摘要：我国城市化进程快速稳定发展，城市交通已成为城市建设的重点关注问题，其中轨道交通是人们的主要出行交通工具，因此轨道交通是城市交通的关键部分。无线通信技术在城市轨道交通中的应用不仅促进了轨道交通的快速发展，还为公民提供了更优质的出行服务。当前无线通信技术已经在城市轨道交通中得到广泛应用，但由于技术等多方面的影响，也还存在一定的不足。本文简要介绍了现代城市轨道交通中的无线通信技术的，并分析了其应用，为城市轨道交通的发展提供参考。
关键词：城市轨道交通；无线通信技术；应用
0.引言
改革开放四十年以来，我国经济与科技发展迅速，综合国力和经济社会水平都得到显著提升。无线通信技术是一个重要的科技成果，在人们日常生活与工作生产中广泛应用，对人们生活产生了巨大影响。随着城市化进程加快，城市人口不断增长，交通的需求随之增长，同时出行要求也不断提高，城市轨道交通的出现有效解决了出行拥挤问题，而无线通信技术在城市轨道交通中的应用有效保证了城市轨道交通的正常运行，为乘客提供更好的服务。无线通信技术的不断发展为现代化城市轨道交通发展提高保障，是城市轨道交通发展的基础。
1.城市轨道交通无线通信概述
城市轨道交通专用的专网无线系统，具有十分强大的功能，包括闭路电视监控系统、移动电视、一种基于无线通信技术的列车控制技术即信号系统 CBTC以及通信PIS（乘客信息）系统等，覆盖面十分广泛，可以实现实时监控与调度，能够有效保障轨道交通的正常与安全运行并提供乘客信息。公网无线系统涉及到的主要是电信运营商为乘客提供的移动通信与网页浏览的业务，当前公网无线系统的建设较城市轨道交通专网无线通信系统比较滞后，不能完全满足乘客的需求。公安无线系统是在城市轨道交通中地面公安无线通信系统在隧道的延伸，比较独立，帮助警务人员能够实时保持与地下的通信，以便发生突发事件时能够快速联系警务人员，有效处理事件[1]。
2.现代城市轨道交通无线通信技术及应用
2.1 WIFI技术在城市轨道交通中的应用
WIFI技术以较高的传输率与较高的灵活度得到了普遍应用。但在城市轨道交通中应用时，由于其余无线系统中移动电视、通信PIS（乘客信息）系统等在同一个频段，因此阻碍了WIFI技术在城市轨道交通的应用。2007年9月，深圳地铁一号线成为国内第一个成功搭建无线宽带传输网络并实现视频上下传输的城市，开创了WIFI技术应用于视频传输的先例。2014年上海地铁13号线全线开通一个无线信号，名为“花生地铁测试”，之后广州也在地铁中免费开放WIFI。根据广州地铁的技术论证与内部测试，后成功通过WIFI试验阶段。目前解决WIFI与列车通信系统中干扰问题主要有以下几种方式：①地铁中的WIFI无线系统采用与其他系统不同的频段—5.8GHz固定频段，但这种方案很难兼容支持2.4GHz频段的智能终端，存在一定的问题；②将信号系统 CBTC以及通信PIS（乘客信息）系统搬移到GSM-R频段，不过这需要对地铁进行多方面的改造，很难成功执行；③研究开发新技术，消除干扰。当前WIFI技术在城市轨道交通中的应用主要依靠技术方面的革新，例如深圳地铁将地铁信号系统 CBTC以及通信PIS（乘客信息）系统与地铁WIFI的信道分隔开，从而有效消除各系统间的干扰。当然推进WIFI技术在城市轨道交通中的应用的研究方向主要是DS-FH混合扩频技术与固定信道划分技术，未来需要对这两个技术不断进行研究，并加强试验，投入使用[2]。
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2.2 TETRA技术城市轨道交通中的应用
TETRA数字集群系统最早是欧洲电信部门以数字时分多址技术为基础研究，采用先进的调制技术，制定而成的一个专业化移动通信系统，调制速率为每秒36kbit，主要通过ACELP编码的方式进行话音编码。当前我国的TETRA技术的系统工作频率主要在860-866MHz。TETRA技术将无线和有线通信系统相结合，TETRA数字集群系统的构成部分有调度系统、天线、交换设备、网络管理系统等。TETRA技术能够提供语音通信业务、数据业务以及包括区域性选择、紧急呼叫在内的许多补充业务，因此在城市轨道交通中有着较为广泛的应用。TETRA技术主要用于轨道交通用户之间的信息传送，不管是固定用户与移动用户之间还是两个移动用户之间都能有可靠高效的信息传送。车辆驾驶员与调度员之间的沟通、驾驶员与值班人员以及各工作人员间的通信需求都能在TETRA技术中得到保障。。TETRA技术还能够给城市列车提供专用的通信系统，例如给地铁或轻轨的操作人员提供专门的话音业务，以便更好地对城市列车运行进行监控管理。
2.3 5G通信技术在城市轨道交通中的应用
在车-地通信中，5G通信技术中小蜂窝技术可增加车-地通信中传输信息的带宽，还可以缩短列车转换网络的时间延缓，而这些改进能够有效提高城市轨道交通中列车上的网络信号，优化网络服务效果。在地铁经过的路线上设置密集或超密集的小蜂窝，使得每个小蜂窝的覆盖范围减小，从而增大网络容量并提高网络传输效率。在车-车通信中，快速发展的城市轨道交通对传输网络提出了新的高要求，多数据和高效快速有保障的信息传输是基本要求，而5G通信技术的发展能够有效满足这些要求，其中超密集异构网络能够在列车之间高效、快递、不间断且安全的网络连接，并能够通过D2D通信将数据直接传输到终端，实现车与车之间的交互，有效提升车-车通信的效率。除此以外，5G通信技术中的SDMA原理还能用来解决基于TD-LTE技术的车与大地间无线传输网络中承载PIS与信号系统的问题，从而能够在同一时间服务多个用户。5G通信技术具有较高的带宽，超快传输速率，从而提供信息传输的低时延，满足各个安全等级信息的传输要求。由此可见5G通信技术通过提高车-地、车-车通信效果来促进现代化城市轨道交通发展与人民日益增长的需求，同时还会在城市轨道交通中有广阔的应用前景。不过5G通信技术当下发展还不完全，应用也在不断研究和开发中，目前还存在较多问题，首先是5G通信中的D2D通信与蜂窝通信在进行信息传输与共享时采用哪种共享方式，且通信中的安全性如何得到保障，这是亟待解决的问题。其次当下中国的频谱资源还不够丰富，而5G通信的发展与应用需要建立在足够的专用频谱上，这也限制了5G通信的应用。不过总的来说5G通信技术在城市轨道交通中的应用是必然趋势，并能够为我们打造一个更加快速、舒适的出行环境 [3]。
3.结语
本文分析了典型的无线通信技术在城市轨道交通中的应用，随着科技发展，5G通信技术应用于城市轨道交通是必然趋势，给城市轨道交通发展带来新的生机。当前城市轨道交通无线通信技术的应用需要与时俱进，不断更新，应用最新的、更科学经济的无线通信技术成果，促进城市轨道交通无线通信技术与系统不断发展。
参考文献
[1]邓宇殷.浅谈现代城市轨道交通无线通信技术及应用[J].通讯世界,2017(16):26-27.
[2]禹贵峰.无线通信系统在城市轨道交通中的应用[J].中国新技术新产品,No.360(02):30-31.
[3]高翔.5G移动通信技术在城市轨道交通车地无线通信系统中的应用[J].城市轨道交通研究,2018(S2).
论文作者:苏泰华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：轨道交通论文; 城市论文; 通信技术论文; 技术论文; 系统论文; 通信论文; 乘客论文; 《基层建设》2019年第19期论文;