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[摘要]科技是第一生產力,科技發展的快慢決定著社會經濟進步的速度,在城市發展中發揮著重要的作用。其中,城市軌道交通發展在科技信息技術支持下,逐漸成為了一個城市走向發達的重要標志。下文中所介紹的城市軌道交通信號系統,是科技發展的產物,是城市軌道交通系統中的重中之重。基于此,本文以城市軌道交通信號系統相關技術為例進行分析,為促進城市軌道交通信號系統的發展提供幫助。
城市軌道交通信號系統在當今社會中發揮著重要的作用,是軌道交通發展中必不可少的科研成果。隨著科技信息技術高速發展,列車對信號系統要求越來越高,不僅表現在安全方面,同時還表現在效率方面,都需要信號系統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的關鍵技術進行深入研究。
1城市軌道交通信號系統
1.1城市軌道交通信號系統在生活中的作用
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中采用軌道交通信號系統能夠將信號設備的作用充分發揮,達到事半功倍的效果。從世界上先進的軌道交通運營中發現,只有高水平的信號系統,才能夠在交通中實現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控提出了較高的要求,其主要的目的就是為了實現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,數值上相差很多,所以,在實際的城市軌道交通信號系統中,不需要數據傳輸較快的信號系統,只需要傳輸速度較低的系統就可以實現信號傳輸功能;第三,由于在城市中,列車的運行間隔比較小,運行中所展現的規律性比較強[2]。
2城市軌道交通信號系統設計情況
由于我國在城市軌道交通信號系統研發中起步比較晚,與國際水平間存在一定的距離。在城市軌道交通信號系統建設階段,由于在各項技術上,外商對信號系統設計的核心技術掌握著主動權,因此,在國內市場中,不得不對信號系統進行比較長時間的調試;在信號系統的運營階段,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,對于網絡化比較復雜的城市,存在多種形式的信號系統,因此,在實際的信號系統投入使用中,要想實現多元化網絡系統的實際使用,需要在多種線路中進行線路互聯,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中能夠實現高傳輸速率,低時延,并支持信號系統中的多種功能,支持廣播組的播出業務,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,技術系統能夠提供上行、下行分別為100Mb/s和50Mb/s的峰值速率。實現的城市軌道交通覆蓋率達到了100Km。為了實現更加優化的功能,LTE系統中采取一種網格化結構,集成了適用于寬帶移動傳輸的眾多先進技術。LTE技術優勢有很多,能夠實現傳輸效率高、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來解決系統內部干擾。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技術在網元上的數量比較少,實現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。而WLAN只適合于低速環境;從技術的服務質量上進行分析,LTE技術支持優先級的設置,能夠保證信號系統的無線傳輸,但是WLAN技術卻不能實現信號系統的優先級。
3.3LTE信號系統在城市軌道交通中應用
隨著科技不斷發展,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。信號系統主要涉及的問題就是安全,無線信息系統要想實現穩定性以及可靠性,對于信息系統的要求比較高。信號系統在進行通訊傳輸時實時性要求比較高,而在PIS系統中,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系統中的LTE技術靈活應用到城市軌道交通信號系統中來[5]。2014年,在北京地鐵指揮中心的支持下,多家信號廠商對LTE技術在信號系統中的實際應用進行現場測試,希望能夠通過專業的技能檢測,促進城市軌道交通信號技術發展。在現場測試中,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展中的關鍵技術,在城市軌道交通信號系統中發揮著重要的作用。
4結論
本文中所介紹的城市軌道交通信號系統,在軌道交通行業發展中作用突出,是城市軌道交通的主力軍。在科技不斷發展的進程中,城市軌道交通信號系統與科技相結合,逐步實現智能化與科技化。本文立足于城市軌道交通信號系統的作用、特點,針對目前我國城市軌道交通信號系統的發展近況,對相關問題進行分析,為信號系統中的關鍵技術的發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系統關鍵技術研究[D].蘭州交通大學,2009.
[2]王飛杰.城軌CBTC智能調度指揮系統關鍵技術的研究[D].北京郵電大學,2011.
[3]闞庭明.城市軌道交通乘客信息系統關鍵技術研究[D].中國鐵道科學研究院,2013.
[4]王東.軌道交通信號系統仿真測試與驗證技術研究與應用[D].浙江大學,2014.
[5]肖彥君.城市軌道交通聯調聯試關鍵技術研究及應用[D].中國鐵道科學研究院,2014.
作者:張志鋒 單位:蘇州市軌道交通集團有限公司運營分公司