使用802.11g標(biāo)準(zhǔn),并且由于其重要性占用了1和11信道。這樣PIS系統(tǒng)只能使用其中的6信道,經(jīng)過(guò)測(cè)試在移動(dòng)的狀態(tài)下有15M bit/s,靜止的狀態(tài)下可達(dá)到20 Mbit/s。
如果兩條線的信號(hào)系統(tǒng)和PIS系統(tǒng)都是采用802.11g標(biāo)準(zhǔn),那么會(huì)在換乘站有比較大的同頻干擾,所以在采用標(biāo)準(zhǔn)和分配信道的時(shí)候應(yīng)該綜合考慮整個(gè)地鐵網(wǎng)。
本文分析了信號(hào)系統(tǒng)基于通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)(C B T C)與乘客信息系統(tǒng)(P I S)在城市軌道交通環(huán)境下使用WL A N技術(shù)存在的問(wèn)題,對(duì)L T E技術(shù)在車-地?zé)o線通信中應(yīng)用的可行性進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞
L T E;城市軌道交通;車-地?zé)o線通信
1 基于WL A N技術(shù)的車-地?zé)o線通信網(wǎng)絡(luò)兼容性分析
基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的WALN技術(shù)是城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng),目前主要可用的寬帶數(shù)據(jù)無(wú)線通信技術(shù),該技術(shù)于2004年在國(guó)內(nèi)運(yùn)用,并成為國(guó)內(nèi)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)主流的車-地通信技術(shù),已在北京、上海、廣州、深圳、成都、西安、杭州等城市廣泛運(yùn)用。近年來(lái),通信PIS系統(tǒng)可用的寬帶數(shù)據(jù)無(wú)線通信技術(shù)制式相對(duì)信號(hào)系統(tǒng)較多,但國(guó)內(nèi)城市軌道交通已開通和正在實(shí)施中的線路采用WLAN方案占多數(shù)。綜上,目前城市軌道交通環(huán)境中車-地?zé)o線通信系統(tǒng)以兩張WLAN網(wǎng)絡(luò)共存的情況為主。
兩個(gè)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)電磁兼容是工程實(shí)施中必須考慮的問(wèn)題。根據(jù)已實(shí)施項(xiàng)目的實(shí)際使用情況,信號(hào)系統(tǒng)和PIS系統(tǒng)的電磁兼容主要有三個(gè)方案:
方案一:信號(hào)系統(tǒng)和PIS系統(tǒng)采用同一家WLAN供貨商,將信號(hào)系統(tǒng)和PIS系統(tǒng)集成建設(shè)。例如,北京機(jī)場(chǎng)線采用該方案。
方案二:信號(hào)系統(tǒng)和PIS系統(tǒng)分別使用不同頻段,例如:信號(hào)系統(tǒng)使用2.4GHz頻段,PIS系統(tǒng)使用5.8GHz頻段或其它無(wú)線頻段。目前,上海地鐵10號(hào)線和西安地鐵2號(hào)線均采用該方案。
方案三:信號(hào)系統(tǒng)和PIS系統(tǒng)采用同頻段,當(dāng)兩系統(tǒng)采用同頻段(如ISM頻段)時(shí),在工程實(shí)施中一般采取以下三項(xiàng)措施以盡量減少相互間的干擾:選擇不同天線極化方向;合理規(guī)劃無(wú)線頻點(diǎn);協(xié)調(diào)AP點(diǎn)位置。
2 目前城市軌道交通車-地通信存在的問(wèn)題
車-地?zé)o線通信系統(tǒng)采用 2.4GHz開放頻段,所有使用2.4GHz WLAN技術(shù)的設(shè)備均為信號(hào)無(wú)線車-地通信系統(tǒng)的干擾源,系統(tǒng)不可避免的會(huì)遭到民用通信產(chǎn)品(MiFi,WiFi,藍(lán)牙等)的干擾,可能導(dǎo)致信號(hào)車-地?zé)o線通信傳輸系統(tǒng)無(wú)法工作,影響信號(hào)系統(tǒng)的可用性。而且隨著將來(lái)無(wú)線智能城市的建設(shè)以及手機(jī)上網(wǎng)應(yīng)用的普及,將會(huì)有更多的干擾源出現(xiàn)。而且近期發(fā)生的城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)車地通信受到民用3G熱點(diǎn)設(shè)備干擾,導(dǎo)致列車正常運(yùn)行受到較為嚴(yán)重影響的情況已逐漸顯現(xiàn),如2012年10月份以來(lái),深圳蛇口線(2號(hào)線)、環(huán)中線(5號(hào)線)信號(hào)車-地?zé)o線受外界干擾,列車多次發(fā)生信號(hào)保護(hù)功能動(dòng)作而產(chǎn)生的列車緊急制動(dòng),造成了列車嚴(yán)重晚點(diǎn),使旅客大量滯留,產(chǎn)生較大的社會(huì)影響。成都、重慶等城市的城市軌道交通線路也發(fā)生了類似的情況。
3 L T E技術(shù)在車-地?zé)o線通信中應(yīng)用的可行性分析
若要從根本上解決目前車-地?zé)o線通信中的干擾問(wèn)題,保證信號(hào)系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定工作,只能通過(guò)采用專用頻段及更先進(jìn)的無(wú)線通信技術(shù)解決。因此,工業(yè)和信息化部無(wú)線電管理局正在開展城市軌道交通采用專用頻段的前期調(diào)研工作。
城市軌道交通車-地通信系統(tǒng)主要應(yīng)具備以下幾個(gè)特點(diǎn):高可靠性、高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率和低數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延、良好的移動(dòng)性能。LTE技術(shù)較WLAN技術(shù)可以更好的滿足上述需求[1]。
第一,LTE系統(tǒng)采用扁平化組網(wǎng)方案,簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),減少了網(wǎng)元數(shù)量,系統(tǒng)可靠性高。
第二,LTE技術(shù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率和頻譜利用率高,優(yōu)于窄帶系統(tǒng)TETRA、GSM-R,也優(yōu)于WIFI、WiMAX。
第三,LTE系統(tǒng)采用扁平化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),有效地縮短了端到端的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延,更加滿足城市軌道交通特別是信號(hào)系統(tǒng)的應(yīng)用需求。
第四,LT E技術(shù)可支持高達(dá)350km/h的移動(dòng)性能,雖然城市軌道交通列車移動(dòng)速度一般不會(huì)大于100km/h,但會(huì)造成由于移動(dòng)性而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)傳輸性能下降。
第五,LTE系統(tǒng)具有頻譜靈活性特點(diǎn),可支持不同大小的頻譜分配,可在不同大小的頻譜中部署,包括1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz,以及20MHz,支持成對(duì)和非成對(duì)頻譜。
4 信號(hào)與P I S共享L T E車-地?zé)o線通信網(wǎng)絡(luò)可行性分析
信號(hào)CBTC系統(tǒng)承載安全信息,對(duì)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性、丟包率、安全性要求高,但數(shù)據(jù)量較小;PIS系統(tǒng)承載的為非安全性信息,數(shù)據(jù)量大,但對(duì)時(shí)延、丟包率要求相對(duì)較低[2]。
結(jié)合LTE方案提供的網(wǎng)絡(luò)通信條件,為充分利用寬帶移動(dòng)通信平臺(tái)的能力、實(shí)現(xiàn)資源共享和投資最大化,信號(hào)CBTC系統(tǒng)和PIS系統(tǒng)在理論上可以共用車-地?zé)o線通信網(wǎng)絡(luò),可以通過(guò)設(shè)定不同優(yōu)先級(jí)的方式保證信號(hào)系統(tǒng)信息的可靠傳輸。
5 LTE在車-地?zé)o線通信應(yīng)用中的頻段選擇
3GPP組織在制定LTE協(xié)議的時(shí)候已經(jīng)制定了頻率范圍,并且制定FDD與TDD各自的頻段,兼容了全球現(xiàn)有無(wú)線通信的頻段。
工業(yè)和信息化部于2013年12月4日向中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通頒發(fā)了TD-LTE的經(jīng)營(yíng)許可,中國(guó)移動(dòng)1880 -1900 MHz、2320-2370 MHz、2575-2635 MHz;中國(guó)聯(lián)通的頻譜資源為2300-2320 MHz、2555-2575 MHz;中國(guó)電信的頻譜資源為2370-2390 MHz、2635-2655 MHz。FDD系統(tǒng)使用頻段尚未能確定。
為了推動(dòng)新一代寬帶無(wú)線接入技術(shù)(含數(shù)字集群功能)在重點(diǎn)領(lǐng)域的行業(yè)應(yīng)用,國(guó)家在政策和頻率上也給予大力支持。針對(duì)行業(yè)信息化應(yīng)用的新需求,2008年無(wú)線電管理局了工信部無(wú)[2008]332號(hào)文擴(kuò)展了1785-1805MHz頻段的業(yè)務(wù)應(yīng)用范圍,不僅可以開展語(yǔ)音、低速數(shù)據(jù)等窄帶應(yīng)用,也可以開展無(wú)線視頻傳輸?shù)葘拵?yīng)用。
近年來(lái),我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TD-LTE專網(wǎng)寬帶集群產(chǎn)品已在政務(wù)網(wǎng)和重點(diǎn)行業(yè)開展商用。目前,北京、天津等城市已部署基于TD-LTE技術(shù)的政務(wù)網(wǎng),我國(guó)為TD-LTE政務(wù)網(wǎng)分配了1447-1467MHz共20MHz試用頻率。
目前在中國(guó)可申請(qǐng)用于城市軌道交通車-地?zé)o線通信系統(tǒng)中頻段主要包括1.8G H z(1785-1805MHz)和1.4GHz(1447-1467MHz)。考慮到信號(hào)系統(tǒng)車-地?zé)o線通信系統(tǒng)采用雙網(wǎng)同時(shí)工作的需求,且為了降低兩張網(wǎng)絡(luò)同頻干擾的概率、提高系統(tǒng)的可用性和可靠性,建議在1.8GHz和1.4GHz各申請(qǐng)一定頻段,建立異頻雙網(wǎng)。
參考文獻(xiàn)
摘 要:《城市軌道交通信號(hào)檢測(cè)技術(shù)》是城市軌道交通信號(hào)與控制專業(yè)一門必修的專業(yè)課。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠了解信號(hào)系統(tǒng)在城市軌道交通中的作用,掌握信號(hào)系統(tǒng)的工作原理及系統(tǒng)組成,并具備將理論知識(shí)應(yīng)用到工程實(shí)踐之中的能力。該課程具有專業(yè)性強(qiáng)、與工程實(shí)踐聯(lián)系緊密、知識(shí)點(diǎn)繁雜、不易理解等特點(diǎn)。該文梳理了課程架構(gòu),研究了課程的特點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上提出了合理規(guī)劃教學(xué)順序、理論教學(xué)與實(shí)際案例相結(jié)合及采用多媒體技術(shù)三種教學(xué)策略,以提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量,達(dá)到培養(yǎng)卓越工程師的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:軌道交通信號(hào)與控制 工程實(shí)踐 教學(xué)策略 多媒體技術(shù)
中圖分類號(hào):G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2016)09(c)-0116-02
《城市軌道交通信號(hào)檢測(cè)技術(shù)》課程是軌道交通信號(hào)與控制專業(yè)的一門專業(yè)必修課程。信系統(tǒng)是城市軌道交通確保行車安全、指揮列車運(yùn)行、提高行車效率的核心控制系統(tǒng)。該課程內(nèi)容基本覆蓋了道岔、軌道電路、信號(hào)機(jī)、聯(lián)鎖系統(tǒng)等軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的各組成設(shè)備及信號(hào)控制技術(shù)。通過(guò)學(xué)習(xí)該課程,學(xué)生可了解信號(hào)系統(tǒng)在城市軌道交通系統(tǒng)中的作用、信號(hào)系統(tǒng)的組成及各設(shè)備之間的聯(lián)系;掌握車站、區(qū)間、聯(lián)鎖、閉塞等基本概念,熟悉信號(hào)系統(tǒng)各組成設(shè)備的工作原理、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用原則,掌握簡(jiǎn)單的設(shè)備調(diào)試方法,進(jìn)而對(duì)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)有一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí),同時(shí)為學(xué)生牢固樹立故障導(dǎo)向安全的信號(hào)設(shè)計(jì)、應(yīng)用理念。
1 課程特點(diǎn)
該課程作為軌道交通信號(hào)與控制專業(yè)的專業(yè)課程,課程特點(diǎn)跟其它基礎(chǔ)課不同,課程內(nèi)容與行業(yè)聯(lián)系緊密,具有其特有的專業(yè)特征。
(1)課程內(nèi)容緊密聯(lián)系行業(yè)動(dòng)態(tài),專業(yè)性強(qiáng)。
該課程主要講述城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)中各設(shè)備的組成、作用、工作原理及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用特性。課上所授設(shè)備均在全國(guó)各城市的地鐵、輕軌、有軌電車中廣泛應(yīng)用,授課內(nèi)容與工程應(yīng)用和行業(yè)動(dòng)態(tài)聯(lián)系非常緊密,專業(yè)性很強(qiáng)。
(2)課程目標(biāo)以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力為導(dǎo)向。
該課程的培養(yǎng)目標(biāo)是以軌道交通信號(hào)與控制的相關(guān)理論和技術(shù)為主線,面向工程實(shí)際,注重理論知識(shí)、能力與工程實(shí)踐的融合,強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際,著力提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力,培養(yǎng)高級(jí)工程技術(shù)人才。
(3)知識(shí)點(diǎn)繁雜,不易理解。
該課程內(nèi)容幾乎覆蓋了軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的所有設(shè)備和控制技術(shù),共講述信號(hào)設(shè)備/控制技術(shù)28種,每種信號(hào)設(shè)備/控制技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景、工作原理各不相同,知識(shí)點(diǎn)繁雜,學(xué)生掌握起來(lái)有一定的難度。
2 課程內(nèi)容
該課程內(nèi)容共包含6章,28個(gè)知識(shí)點(diǎn),知識(shí)點(diǎn)分布詳見(jiàn)表1。其中,第一章和第三章的內(nèi)容為信號(hào)系統(tǒng)的基本概念,為信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備的講解做鋪墊;第二章為信號(hào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)備,此章講述的設(shè)備是為信號(hào)系統(tǒng)控制行車提供基本支撐的獨(dú)立信號(hào)設(shè)備;第四章、第五章、第六章為信號(hào)系統(tǒng)控制的核心設(shè)備,包含信號(hào)控制的原則和原理。
3 教學(xué)策略
鑒該于該課程的上述特點(diǎn),研究人員經(jīng)過(guò)多次課程實(shí)踐教學(xué)與探索后,特針對(duì)該課程制定了以下3項(xiàng)教學(xué)策略,用以提升教學(xué)效果,使其能夠達(dá)到課程的教學(xué)目標(biāo)。
(1)合理規(guī)劃教學(xué)、實(shí)驗(yàn)順序,做到課堂教學(xué)與動(dòng)手實(shí)踐相結(jié)合。
由于該課程講授設(shè)備繁多,因此需要合理安排教學(xué)順序和實(shí)驗(yàn)順序,以使學(xué)生能夠順暢、有條理地吸收、消化各知識(shí)點(diǎn)。如圖1所示,該課程的教學(xué)順序采用了“由易到難、先基礎(chǔ)后系統(tǒng)”的原則,先介紹原理相對(duì)簡(jiǎn)單、應(yīng)用較獨(dú)立的基礎(chǔ)信號(hào)設(shè)備,再逐步深入,講解結(jié)構(gòu)、原理復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)備,使學(xué)生掌握起來(lái)較容易。另外,在實(shí)驗(yàn)的安排上,也遵循了由簡(jiǎn)入深的原則。先安排基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),用眼看;再安排生產(chǎn)實(shí)習(xí),動(dòng)手做。學(xué)生經(jīng)過(guò)“用眼看―課堂理論學(xué)習(xí)―動(dòng)手做”三步以后,基本能夠掌握每種設(shè)備的工作原理,并且能親自動(dòng)手操作、應(yīng)用。
(2)課堂教學(xué)中理論分析與實(shí)際案例相結(jié)合。
該課程內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合非常緊密,因此研究人員在課堂理論講解的過(guò)程中,采用發(fā)現(xiàn)教學(xué)法,為每個(gè)知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)際案例,并將實(shí)際案例作為教學(xué)內(nèi)容引入,提供一種問(wèn)題情境,讓學(xué)生積極思考,引導(dǎo)學(xué)生自覺(jué)、主動(dòng)地探索知識(shí)和解決問(wèn)題的方法及步驟,發(fā)現(xiàn)事件發(fā)展的起因和內(nèi)部聯(lián)系,從中找出規(guī)律,學(xué)到原理。例如,在講述城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)作用這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí),先以“7.23甬溫線特別重大鐵路交通事故”這個(gè)實(shí)際案例作為引入點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生分析事故原因及影響,再?gòu)氖鹿试蛑蟹治龀稣n程知識(shí)點(diǎn),即“城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)最重要的作用是確保列車行車安全”。這種方法既培養(yǎng)了學(xué)生解決問(wèn)題的能力、探索的技巧,也有利于學(xué)生記憶的保持。
(3)運(yùn)用多媒體技術(shù)提高教學(xué)效果。
該課程專業(yè)性強(qiáng),涉及多種設(shè)備硬件原理和控制技術(shù),一味采用傳統(tǒng)教育手段講解,容易讓學(xué)生產(chǎn)生枯燥乏味感,失去學(xué)習(xí)興趣。因此研究人員在傳統(tǒng)教學(xué)中穿插采用多媒體技術(shù),通過(guò)文本、圖形、圖像、動(dòng)畫、聲音、影像等多種表現(xiàn)形式,將復(fù)雜枯燥的原理直觀生動(dòng)地展示給學(xué)生,增強(qiáng)學(xué)生的感官效應(yīng),提高其學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。
4 結(jié)語(yǔ)
《城市軌道交通信號(hào)檢測(cè)技術(shù)》這門課程內(nèi)容繁雜、知識(shí)點(diǎn)零散、專業(yè)性強(qiáng)、不易理解。文中探索的教學(xué)策略可以在一定程度上改善教學(xué)效果,提高教學(xué)質(zhì)量。但要達(dá)到理想的教學(xué)效果,還需要在其它方面繼續(xù)努力探索,完善教學(xué)方法,優(yōu)化教學(xué)活動(dòng)組織,以更好地完成教學(xué)目標(biāo)的要求。
參考文獻(xiàn)
[1] 郭增平,朱純義.談現(xiàn)代化教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方法的合理運(yùn)用[J].教育探索,2007(8):134-135.
【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化技術(shù) 城市軌道交通 應(yīng)用
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們的生活水平日益提高,私家車保有量大量增加。在這樣的背景下,城市交通正面臨著越來(lái)越大的壓力。隨著城市交通擁堵?tīng)顩r的日益嚴(yán)重,很多城市都開始進(jìn)行軌道交通的建設(shè),對(duì)城市立體空間進(jìn)行充分的應(yīng)用,從而緩解巨大的交通壓力。而在城市軌道交通的建設(shè)和發(fā)展當(dāng)中,對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用,能夠極大的提升城市軌道交通的智能化、信息化、自動(dòng)化程度,從而為人們的日常出行提供更大的便利。
1 城市軌道交通中自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)
在城市軌道交通中,自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用具有很多方面的特點(diǎn)。在車站里,對(duì)快速可靠的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建立,同時(shí)針對(duì)全線建立中央監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心。通過(guò)骨干網(wǎng),連接中央和車站的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),利用分層分布計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行建立。在軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,應(yīng)滿足可靠性要求,確保安全保障系統(tǒng)有效。利用工業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)對(duì)監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建立,因而具有良好的可靠性。同時(shí),在骨干網(wǎng)當(dāng)中,也具有安全性、可靠性等要求。城市軌道交通自動(dòng)化技術(shù)具有較高的響應(yīng)性,具有三層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),從頂層到底層,只需2秒以下的時(shí)間就能夠完成遙控響應(yīng)。同時(shí),城市軌道交通自動(dòng)化技術(shù)具有同一平臺(tái)、專業(yè)子系統(tǒng)互聯(lián)的特點(diǎn),能夠有效的對(duì)資源共享,實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的監(jiān)控。
基于通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展,在城市軌道交通中,傳統(tǒng)的多島分立自動(dòng)化已經(jīng)逐漸被淘汰。城市軌道交通自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,整逐漸形成統(tǒng)一化、計(jì)算機(jī)集成化的模式,基于綜合監(jiān)控軟件體系的實(shí)現(xiàn),能夠?qū)φ9r、阻塞模式、災(zāi)害模式等情況下的系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)加以實(shí)現(xiàn)。城市軌道交通自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中,具有大資源帶寬、良好可靠性的計(jì)算機(jī)集成我那個(gè)落。因此,在城市軌道交通的管理和監(jiān)控當(dāng)中,可以對(duì)計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用,例如地理信息系統(tǒng)、車站動(dòng)態(tài)信息服務(wù)系統(tǒng)、聲訊查詢系統(tǒng)、數(shù)字視頻系統(tǒng)等進(jìn)行應(yīng)用。由此可見(jiàn),在城市軌道交通自動(dòng)化技術(shù)中,具有良好的開放性、擴(kuò)展性、集成性等特點(diǎn)。
2 城市軌道交通中自動(dòng)化技術(shù)的意義
在當(dāng)前的城市軌道交通當(dāng)中,具有較多的交通設(shè)備和廣泛的分布范圍,因此,傳統(tǒng)人工操作的方式,已經(jīng)不能滿足城市軌道交通的實(shí)際需求。因此,對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用,能夠有效的降低發(fā)生錯(cuò)誤的記錄,同時(shí)提高運(yùn)行效率。在城市軌道交通當(dāng)中,自動(dòng)化技術(shù)具有十分重要的意義。利用自動(dòng)化技術(shù),能夠有效的控制和監(jiān)測(cè)城市軌道交通全線的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況,極大的節(jié)省了人力,提升了管理效率。城市軌道交通與人們的安全出行息息相關(guān),通過(guò)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,能夠提升城市軌道交通體系的安全,使其更加可靠、安全的運(yùn)行。此外,自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,還能夠確保城市軌道交通穩(wěn)定、高效的運(yùn)行,防止交通擁堵?tīng)顩r的發(fā)生。通過(guò)各個(gè)相關(guān)部門的信息共享和共同作業(yè),能夠?qū)煌?zāi)害進(jìn)行有效的應(yīng)對(duì)和預(yù)防。
3 城市軌道交通中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
3.1 自動(dòng)通信技術(shù)
自動(dòng)化技術(shù)在城市軌道交通當(dāng)中的應(yīng)用,自動(dòng)通信技術(shù)是重要的基礎(chǔ)。通過(guò)通信技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)、共享信息等要求。在通信技術(shù)當(dāng)中,云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等,都是十分重要的。在自動(dòng)通信技術(shù)中,利用互聯(lián)網(wǎng),能夠在不同線路之間交流信息,并且綜合控制和管理城市交通線路。同時(shí),利用通信技術(shù),能夠提升乘客信息系統(tǒng)智能化程度,為乘客出行提供便利。此外,在通信技術(shù)中,應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)能夠技術(shù),能夠?qū)ψ詣?dòng)化設(shè)備的接口進(jìn)行減少,對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,從而推動(dòng)城市軌道交通自動(dòng)化系統(tǒng)的智能化、高效化發(fā)展。
3.2 自動(dòng)駕駛技術(shù)
在城市軌道交通車輛的研究和發(fā)展當(dāng)中,自動(dòng)駕駛技術(shù)的應(yīng)用,能夠有效的提升車輛控制運(yùn)行效率,同時(shí)節(jié)省大量的人力。在自動(dòng)駕駛技術(shù)中,GPS導(dǎo)航技術(shù)十分重要,利用衛(wèi)星對(duì)電子地圖進(jìn)行獲取,并利用導(dǎo)航定位系統(tǒng),將道路等信息加入到電子地圖中,利用軟件檢索規(guī)劃運(yùn)行道路,并采用圖像、語(yǔ)音等方式進(jìn)行提示,最終到達(dá)目的地。在自動(dòng)駕駛技術(shù)中,自動(dòng)駕駛列車定位技術(shù)也是至關(guān)重要的,利用軌道、列車之間的相對(duì)位置來(lái)控制和定位列車。在列車軌道上,從一端將電信號(hào)發(fā)射到另一端。如果軌道上沒(méi)有列車,另一端會(huì)對(duì)完整信號(hào)進(jìn)行接收,從而分析軌道狀態(tài)。如果軌道中有列車,會(huì)使電信號(hào)短路,另一端將無(wú)法接收信號(hào)。因此,通過(guò)分析和處理信號(hào),能夠監(jiān)測(cè)與定位列車,從而對(duì)列車的運(yùn)行和控制效率進(jìn)行提升。
3.3 自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)
在城市軌道交通當(dāng)中,包含了很多固定軌道設(shè)備、車輛等,應(yīng)用自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù),能夠更好的控制和監(jiān)測(cè)這些固定設(shè)備。在自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中,主要包括了軟件設(shè)備和硬件設(shè)備,其中,軟件設(shè)備中包含了圖形處理軟件、數(shù)據(jù)分析軟件等,硬件設(shè)備中則包含了計(jì)算機(jī)、采集卡等。通過(guò)聯(lián)系站點(diǎn)分系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng),自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)及傳輸數(shù)據(jù),從而更好的監(jiān)控整個(gè)軌道交通線路。在城市軌道交通中,自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)能夠進(jìn)行火災(zāi)預(yù)警、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、電力監(jiān)測(cè)等,更好的保證城市軌道交通線路的安全。
4 結(jié)論
在當(dāng)前的社會(huì)當(dāng)中,城市軌道交通是城市交通系統(tǒng)當(dāng)中一個(gè)十分重要的組成部分。這一交通形式的出現(xiàn),極大的緩解了城市交通擁堵的情況,同時(shí)也提升了城市交通體系的立體化、完善化程度。在城市軌道交通當(dāng)中,可以對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用,能夠更加高效、可靠的監(jiān)控和管理城市軌道交通,使其更好的為人們的日常出行提供方便。
參考文獻(xiàn)
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