時間:2023-07-16 08:23:25
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城市軌道交通專用通信系統(tǒng),是城市軌道交通系統(tǒng)的核心,其功能強大,涵蓋面廣,為保障軌道交通安全正常運營、順利實時調(diào)度調(diào)整、智能監(jiān)控提供有力支持?,F(xiàn)根據(jù)當(dāng)代國內(nèi)城市發(fā)展建設(shè)中所涉及城市軌道交通通信系統(tǒng)實際的設(shè)計情況匯總按其功能分為十二大交通專用子系統(tǒng)。首先,作為城市軌道交通通信系統(tǒng)的整體構(gòu)架,這些子系統(tǒng)在設(shè)計上相互依托、相互作用,之間的調(diào)度能協(xié)調(diào)工作,在不同的運營環(huán)境下能夠智能的相互調(diào)節(jié)。其次,作為整體構(gòu)架的分支,各個子系統(tǒng)又擁有對各自子系統(tǒng)內(nèi)的故障進行檢測和報警的功能,由此來保證整個系統(tǒng)的可靠性。如軌道交通通信系統(tǒng)中電話通信子系統(tǒng),承載著運營管理中的一般性公務(wù)聯(lián)系,而常規(guī)性質(zhì)的城市軌道交通運營服務(wù)管理大都通過電話通信子系統(tǒng)來完成。這種輔助型子系統(tǒng)能將自身的作用發(fā)揮到極致,而后以一種輔助的方式來確保行車安全、提高運輸效率和現(xiàn)代化管理水平、提升旅客舒適度以及突況下提供應(yīng)急處理手段等方面響應(yīng)速率,以此成為整個通信系統(tǒng)的重要分支??紤]到實際工程中的軌道交通線路建設(shè)為分段式及今后逐步實行三期延伸的工程建設(shè)特點,該線路的通信系統(tǒng)應(yīng)該建設(shè)成一個安全可靠、功能合理、技術(shù)先進、經(jīng)濟實用并易于擴展的通信網(wǎng)絡(luò),這也是我們做進一步規(guī)劃研究的目的。
1.2關(guān)鍵技術(shù)
1.2.1MSTP
MSTP(Multi-ServiceTransferPlatform)(基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺)是指基于SDH平臺同時實現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送,提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點。利用MSTP可以為各個車站站臺與控制中心建立保護環(huán)路,這種基于MSTP的2.SG環(huán)路具有為各站點提供2M業(yè)務(wù)與10M/100M業(yè)務(wù)的總線型或點對點式傳輸信道。通信系統(tǒng)的整體設(shè)計思路就是利用這些由MSTP搭建的傳輸通道將車站設(shè)備與中心設(shè)備連在一起,從而實現(xiàn)該系統(tǒng)的整體功能。
1.2.2IPoverSDH
由于,數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是軌道通信系統(tǒng)的重中之重,既要考慮通信技術(shù)的發(fā)展,又要考慮軌道交通運行安全,還要考慮軌道交通中通信業(yè)務(wù)種類繁多、面對情況復(fù)雜,其對通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)接口的要求很高,因此傳輸系統(tǒng)選用IPoverSDH和綜合業(yè)務(wù)接入相結(jié)合是最佳選擇。SDH是當(dāng)前傳輸網(wǎng)絡(luò)中比較好的一種方式,優(yōu)點是:精準、靈活、簡單易用、可靠性強;但它也有缺點:點對點、多點對點的數(shù)據(jù)傳輸以及圖像視頻信號的傳輸不是很理想。而IP技術(shù)則正好彌補了SDH的缺點,所以采用IPoverSDH是解決軌道交通通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的最佳方案之一。根據(jù)城市軌道通信數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計可知,在軌道車站的網(wǎng)絡(luò)中承載六種相對獨立的業(yè)務(wù):1、SCADA業(yè)務(wù);2、BAS、OA業(yè)務(wù);3、乘客誘導(dǎo)、錄像回放、廣播下載、電源設(shè)備監(jiān)控及專用電話預(yù)留業(yè)務(wù);4、AFC票務(wù)業(yè)務(wù);5、公安業(yè)務(wù);6、OCC調(diào)度業(yè)務(wù),在OCC既要接受處理各個分站點的業(yè)務(wù),同時還需控制整個行車網(wǎng)絡(luò),因此網(wǎng)絡(luò)管理在OCC控制中心必不可少。SDH數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)是由SDH網(wǎng)絡(luò)單元節(jié)點組成,在光纖、微波或衛(wèi)星上進行同步的信息數(shù)據(jù)傳遞、交換等功能于一身,并由統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)進行管理維護的綜合性信息網(wǎng)。這種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高效管理、實時網(wǎng)絡(luò)維護、實時業(yè)務(wù)性能監(jiān)控等功能,可有效的提升網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、帶寬等的利用率,能滿足城市軌道交通數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸和交換需求,因此設(shè)計基于IPoverSDH技術(shù)的網(wǎng)絡(luò),能夠在很大程度上滿足城市軌道交通通信系統(tǒng)的技術(shù)要求。在這項技術(shù)具體的實施上,采取IPoverSDH來執(zhí)行多種業(yè)務(wù),在每個不同的城市軌道車站和車輛段作為數(shù)據(jù)信息采集節(jié)點,通過公共或者私有網(wǎng)絡(luò)接入將本節(jié)點的數(shù)據(jù)通過SDH傳輸信道送至OCC控制中心,在OCC控制中心將采用專有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)對各個節(jié)點的信息進行處理。在城市軌道交通的業(yè)務(wù)中,除了由IP技術(shù)處理的業(yè)務(wù)外,還有時效性很強的業(yè)務(wù),這樣的業(yè)務(wù)就必須采用綜合業(yè)務(wù)接入的方式來進行處理。對于綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的接入,可以選用合適的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備,利用常規(guī)的數(shù)據(jù)傳輸通道,采用PCM30/32的方案,就可以方便的提供語音、圖像數(shù)據(jù)等多種系統(tǒng)接口,網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建十分靈活,可構(gòu)成點對點、鏈路、環(huán)形等多種拓撲結(jié)構(gòu)。具有64K交互能力,在這種方式下上下電路不會阻塞,也在沿路可根據(jù)實際需要設(shè)置上下電路。采用雙系統(tǒng)供電,可以使整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全系數(shù)更高。
2城市軌道交通無線通信系統(tǒng)
當(dāng)前城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)尤其是無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展目標是在穩(wěn)定快速的接入基礎(chǔ)上,同時提供可靠語音業(yè)務(wù)和更寬的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。當(dāng)前藍牙、WIFI等各類無線技術(shù)的迅速發(fā)展普及,讓這一目標的實現(xiàn)成為可能。
2.1城市軌道交通下一代無線通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究下一代城市軌道交通無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的實現(xiàn),依賴于下列關(guān)鍵技術(shù):大容量快速寬帶技術(shù)、數(shù)字語音集群通信技術(shù)、信道切換優(yōu)化技術(shù)、集散式基站及載波復(fù)用聚合技術(shù)等。這些技術(shù)有著各自的特點和要求,而這些技術(shù)最終融合于正交頻分多址技術(shù)。正交頻分多址技術(shù)有時又稱為分離復(fù)頻變調(diào)技術(shù)具備高速率資料傳輸?shù)哪芰?,加上能有效對抗頻率選擇性衰減通道,每個用戶可以使用各自的載波,通過不同頻率正交方式來區(qū)別每個不同用戶。其基本思路是把一高速資料串行分割成數(shù)個低速資料串行,并將這數(shù)個低速串行同時調(diào)制在數(shù)個彼此相互正交載波上傳送。
2.2多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)多輸入多輸出技術(shù)(MIMO)是一種新型的移動通信關(guān)鍵技術(shù)。這種技術(shù)可在不提升網(wǎng)絡(luò)負擔(dān)的情況下成倍的提高通信系統(tǒng)的帶寬容量和頻譜利用率。MIMO技術(shù)包括空間復(fù)用、空分多址、預(yù)編碼以及開環(huán)發(fā)射分集。MIMO技術(shù)將多徑無線信道與發(fā)射、接收視為一個整體進行優(yōu)化,比較接近最優(yōu)的空域時域聯(lián)合的分集和干擾對消處理。MIMO技術(shù)目前最基本的配置是采用下行雙發(fā)雙收的2×2天線配置和上行單發(fā)雙收的1×2天線配置,高端配置則是下行鏈路MIMO和天線分集支持四發(fā)四收的4×4天線配置或者四發(fā)雙收的4×2天線配置。當(dāng)前MIMO技術(shù)已經(jīng)廣泛的用在LTE等寬帶技術(shù)中,日趨成熟,在未來城市軌道交通的通信中也會起著巨大的作用。
前言
21世紀科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和城市化進程的不斷加快,城市交通的壓力劇增,而軌道交通的出現(xiàn)有效緩解了地面交通壓力,實現(xiàn)了短途的快捷運輸。在軌道交通系統(tǒng)中,城市軌道交通通信系統(tǒng)是直接服務(wù)于軌道交通運營和管理的,不僅是軌道交通正常運轉(zhuǎn)的保障,也是其他重要系統(tǒng)的傳輸通道。軌道交通通信系統(tǒng)在提高軌道列車的工作效率和自動化程度上發(fā)揮著重要作用,使各部門之間得以密切聯(lián)系,在很大程度上使列車安全快速的運行的得到了保證。城市軌道通信系統(tǒng)包括眾多的子系統(tǒng),主要有傳輸系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、公話電話系統(tǒng)等。各子系統(tǒng)之間的密切配合實現(xiàn)了整個大系統(tǒng)的正常運行。未來,城市軌道交通通信系統(tǒng)將以促進城市軌道交通健康發(fā)展、優(yōu)化軌道交通服務(wù)為目標,主要從寬帶化、新系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用兩個方面出發(fā)進行創(chuàng)新發(fā)展。
1 我國城市軌道交通通信系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀
城市軌道交通通信系統(tǒng)的正常運行是實現(xiàn)軌道列車正常、快速、安全、準點以及高效率運行的重要保障。目前,我國城市軌道交通通信系統(tǒng)在城市軌道交通的各方面得到了有效的應(yīng)用,達到了城市交通系統(tǒng)和交通通信系統(tǒng)的高度契合。軌道交通通信系統(tǒng)由眾多子系統(tǒng)組成,除了主要的傳輸系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、公話電話系統(tǒng),還包括廣播系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、自動售票系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、報警系統(tǒng)等。這些子系統(tǒng)覆蓋在城市軌道交通系統(tǒng)的各個方面、各個工作層次,全方位地為城市軌道交通系統(tǒng)服務(wù)。其中,傳輸系統(tǒng)是所有子系統(tǒng)中的核心和骨干,承擔(dān)著及時、高效地傳遞各種重任,是其他子系統(tǒng)正常工作的前提。隨著城市化進程的加快,城市軌道交通的發(fā)展也出現(xiàn)了變化,不僅發(fā)展方向越來越多樣化,還出現(xiàn)了大中運量并存、市郊線同在的局面,這無疑為城市軌道交通系統(tǒng)尤其是交通通信系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)城市發(fā)展的要求,為城市化建設(shè)服務(wù),就需要從研究創(chuàng)新交通通信技術(shù)出發(fā),進一步提升我國城市軌道交通的整體技術(shù)水平。
2 通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用
2.1 WLAN局域網(wǎng)
WLAN(WirelessLocalAreaNetworks,局域網(wǎng))的多媒體信息傳輸技術(shù)基于802.11協(xié)議族,IEEE802.11a規(guī)定WLAN的頻點為5GHz,數(shù)據(jù)傳輸速率為1-2Mb/s是一種適用于室內(nèi)移動環(huán)境的通信技術(shù)。當(dāng)前我國諸多城市的軌道交通都采用WLAN標準和技術(shù),但是WLAN通信技術(shù)在接入更多的子系統(tǒng)時會存在許多問題。例如在WLAN通信系統(tǒng)中介入CCTV和VOIP電話,會影響通信系統(tǒng)整體容量以及性能。
2.2 3G技術(shù)
3G(第三代移動通信技術(shù))具有TD-SCDMA、CDMA200和WCDMA三種不同的制式,3G技術(shù)不僅可以對音頻等多媒體形式進行處理,還能為客戶提供電子商務(wù)、網(wǎng)頁瀏覽和電話會議等多種服務(wù)。其中,3G數(shù)據(jù)服務(wù)的重點是多媒體業(yè)務(wù),因而3G技術(shù)必須具備較高的傳輸速率才能要求。高速移動中的多媒體業(yè)務(wù)要求3G技術(shù)的傳輸速率必須達到144kb/s,滿移動和靜止狀態(tài)下的3G技術(shù)的傳輸速率則需分別達到384kb/s和2Mb/s。雖然3G技術(shù)的高速、慢速和靜止狀態(tài)下的傳輸速率較高,但仍不能滿足車載CCTV和PIDS系統(tǒng)(乘客信息顯示系統(tǒng),passagerinformationdisplaysystem)對通信技術(shù)傳輸速率的要求。此外,3G技術(shù)屬于公網(wǎng)應(yīng)用的范疇,因此城市軌道交通的通信技術(shù)不適合采用3G技術(shù)。
2.3 Wi-Fi技術(shù)
Wi-Fi(WIreless-Fidelity,保真技術(shù))和藍牙技術(shù)有一定的相似性,Wi-Fi也屬于短距通信技術(shù)。例如CBTC,它是基于802.11b網(wǎng)絡(luò)規(guī)范,頻點在2.4GHz左右浮動,其最高的寬帶可達到11Mb/s。如果存在一定的干擾或者Wi-Fi信號較弱,CBTC的寬帶可降低至5.2Mb/s和1Mb/s。Wi-Fi通信技術(shù)具備的自動調(diào)整功能使Wi-Fi通信技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性更強,而且Wi-Fi通信技術(shù)的可兼容性也較高,可兼容各種802.11DSS直接序列設(shè)備。此外,Wi-Fi通信技術(shù)的具有速度快和可靠性高的特點,使Wi-Fi通信技術(shù)在開放性區(qū)域的通信距離和封閉性開放區(qū)域的距離可分別達到300m和120m以上,與現(xiàn)有有限以太網(wǎng)的的整合更加便捷,組合成本也大大降低。
3 我國城市軌道交通通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
我國正處在高速城市化的進程中,低碳、節(jié)能環(huán)保以及創(chuàng)新是目前經(jīng)濟發(fā)展的主要形式,城市軌道交通也應(yīng)在這個趨勢中得到更快的發(fā)展。目前,由于各地的實際情況不同,對于城市軌道交通通信系統(tǒng)的要求也不盡如一,但是總體的發(fā)展趨勢上應(yīng)該還是具有相當(dāng)?shù)墓餐帯?/p>
(1)安全性將成為首要評估標準。更多利用RAMS(可靠、可用、可維修、安全)標準對軌道交通通信網(wǎng)絡(luò)進行評估和管理。根據(jù)RAMS標準對整個軌道交通通信系統(tǒng)及其子系統(tǒng)進行設(shè)計、建設(shè)和管理。將各系統(tǒng)中的故障降到最低,滿足整個通信系統(tǒng)的的安全可靠性。
(2)數(shù)字集群通信系統(tǒng)TETRA將更廣泛地被使用。這種技術(shù)經(jīng)過了長期的發(fā)展和實踐,在指揮調(diào)度、通信管理方面有著比較明顯的優(yōu)勢,而且其技術(shù)已經(jīng)非常成熟,應(yīng)該成為我國城市軌道交通通信中的主流技術(shù)。該技術(shù)與全PI網(wǎng)絡(luò)、政府應(yīng)急網(wǎng)絡(luò)以及控制器和車載核心設(shè)備之間的聯(lián)通,可以在提供更加高效、準確通信服務(wù)的同時,節(jié)省建設(shè)成本。目前我國采用的TETRA系統(tǒng)大部分都是從國外引進的,為了支持我國各地地鐵項目的快速發(fā)展,在引進消化基礎(chǔ)上,我國應(yīng)該加強對TETRA系統(tǒng)自主知識產(chǎn)權(quán)的研發(fā),在數(shù)字集群控制器、基站、交換機和車載臺等核心部件的研發(fā)和生產(chǎn)上取得突破,盡早打破國外企業(yè)在數(shù)字集群通信系統(tǒng)的壟斷局面。
(3)傳輸系統(tǒng)是通信系統(tǒng)的骨干網(wǎng),既要考慮發(fā)展的方向,又要考慮交通的安全,還要考慮交通通信業(yè)務(wù)的多樣性、復(fù)雜性而對通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)接口的要求,因此傳輸系統(tǒng)選用PIoverSHD和綜合業(yè)務(wù)接入相結(jié)合也是未來地鐵通信系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。
(4)提供更多地人性化服務(wù)。城市軌道交通系統(tǒng)所提供的是最基礎(chǔ)的城市公共產(chǎn)品,要滿足絕大多數(shù)城市居民出行的需求,也是軌道交通通信系統(tǒng)未來發(fā)展和優(yōu)化的重要空間。在目前,許多城市的軌道交通已經(jīng)增設(shè)了wifi網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、移動安全監(jiān)控、乘客身份識別追蹤系統(tǒng)等既能提高乘客乘坐體驗,又能增添軌道交通運行可靠性的人性化服務(wù)。在今后的發(fā)展中,隨著技術(shù)的進步,通過對視頻、圖像、時鐘和廣播系統(tǒng)的優(yōu)化等技術(shù)的廣泛利用,一定能為乘客提供更多地可選擇,提高乘客體驗,綜合提高城市軌道交通的服務(wù)質(zhì)量。
4 結(jié)束語
綜上所述,通信技術(shù)在城市軌道交通中發(fā)揮著重要作用,作為關(guān)鍵部分的傳輸系統(tǒng)更起著傳輸?shù)挠?。隨著軌道交通的增多,其技術(shù)要求也不斷提升,通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用也受到人們的廣泛關(guān)注。
參考文獻:
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隨著信息技術(shù)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(shù)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(shù)在我國城市軌道交通過程中的應(yīng)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(shù)
5G通信技術(shù)是基于4G的移動通信技術(shù),又比4G的移動通信技術(shù)高的一種新一展的產(chǎn)物。在信息技術(shù)不斷發(fā)展的背景下,5G通信技術(shù)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(chǔ)。5G通過應(yīng)用各種集成技術(shù)和先進的信息技術(shù),讓其系統(tǒng)效率得以提高。它在4G的移動通信技術(shù)的基礎(chǔ)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(shù)不斷發(fā)展的背景下,雖然5G通信技術(shù)沒有完全和正式的被應(yīng)用,但它已經(jīng)應(yīng)用到城市軌道發(fā)展的各個方面。與4G通信技術(shù)相比,5G通信技術(shù)的設(shè)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(shè)備。除此之外,它與4G通信技術(shù)相比,在速度也有了很大的提高。因此,5G通信技術(shù)的發(fā)展和出現(xiàn)標志著我國通信技術(shù)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(shù)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(dāng)前信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下,在城市軌道交通中的無線通信技術(shù)的發(fā)展是非常迅速。它基本上可以實現(xiàn)應(yīng)急救援人員的實時通信,節(jié)省一定的時間。而5G通信技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)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??梢哉f,5G通信技術(shù)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(shù)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(shù)在城市軌道系統(tǒng)運行中的應(yīng)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(shù)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(dān),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(shù)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(shù)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(yīng)用
在城市軌道交通的應(yīng)用中,雖然5G通信技術(shù)給軌道交通帶來了便利和發(fā)展,但目前5G通信技術(shù)還沒有在城市軌道的交通系統(tǒng)中得到完全的應(yīng)用,它在城市軌道交通的應(yīng)用過程中還存在很多問題。5G通信技術(shù)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(yīng)用過程中,安全性無法得到保證,尤其是在網(wǎng)絡(luò)信息安全領(lǐng)域[2]。因此,相關(guān)的科技人員應(yīng)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(shù)在城市軌道交通系統(tǒng)中得到充分的應(yīng)用,這將不利于我國通信技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。
3.2對5G通信技術(shù)的應(yīng)用還不完全
目前,由于5G通信技術(shù)正處于發(fā)展階段,它在實際的應(yīng)用過程中會遇到許多問題。因此,相關(guān)的人員在應(yīng)用5G通信技術(shù)的時候,需要遵循循序漸進的原則,從而提高技術(shù)的應(yīng)用性和可擴展性。當(dāng)5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)生事故時,要及時的轉(zhuǎn)移到其他設(shè)備上保持通信,從而保證列車運行的安全,讓5G通信技術(shù)在城市軌道的發(fā)展中得到完全的應(yīng)用。
四、5G通信技術(shù)在城市軌道交通過程中的應(yīng)用
4.1加強了列車與列車之間的通信
目前,相關(guān)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(luò)設(shè)備故障而降級或停運,它們把5G通信技術(shù)應(yīng)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(shù),它讓列車設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信不需要基站的傳輸。而D2D通信技術(shù)可以用作另一種冗余通信方法。當(dāng)軌側(cè)網(wǎng)絡(luò)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(shù)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(shù)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(luò)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(shù)讓城市軌道交通系統(tǒng)的終端接入設(shè)備作為了網(wǎng)絡(luò)的中繼,為其他設(shè)備提供了通信鏈路,這也讓整個網(wǎng)絡(luò)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(luò)更加健壯,進一步的提高通了信網(wǎng)絡(luò)的可靠性。除此之外,5G通信技術(shù)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(luò)在兩端之間鋪設(shè)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(shù)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(qū)動,而是由高科技產(chǎn)業(yè)驅(qū)動。5G通信技術(shù)在城市交通中的應(yīng)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(yīng)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(guān)的研究必須充分利用5G通信技術(shù),了解技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用,從而促進我國通信技術(shù)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(guān)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(shù)在其系統(tǒng)中的應(yīng)用,實現(xiàn)了較小跟蹤間隔的基礎(chǔ),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
隨著城市快速發(fā)展,城市交通壓力越來越大,發(fā)展公共交通、軌道交通則成為城市建設(shè)的重中之重,高速移動狀態(tài)下的車地?zé)o線傳輸性能是提升軌道交通通信質(zhì)量的瓶頸。目前國內(nèi)城市軌道交通車地?zé)o線系統(tǒng)受技術(shù)標準體制限制,車地?zé)o線實時通信效果不佳,存在著圖像傳輸不連續(xù)不清晰、上下行視頻并發(fā)圖像質(zhì)量差等嚴重問題,影響運營使用,探討城市軌道交通中無線通信技術(shù)的應(yīng)用有重要參考價值。
1.城市軌道交通無線通信技術(shù)面臨挑戰(zhàn)
城市軌道交通作為城市建設(shè)的重中之重,高速移動狀態(tài)下的車地?zé)o線傳輸對于通信提供提出了更高的要求,以確保安全運營的實現(xiàn),滿足業(yè)務(wù)多樣化需求。車地?zé)o線通信系統(tǒng)要求主要以業(yè)務(wù)寬帶化、運行高速化、管控實時化等為主,城市軌道交通中流媒體、高清廣告實時播放等寬帶業(yè)務(wù)需要車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)提供足夠?qū)挼膫鬏敼艿?;隨著軌道交通最高設(shè)計時速從60km/h向120km/h的邁進平均時速可高達200km/h,對高速移動場景下的網(wǎng)絡(luò)性能力提出挑戰(zhàn);為滿足安全運營需求,需將運行列車車廂實時視頻監(jiān)控回傳,管控實時化要求較高。以上這些高要求使得無線通信技術(shù)的應(yīng)用遭遇了諸多平靜,致使城市軌道車地?zé)o線業(yè)務(wù)的開展受到影響。
目前城市軌道交通行業(yè)應(yīng)用的車地?zé)o線專網(wǎng)WLAN解決方案,不僅安全性、可靠性欠佳,在滿足行業(yè)需求方面更是有著諸多不足,比如抗干擾性能差、安全隱患多、多網(wǎng)絡(luò)共存且覆蓋范圍有限、部署和管理維護難度增大、無法保障高移動態(tài)下的穩(wěn)定帶寬等,都嚴重制約了軌道交通建設(shè)中無線通信的發(fā)展與應(yīng)用。
2.城市軌道交通中無線通信技術(shù)的應(yīng)用
LTE無線專網(wǎng)是軌道交通車地?zé)o線理想選擇,以LTE為代表的無線通信技術(shù)在解決城市軌道交通無線通信問題方面發(fā)揮了重要作用,有利于城市軌道交通建設(shè)的推進,下面結(jié)合鄭州市地鐵工程對城市軌道交通中LTE的應(yīng)用進行分析。
2.1LTE技術(shù)優(yōu)勢
LTE是3GPP標準組織制定的目前最先進的無線通信技術(shù),是無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢。城市軌道交通中LTE技術(shù)具有以下應(yīng)用優(yōu)勢:一是抗干擾性能強,有助于保證整體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境穩(wěn)定性,二是無線覆蓋范圍大,單小區(qū)覆蓋范圍可達1.2km,降低了小區(qū)切換頻度和設(shè)備維護成本,三是支持高可靠性的無損切換和快速及時的無縫切換,以及基于非競爭的快速隨機接入,越區(qū)切換時延、丟包率低,四是支持高達9級的業(yè)務(wù)優(yōu)先級控制,同一張網(wǎng)上可承載多業(yè)務(wù),并對不同的業(yè)務(wù)分配不同的優(yōu)先級,實現(xiàn)全方位QoS保障。
2.2地鐵應(yīng)用環(huán)境
鄭州市地鐵工程建設(shè)中無線通信技術(shù)的應(yīng)用主要面臨三個典型挑戰(zhàn),一是乘客信息系統(tǒng)(PIS)數(shù)據(jù)傳輸實時性、穩(wěn)定性無法保證,二是車載視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)無法實時回傳,三是設(shè)備故障率高、維護困難。軌道交通復(fù)雜且專業(yè)性較強,對于可靠性、安全性有較高要求,因此無線通信技術(shù)的應(yīng)用必須考慮到與系統(tǒng)內(nèi)列車控制、乘客信息、行車調(diào)度、安全監(jiān)控、車輛和路軌設(shè)備檢測等模塊的對接,尤其是在快速移動情況下,必須確保通信技術(shù)的可靠性,基于4G技術(shù)的eLTE成為必然選擇,對于實現(xiàn)軌道交通系統(tǒng)的高寬帶、多功能、智能化的發(fā)展有積極促進作用。eLTE通信技術(shù)方案在解決軌道交通運營通信過程中要對系統(tǒng)內(nèi)業(yè)務(wù)應(yīng)用層、承載網(wǎng)絡(luò)層和終端層等進行優(yōu)化,三個層面設(shè)備互有接口,聯(lián)合協(xié)作,共同支撐軌道交通系統(tǒng)的高效運營,同時聯(lián)合該其他子系統(tǒng)與設(shè)備確保高速運行狀態(tài)下通信傳輸?shù)膶崟r性與可靠性。
2.3業(yè)務(wù)層應(yīng)用
LTE無線通信技術(shù)在提供CBTC(基于無線通信的列車自動控制系統(tǒng))業(yè)務(wù)承載的同時,可滿足城市軌道交通大流量寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),如PIS(乘客信息系統(tǒng))、CCTV(視頻監(jiān)控系統(tǒng))、數(shù)據(jù)采集等。列車自動控制系統(tǒng)作為神經(jīng)中樞需要切實的安全保障,業(yè)務(wù)應(yīng)用層中列車控制信號系統(tǒng)肩負著調(diào)節(jié)列車運行間隔和運行時分、提高列車運行效率等責(zé)任,CBTC系統(tǒng)的應(yīng)用借助無線通信技術(shù)代替了傳統(tǒng)軌道電路作為傳輸媒體來實現(xiàn)列車運行控制,CBTC與eLTE無線通信系統(tǒng)接口的性能、可靠性都為列車運行安全服務(wù)。應(yīng)用WiFi來承載面臨著無線干擾問題,采用4G移動通信技術(shù)可有效解決干擾問題,通過對eLTE系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化和調(diào)整可滿足列車控制運行的專業(yè)要求。乘客信息系統(tǒng)有承載多媒體需求,eLTE系統(tǒng)為適應(yīng)PIS系統(tǒng)高清視頻實時廣播的特點以及不同行車區(qū)間的業(yè)務(wù)需求,通過集成在TAU中的無線通信模塊,對接車載的視頻播放系統(tǒng)以及視頻監(jiān)控系統(tǒng),滿足實時動態(tài)信息的傳播與輸送需求。
2.4應(yīng)用實踐
LTE端到端技術(shù)方案在鄭州地鐵工程的應(yīng)用滿足了PIS高清化車地?zé)o線傳輸需求,利用匹配軌道應(yīng)用場景的增強覆蓋技術(shù)減少了設(shè)備數(shù)量,利用AFC頻偏糾正技術(shù)保證了高速場景下的穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸,利用漏纜、天線、室分多種覆蓋方式實現(xiàn)了不同區(qū)域的無縫覆蓋。超寬帶無線車地通信解決方案充分利用了LTE在高速移動狀態(tài)下接入性能好、業(yè)務(wù)帶寬高的特性,結(jié)合專業(yè)的無線規(guī)劃方案,為地鐵提供了近20Mbps的下行無線帶寬,開創(chuàng)了軌道交通領(lǐng)域乘客信息系統(tǒng)實時高清化的先河,為改善地鐵乘車環(huán)境、提升運營安全與效率提供了有利保障。另外華為與Funkwerk積極合作,開發(fā)了基于LTE模塊的同時支持GSM-R和LTE的雙模車載臺,進一步實現(xiàn)了基于LTE的車載終端的技術(shù)突破,為推動eLTE商用提供了強有力支持。
3.結(jié)束語
綜上所述,城市軌道交通建設(shè)中LTE無線通信技術(shù)的應(yīng)用有效規(guī)避了傳統(tǒng)技術(shù)弊端,解決了車地?zé)o線實時通信中的諸多問題,為優(yōu)質(zhì)地鐵乘車環(huán)境的建設(shè)與軌道交通系統(tǒng)高效管理提供了有力支持,有利于全面提升軌道交通運營工作質(zhì)量。
【參考文獻】
城市軌道交通工作體系之中,通信占據(jù)著不容忽視的重要環(huán)節(jié)。尤其是在目前軌道運輸系統(tǒng)不斷提速,通信科技日趨成熟的整體背景之下,越來越多的應(yīng)用都對無線通信系統(tǒng)提出了更高的要求。然而限于技術(shù)以及發(fā)展過程等多方面的原因,我國城市軌道交通無線通信系統(tǒng)相對而言比較缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃,在不同的時期內(nèi)引入的不同技術(shù)與設(shè)備,呈現(xiàn)出相對獨立和分散的工作特征,融合的有效性不足,阻礙了城市軌道無線通信體系的形成。
1.城市軌道交通系統(tǒng)對于無線通信的需求分析
在城市軌道交通環(huán)境中,除去旅客本身發(fā)起的通信呼叫以外,其他的主要構(gòu)成部分為車地?zé)o線通信需求,地對地的通信需求相對傳統(tǒng),可以通過無線和有線兩種方式予以滿足。對于車地?zé)o線通信需求而言,又可以分為2個主要部分,即無線集群調(diào)度信息以及列車控制信息。
無線集群調(diào)度信息出現(xiàn)在軌道交通的正常運營過程中,主要是考慮到列車司機需求與地面調(diào)度員、值班員來展開無線調(diào)度通話,這是在軌道交通系統(tǒng)中最主要的無線通信需求。這一方面的數(shù)據(jù)傳輸需求,要求通信系統(tǒng)能夠保持良好的穩(wěn)定性,同時考慮到目前通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)多樣化特征,這一通信支持系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)同時能夠滿足語音通信和短數(shù)據(jù)傳輸兩個方面的通信需求。而列車控制系信息則更多側(cè)重于車本身與地面的聯(lián)系,這是當(dāng)前該領(lǐng)域中自動化技術(shù)的重點體現(xiàn)。主要傳輸內(nèi)容,包括列車在行進過程中諸多狀態(tài)以及監(jiān)控數(shù)據(jù)的傳輸,并且同時承擔(dān)告警信息的采集和傳輸?shù)取?/p>
從技術(shù)特征的角度看,當(dāng)前支持城市軌道交通正常運行的技術(shù),需要能夠?qū)崿F(xiàn)如下幾個方面的職能。首先,能夠支持起良好的語音集群通信,并且實現(xiàn)良好的向下兼容,對當(dāng)前已經(jīng)在該環(huán)境中實現(xiàn)的數(shù)字集群調(diào)度系統(tǒng)能夠有效集成,并且構(gòu)建起支持調(diào)度員、司機、車站值班員之間的語音通信和短數(shù)據(jù)傳送的通信平臺。從具體功能的角度看,應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)包括單呼、組呼、廣播、會議、PTT話權(quán)搶占、動態(tài)重組、優(yōu)先級呼叫、強插、強拆、限時通話、端狀態(tài)呈現(xiàn)、監(jiān)聽錄音、禁話等功能。其次,考慮到軌道交通環(huán)境本身覆蓋區(qū)域呈現(xiàn)較窄鏈狀的特殊性,該領(lǐng)域工作的通信系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)針對該工作環(huán)境的切換優(yōu)化,從而避免在越區(qū)切換的過程中發(fā)生語音通信中斷或者數(shù)據(jù)丟失。在這一方面,切換觸發(fā)條件、基站搜索方式以及目標基站的確定等方面的優(yōu)化,成為影響整個系統(tǒng)工作效率的重要因素。再次,在下一代的無線通信系統(tǒng)中,分布式基站工作模式會更為普及,此種模式可以將基站分為射頻拉遠模塊(RRU,Radio Remote Unit)和基帶處理單元(BBU,BuildingBaseband Unit),二者之間通過光纖鏈接,并且一個BBU能夠同時支撐多個RRU進行工作。將BBU安裝在機房,而RRU安裝在軌道覆蓋環(huán)境中,能夠?qū)崿F(xiàn)饋線損耗的有效降低,提升發(fā)射成功率以及通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力。最后,載波聚合技術(shù)同樣是未來發(fā)展的重要方向。為了應(yīng)付當(dāng)前通信環(huán)境中頻譜資源短缺的問題,載波聚合技術(shù)應(yīng)運而生。此項技術(shù)能夠?qū)⒍鄠€成員載波進行連接,提供更大的傳輸帶寬,而對于成員載波在頻率上是否連續(xù)并沒有要求,因此在當(dāng)前環(huán)境中具有良好的生命力。
2.城市軌道交通無線通信系統(tǒng)的實現(xiàn)與部署
在城市軌道交通工作環(huán)境中,數(shù)據(jù)、語音、控制、安全等多種信息同時存在,形成了復(fù)雜的信息傳輸需求。因此在針對該領(lǐng)域進行通信網(wǎng)絡(luò)資源部署的時候,應(yīng)當(dāng)在充分保證帶寬傳輸能力的基礎(chǔ)之上,充分考慮軌道交通系統(tǒng)的高速運動特征,當(dāng)前我國地鐵的時速能夠達到80kin/h,并且開始朝向120km/h邁進,在這樣的背景之下,確保高速行駛的列車獲取到良好的信號,是城市軌道交通安全的重要基礎(chǔ)。除此以外,在可實施性方面也應(yīng)當(dāng)著重考慮,主要是城市軌道交通需要面對高架、隧道燈特殊運行場所,這些場所對于信號都存在一定的影響,綜合考慮未來發(fā)展的過程中可能出現(xiàn)的信息總量增加的需求,共同構(gòu)成了當(dāng)前城市軌道交通的通信環(huán)境。
對于這樣的需求環(huán)境而言,城市軌道交通無線通信系統(tǒng)的部署,應(yīng)當(dāng)著力于從如下幾個方面實現(xiàn)。
2.1總體架構(gòu)
目前在該領(lǐng)域中較多見TD-LTE設(shè)備,并且呈現(xiàn)出分層分級的配置方式,包括中心級、車站級、區(qū)間級以及車輛級工4個層級。其中中心級作為TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的核心存在,車站級則包括BBU設(shè)備,區(qū)間級包括RRU設(shè)備,最基層的車輛級則涵蓋所有的跟蹤區(qū)更新設(shè)備(TAU,Train Access Uint)。同時采用合路方式來實現(xiàn)區(qū)間的覆蓋,即結(jié)合民用通信區(qū)間漏泄電纜實現(xiàn)更為有效的區(qū)間覆蓋。
2.2控制中心
在控制中心方面,設(shè)置一套網(wǎng)管設(shè)備以及TD-LTE核心網(wǎng),其價值在于實現(xiàn)對于旅客信息系統(tǒng)核心交換機的支持,并且通過專用通信傳輸系統(tǒng)提供的以太網(wǎng)通道,達成與各個車站級BBU設(shè)備保持互聯(lián)的目的。除此以外,控制中心還需要與系統(tǒng)中各個不同組件以及模塊保持聯(lián)系,包括車輛火警信息(FAS,F(xiàn)ire Alarm System)以及車輛維修信息等,用以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步,便于實現(xiàn)系統(tǒng)對于實際情況的理解,并且做出合理的決策支持。
2.3車站以及隧道
對于車站方面而言,旅客信息系統(tǒng)與數(shù)據(jù)交換機保持連接,同時在車站內(nèi)進行BBU設(shè)備的設(shè)置,通過光纖實現(xiàn)與區(qū)域內(nèi)部RRU設(shè)備的連接。在整個系統(tǒng)中,RRU承擔(dān)著對車輛TAU相關(guān)信息的直接接收,而后進一步經(jīng)由光纖傳輸?shù)杰囌綛BU設(shè)備單元中。在隧道之內(nèi)布置合路器,實現(xiàn)TD-LTE車地?zé)o線信號與社會范圍內(nèi)多個電信運營商的無線信號的整合,并且饋入?yún)^(qū)間民用漏泄電纜之內(nèi),實現(xiàn)無線信號的覆蓋優(yōu)化。
2.4車輛段以及車載系統(tǒng)
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(wù),是保障列車運行過程中一個關(guān)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(yīng)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(wù)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(yīng)用業(yè)務(wù)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(wù)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(wù)。其業(yè)務(wù)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(dāng)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(wù)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(wù)提供相應(yīng)通道,并有效保障各種業(yè)務(wù)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(wù)進行接入與匯聚工作,同時將匯聚后的業(yè)務(wù)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(yīng)用的傳輸方式有三種形式:其一,開放式傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其優(yōu)點是,該技術(shù)主要為城市軌道交通而開發(fā)的技術(shù),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(wù)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(shù)。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(shè)置的,因此對業(yè)務(wù)中數(shù)據(jù)與圖像部分不能進行有效支持;其三,異步轉(zhuǎn)移模式技術(shù)。
3城市軌道交通信息通信系統(tǒng)中的其他系統(tǒng)
(一)公務(wù)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(wù)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(shù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上,該系統(tǒng)在應(yīng)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(wù)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(shè)備的操作提供相應(yīng)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(yīng)的設(shè)備支持。
(二)電視監(jiān)控系統(tǒng)
關(guān)鍵詞:城市軌道交通工程;通信系統(tǒng);技術(shù)經(jīng)濟指標;分析
Key words: urban rail transit engineering;communication system;technical and economic indicators;analyze
中圖分類號:U239.5 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)22-0055-02
1 概述
城市軌道交通通信系統(tǒng)是一個適應(yīng)城市軌道交通運輸效率、保證行車安全、提高現(xiàn)代化管理水平,并能迅速、準確、可靠地傳遞語音、數(shù)據(jù)、圖像和文字等各種信息的機電系統(tǒng)。
通信系統(tǒng)由專用通信系統(tǒng)、公安通信系統(tǒng)、民用通信引入系統(tǒng)組成[1]。
專用通信系統(tǒng)包括傳輸系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、公務(wù)電話系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、電源系統(tǒng)及接地、集中告警系統(tǒng)等子系統(tǒng)。
公安通信系統(tǒng)包括公安視頻監(jiān)視系統(tǒng)、公安無線通信引入系統(tǒng)、公安數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、公安電源系統(tǒng)等子系統(tǒng)。部分城市根據(jù)公安部門的要求增設(shè)了公安傳輸系統(tǒng)。
民用通信引入系統(tǒng)包括民用傳輸系統(tǒng)、移動通信引入系統(tǒng)、民用電源系統(tǒng)等子系統(tǒng)。
2 總指標及費用比例
通信系統(tǒng)由專用通信、公安通信及民用通信引入系統(tǒng)三部分組成。由于4B、6B、6A、8A等4種編組類型車站規(guī)模不一樣,導(dǎo)致各項目通信系統(tǒng)正線公里指標存在一定差異。
目前約100多個在建或規(guī)劃建設(shè)城市軌道交通的大中型城市主要采用6B編組,本文以6B編組的通信系統(tǒng)作為分析對象。工程實例經(jīng)歷了實踐檢驗,具有代表性。合肥市軌道交通3號線為6B編組,線路全長37.20公里,設(shè)站33座,站間距1.16km,設(shè)車輛段及停車場各1座,其通信系統(tǒng)包括專用通信、公安通信及民用通信引入系統(tǒng)3部分,是6B編組通信系統(tǒng)的典型代表,其初步設(shè)計概算費用及指標如表1所示,編制期為2014年10月。本文以合肥市軌道交通3號線通信系統(tǒng)為例,分析通信系統(tǒng)的主要技術(shù)經(jīng)濟指標、費用組成及比例。
各城市對民用通信引入系統(tǒng)是否納入城市軌道交通投資做法不統(tǒng)一。有些城市,例如武漢,民用通信引入系統(tǒng)由運營商自行建設(shè)、維護,費用由運營商承擔(dān),不納入城市軌道交通投資,有些城市,例如合肥,民用通信引入系統(tǒng)由地鐵集團建設(shè)、維護,費用納入城市軌道交通投資。
通信系統(tǒng)費用一般由專用通信、公安通信及民用通信引入系統(tǒng)3部分組成。專用通信、公安通信及民用通信引入系統(tǒng)分別占通信系統(tǒng)費用的60%、20%、20%,如圖1所示。
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3 主要技術(shù)經(jīng)濟指標
合肥軌道交通3號線通信系統(tǒng)指標為1552.76萬元/正線公里,通信系統(tǒng)指標主要受站間距、公安系統(tǒng)方案、民用通信引入系統(tǒng)是否列入、線路敷設(shè)方式、移動通信新技術(shù)等因素影響。一般6B編組城市軌道交通工程通信系統(tǒng)指標約為1450萬元/正線公里,較合肥軌道交通3號線低,主要原因是其站間距較合肥軌道交通3號線大。
3.1 專用通信系統(tǒng)
專用通信系統(tǒng)費用指標約為930萬元/正線公里,指標主要受站間距等影響,其指標如表2所示。
3.2 公安通信系統(tǒng)
公安通信系統(tǒng)指標約300萬元/正線公里,公安通信系統(tǒng)指標主要受站間距、公安通信系統(tǒng)方案等影響,其指標如表3所示。
3.3 民用通信引入系統(tǒng)
民用通信引入系統(tǒng)指標約為320萬元/正線公里,主要受站間距、線路敷設(shè)方式及移動通信新技術(shù)等影響,其指標如表4所示。
4 指標分析
通過費用組成及比例分析,得出專用通信、公安通信、民用通信引入系統(tǒng)分別約占通信系統(tǒng)費用的60%、20%、20%。
專用通信系統(tǒng)方案比較穩(wěn)定,主要設(shè)備是影響其指標的關(guān)鍵因素;公安通信系統(tǒng)指標主要受系統(tǒng)方案影響;民用通信引入系統(tǒng)指標主要受線路敷設(shè)方式、移動通信新技術(shù)影響,因此,公安通信系統(tǒng)方案、線路敷設(shè)方式、移動通信新技術(shù)等是影響通信系統(tǒng)指標的重要因素。
4.1 公安通信系統(tǒng)指標分析
公安通信系統(tǒng)指標與系統(tǒng)方案有關(guān)。以公安視頻監(jiān)視系統(tǒng)為例,公安通信系統(tǒng)視頻監(jiān)視系統(tǒng)的服務(wù)器、存儲設(shè)備、攝像機可以與專用通信系統(tǒng)視頻監(jiān)視系統(tǒng)共用,也可以獨立設(shè)置。武漢軌道交通11號線東段公安通信系統(tǒng)與專用通信系統(tǒng)共用視頻監(jiān)視系統(tǒng)的服務(wù)器、存儲設(shè)備和攝像機等設(shè)備,僅新設(shè)少量視頻監(jiān)視終端,公安通信系統(tǒng)指標為169.86萬元/正線公里,合肥軌道交通3號線獨立設(shè)置公安視頻監(jiān)視系統(tǒng)的的服務(wù)器、存儲設(shè)備和攝像機等設(shè)備,公安通信指標為305.13萬元/正線公里,較武漢軌道交通11號線指標高135.27萬元/正線公里。
4.2 民用通信引入系統(tǒng)指標分析
民用通信引入系統(tǒng)指標與線路敷設(shè)方式有關(guān),當(dāng)線路采用高架或地面敷設(shè)時,不需設(shè)置民用通信引入系統(tǒng)車站級設(shè)備。以寧波至奉化城際鐵路工程(以下簡稱“寧奉城際”)民用通信引入系統(tǒng)為例,該線僅在寧波軌道交通3號線陳婆渡站引出處有一小段地下區(qū)間,僅需在此地下區(qū)間設(shè)置民用通信引入系統(tǒng),其民用通信引入系統(tǒng)指標僅為10.65萬元/正線公里,其指標如表5所示。
民用通信引入系統(tǒng)指標與移動通信新技術(shù)有關(guān)。隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展,新的移動通信制式也需引入到城市軌道交通中,民用通信引入系統(tǒng)指標增加。以4G信號引入為例,工業(yè)和信息化部于2013年12月4日向中國移動、中國電信、中國聯(lián)通發(fā)放4G牌照,在此之前的城市軌道交通未考慮4G信號引入,如武漢軌道交通7號線初步設(shè)計于2013年10月批復(fù),未考慮4G信號引入,民用通信引入系統(tǒng)指標為260.35萬元/正線公里,而合肥軌道交通3號線考慮引入4G信號,民用通信引入系統(tǒng)指標為316.60萬元/正線公里,較武漢軌道交通7號線指標高約56.25萬元/正線公里。
參考文獻:
中圖分類號:U293 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2012)08-0033-02
1、引言
近年來,隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展,我國城市軌道交通建設(shè)進入了快速發(fā)展階段,其安全性和舒適性得到社會的普遍關(guān)注。一方面,乘客已不滿足于少量的類型單一的文本、聲音信息服務(wù),城市軌道交通迫切需要提高信息服務(wù)水平,從服務(wù)上吸引乘客。另一方面,國外城市軌道交通惡性事件頻發(fā),地鐵列車需要增加足夠的監(jiān)控措施,以防范于未然,城市軌道交通需要直觀地了解現(xiàn)場情況,迫切需要高速率的車載視頻信息傳輸??傊?,隨著城市軌道交通服務(wù)水平和管理水平的不斷提高,城市軌道交通對車地?zé)o線通信系統(tǒng)的性能,諸如:上下行的傳輸帶寬、高速移動接入、場強可控性、無線干擾等提出了更高的要求。
2、當(dāng)前主流技術(shù)比較
城市軌道交通車地?zé)o線通信系統(tǒng)作為傳輸網(wǎng)絡(luò)的延伸,提供地面與列車之間的通信,為視頻監(jiān)控系統(tǒng)、旅客信息系統(tǒng)等提供車輛與車站、控制中心之間的無線傳輸通道。車地?zé)o線通信系統(tǒng)需要具有高可靠性,支持列車運行速度80公里/小時或更高速度下的視頻信息、多媒體信息的實時傳輸,且系統(tǒng)應(yīng)具備防止黑客和非法信息入侵的功能,確保播出信息的安全。
當(dāng)前可供選擇的無線傳輸技術(shù)主要有:TETRA、GSM、CDMA、3G、TRainCom-MT、WLAN、WiMax、LTE等。
TETRA、GSM、CDMA均為非常成熟的無線技術(shù),有著廣泛的應(yīng)用實例,但是這三種技術(shù)對于車地之間無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊缶嬖谒俾什蛔愕娜毕荩篢ETRA的下行速率約為幾十Kb/s,上行速率約為幾Kb/s;GSM和CDMA的上下行速率大致相當(dāng),下行速率約為幾十Kb/s,上行速率約為十幾Kb/s。三者均無法滿足車地?zé)o線通信系統(tǒng)所需要的傳輸速率。
3G存在多種標準,3G較TETRA、GSM、CDMA等窄帶無線通信系統(tǒng)在傳輸速率方面有了很大的提高,下行速率在靜止狀態(tài)下可以達到2Mb/s,低速運動狀態(tài)下可以達到幾百Kb/s,上行速率可以達到幾十Kb/s,但是仍不能滿足車地?zé)o線通信系統(tǒng)所需的傳輸速率。
TRainCom-MT車地?zé)o線寬帶技術(shù)為德國得力風(fēng)根(TELEFUNKEN)公司專有技術(shù),是面向城市軌道交通系統(tǒng)專門研制開發(fā)的,在高速移動環(huán)境中支持車地雙向最高16Mb/s的傳輸速率。但是,作為一項非標準化技術(shù),該系統(tǒng)的協(xié)議不具備開放性,這將導(dǎo)致對該系統(tǒng)的二次開發(fā)、升級與維護等各方面均需要依賴技術(shù)持有方。同時,該技術(shù)的產(chǎn)品只有得力風(fēng)根公司提供,在產(chǎn)品供給方面欠缺市場選擇性。
WLAN作為一種寬帶無線接入網(wǎng)技術(shù),其網(wǎng)絡(luò)化、寬帶化等特點具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。WLAN目前存在多種標準,如:802.11a、802.11b、802.11g等。802.11a工作在5.8G頻段,干擾較少,傳輸速率可以達到54Mb/s,但5.8G頻段屬于非免費開放頻段,需要申請。802.11b工作在2.4G頻段,傳輸速率最高達11Mb/s。802.11g也工作在2.4G頻段,由于使用OFDM調(diào)制技術(shù),其數(shù)據(jù)傳輸速率提高至54Mb/s。但WLAN天線覆蓋范圍較小,軌旁AP在直線隧道一般每間隔200米布設(shè)一個,系統(tǒng)越區(qū)切換頻繁。
WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access,全球微波互聯(lián)接入)也叫802.16無線城域網(wǎng)或802.16,在2007年10月成為新的3G標準之一,目前主要提及兩個標準:802.16d固定寬帶無線接入標準、802.16e支持移動特性的寬帶無線接入標準。WiMax采用了代表未來通信技術(shù)發(fā)展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先進技術(shù),可以提供70Mbps最高傳輸速率,數(shù)據(jù)傳輸距離最遠可達50km,具有QoS機制完善、應(yīng)用頻段寬、能夠根據(jù)上下行數(shù)據(jù)量靈活分配帶寬(TDD方式)、頻譜利用高、業(yè)務(wù)豐富多樣等優(yōu)點。但WiMAX作為國際3G標準,在我國并沒有得到廣泛的應(yīng)用。目前LTE受到市場的大力推崇,大部分國內(nèi)外設(shè)備廠商都圍繞在LTE技術(shù)周圍,WiMax正在日益受到冷落。
LTE(Long Term Evolution,長期演進) 是3G的演進,是3G與4G技術(shù)之間的一個過渡,是3.9G的全球標準。它改進并增強了3G的空中接入技術(shù),采用OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進的唯一標準。與3G相比,LTE具有高數(shù)據(jù)速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容等技術(shù)優(yōu)勢,被視作從3G向4G演進的主流技術(shù)。從目前看,主流運營商幾乎一致支持LTE標準。
3、LTE技術(shù)優(yōu)勢
(1)以分組域業(yè)務(wù)為主要目標,系統(tǒng)在整體架構(gòu)上基于分組交換。
(2)在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率。0~120 km/h移動場景下平均吞吐速率達到60Mbps,上行速率16Mbps,下行速率44Mbps。
(3)下行鏈路頻譜利用率可達到5bps/Hz,上行鏈路頻譜利用率可達到2.5bps/Hz。
(4)支持成對或非成對頻譜,可靈活配置1.4MHz-20MHz間的多種系統(tǒng)帶寬。TDD LTE可以調(diào)整上下行流量。
(5)扁平網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),網(wǎng)元節(jié)點少,U-plan時延
(6)增加小區(qū)邊界比特速率,提供1bps/Hz的小區(qū)邊緣速率。小區(qū)覆蓋半徑可達100km。
(7)嚴格的QoS機制保證實時業(yè)務(wù)(如VoIP)的服務(wù)質(zhì)量。
(8)采用頻偏補償機制,有效克服多普勒效應(yīng),確保高速移動場景下的無線鏈路質(zhì)量。
(9)切換時參考頻率偏移變化,提高切換成功率,保證高速切換場景下的帶寬穩(wěn)定。
(10)多RRU共小區(qū),減少由于切換帶來的時延、抖動、丟包,保證高速切換場景下的帶寬穩(wěn)定。
(11)無須在隧道中另外布設(shè)天線,可共用商用通信的泄漏電纜。隧道內(nèi)單個RRU覆蓋1.2KM漏纜,能夠提供穩(wěn)定的覆蓋。
4、結(jié)語
由以上分析并結(jié)合各種無線傳輸技術(shù)的特點及城市軌道交通的業(yè)務(wù)需求,推薦采用LTE作為城市軌道交通車地?zé)o線傳輸技術(shù)。LTE使用專用頻段,抗干擾能力強,可以共用商用通信系統(tǒng)的泄漏電纜,施工難度小,且未來可以承載更多的業(yè)務(wù),如:語音集群。雖然LTE系統(tǒng)初期投資較大,但核心網(wǎng)設(shè)備可為多條線路所共用,隨著城市軌道交通線路的不斷新建,系統(tǒng)的總體建設(shè)投資將與采用其它無線傳輸技術(shù)基本持平。
參考文獻
城市軌道交通信號系統(tǒng)在當(dāng)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(shù)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(shù)基礎(chǔ),為此,下文對城市中城市軌道交通信號系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)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?qū)⑿盘栐O(shè)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(dān)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(shè)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(shè)階段,由于在各項技術(shù)上,外商對信號系統(tǒng)設(shè)計的核心技術(shù)掌握著主動權(quán),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(shè)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(shè)備在實際運行中的風(fēng)險比較大;在建設(shè)階段,對于網(wǎng)絡(luò)化比較復(fù)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(luò)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(shù)的城市軌道交通信號系統(tǒng)技術(shù)分析
3.1LTE技術(shù)概述
LTE技術(shù)是當(dāng)今比較適用的交通信號技術(shù),該項技術(shù)在實際城市軌道交通信號系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(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(wù),具有無線接入架構(gòu)。LTE技術(shù)的主體性能為:在20MHz頻譜帶寬條件下,技術(shù)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(jié)構(gòu),集成了適用于寬帶移動傳輸?shù)谋姸嘞冗M技術(shù)。LTE技術(shù)優(yōu)勢有很多,能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸效率高、頻譜使用靈活等功能[4]。
3.2LTE技術(shù)與WLAN技術(shù)性能對比
第一,在項目干擾方面,LTE技術(shù)能夠申請比較專業(yè)的頻段,有效避免外部設(shè)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(shù)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(shù)的可維護性上進行分析,LTE技術(shù)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(shè)備之間的距離比較大。在WLAN技術(shù)下,其信號覆蓋距離比較短,每200米就需要設(shè)置無線設(shè)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(shù)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(shù)的服務(wù)質(zhì)量上進行分析,LTE技術(shù)支持優(yōu)先級的設(shè)置,能夠保證信號系統(tǒng)的無線傳輸,但是WLAN技術(shù)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(yīng)用
隨著科技不斷發(fā)展,LTE技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用越來越廣泛,LTE技術(shù)在諸多個城市軌道交通中應(yīng)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(shù)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(shù)靈活應(yīng)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(shù)在信號系統(tǒng)中的實際應(yīng)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(shù)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(shù)的實際測試,得出結(jié)論,并提出LTE技術(shù)在信號系統(tǒng)中應(yīng)用的測試結(jié)果:第一,從延時方面,其傳輸時延的測試結(jié)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(shù)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(guān)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(quán)。民用手持設(shè)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(shù)逐漸成為移動通信發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù),在城市軌道交通信號系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。
4結(jié)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(jié)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(guān)問題進行分析,為信號系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展研究提供了一定的幫助。
[參考文獻]
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一、基本思路
開展調(diào)研的主要任務(wù)是保障城市軌道交通專業(yè)指導(dǎo)委員會保質(zhì)保量完成專業(yè)目錄修訂工作。根據(jù)專指委對專業(yè)目錄修訂工作的部署精神,對城市軌道交通通信信號技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標、就業(yè)面向、知識能力要求等方面進行詳細調(diào)研,從而為專業(yè)目錄的修訂工作提供必要的保障。
我們對東北地區(qū)的高職高專院校和地鐵運營公司進行了全方面深入的調(diào)研,最終回收了哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院、遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院、沈陽地鐵集團有限公司運營分公司、沈陽鐵路局、長春市軌道交通集團有限公司等多家單位的調(diào)研樣本數(shù)據(jù)。
二、人才需求調(diào)研
(一)城市軌道交通通信信號行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
至2050后,沈陽地鐵線網(wǎng)將由“四橫、四縱、兩L、一弦線”組成 ,總長400公里。沈陽地鐵計劃由原來的5條增至11條,線網(wǎng)總長度由182.5公里增至400公里。
2012年11月份沈陽地鐵9號線、10號線開工建設(shè),2013年沈陽地鐵4號線開工建設(shè),至2018年沈陽將有三條新地鐵線路建成運營。同時,哈爾濱市的地鐵建設(shè)工作也在大力發(fā)展,明年將有一條線投入運營。東北地區(qū)的長春市、大連市均有軌道交通的建設(shè)計劃。因此,未來5年城市軌道交通人才的需求仍有較大缺口。
(二)城市軌道交通通信信號技術(shù)行業(yè)從業(yè)人員基本情況
對于東北地區(qū)的沈陽地鐵集團有限公司運營分公司和長春市軌道交通集團有限公司的調(diào)研,我們掌握了行業(yè)從業(yè)人員的基本情況。
過去三年沈陽地鐵集團有限公司運營分公司共招聘了信號方向的從業(yè)人員280名,未來隨著4,9,10號線的相繼建設(shè)開通人才需求將進一步擴大,預(yù)計將達到420名,對應(yīng)屆畢業(yè)生的學(xué)歷要求達到是高職學(xué)歷,對職業(yè)資格證書現(xiàn)無明確要求,但集團正在著手規(guī)劃力求正規(guī)化、職業(yè)化。
而對于長春市軌道交通集團有限公司在過去三年共招聘了信號方向的從業(yè)人員60名,未來隨著長春市地鐵的相繼開通也有一定的人才需求,預(yù)計在40名左右,對于應(yīng)屆畢業(yè)生的學(xué)歷同樣要求達到高職水平,對于職業(yè)資格證書主要以信號工為主。
(三)城市軌道交通通信信號技術(shù)專業(yè)對應(yīng)的職業(yè)崗位分析
1.信號檢修員
崗位職責(zé):經(jīng)常性地巡視和維護,及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患,并有計劃、有重點地對超過規(guī)定使用周期的設(shè)備進行更換,以保持線路信號系統(tǒng)時刻處于正常運行狀態(tài),當(dāng)信號設(shè)備出現(xiàn)故障等意外情況需要緊急處理時,能快速反應(yīng),及時準確地排除信號故障,保證線路的安全運行。
負責(zé)的設(shè)備和系統(tǒng):軌旁信號中的正線信號設(shè)備、車輛段里的信號設(shè)備、車載的信號設(shè)備、ATS系統(tǒng)等。
2.通信檢修員
崗位職責(zé):熟悉通信系統(tǒng)的基本知識,工作原理和應(yīng)用業(yè)務(wù),經(jīng)常性地巡視管區(qū)通信設(shè)備電路工作狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患,以保持線路通信系統(tǒng)時刻處于正常運行狀態(tài),當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障等意外情況需要緊急處理時,能快速反應(yīng),及時準確地排除通信故障,保證線路的安全運行。
負責(zé)的設(shè)備和系統(tǒng):有線設(shè)備中的程控交換設(shè)備、控制信號設(shè)備和票務(wù)閘機傳輸系統(tǒng);無線設(shè)備中的車站廣播系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)等。
(四)城市軌道交通通信信號專業(yè)對應(yīng)的職業(yè)資格證書分析
目前,行業(yè)內(nèi)沒有統(tǒng)一的職業(yè)資格證書。沈陽地鐵是員工入職后需要考取電工證和安全生產(chǎn)證書;長春輕軌則無統(tǒng)一規(guī)范,但入職前個別院校的學(xué)生在校期間考取了信號工證書;沈陽鐵路局對應(yīng)的是中級信號工證書,這是國鐵內(nèi)部認可的職業(yè)資格證書,對學(xué)生的就業(yè)和就業(yè)后的薪資待遇有很大幫助。
針對這種情況,可以根據(jù)通信信號技術(shù)專業(yè)的特點,把高職高專院校和地鐵運營企業(yè)聯(lián)合在一起進行職業(yè)資格證書的組織培訓(xùn)、認證考試等工作,從而規(guī)范行業(yè)內(nèi)的職業(yè)資格證書標準,進而使學(xué)生在上崗前就能夠具有職業(yè)崗位上崗的認可和能力,實現(xiàn)社會的認可、實現(xiàn)對學(xué)生就業(yè)的幫助。
(五)城市軌道交通通信信專業(yè)人才招聘渠道分析
城市軌道交通通信信號專業(yè)所對應(yīng)的崗位目前主要招聘渠道是校園招聘,另外還有少部分的社會招聘,比例能夠達到9:1,這基本能夠滿足地鐵運營公司的基本需求。在招聘的人才中高職高專學(xué)生占據(jù)了其中的90%,其余10%是本科及以上學(xué)歷。這說明本專業(yè)培養(yǎng)的高職高專學(xué)生完成能勝任公司崗位的用人標準,不僅是對學(xué)生水平的認可,也是對學(xué)校培養(yǎng)方式和方法的認可。各高職高專院校確定的培養(yǎng)目標和技能是準確的、是符合企業(yè)對人才的需求的。
參考文獻:
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