城市轨道交通信号系统中LTE技术的应用论文_步盈颉

城市轨道交通信号系统中LTE技术的应用论文_步盈颉

中交第一公路工程局有限公司 北京 100024

摘要:随着科学技术的发展,我国的经济发展已经进入了快车道,我国的城市建设也进入了新的阶段,一些新的技术已经引入到城市的建设之中,城市的基础设施建设变得越来越完备,我们需要更高水准的科学技术支持。随着城市化建设的进程不断加深,我国的城市轨道交通也迈进了新台阶,我们需要更高的技术来促进我们的轨道交通建设,其中对轨道交通信号的建设也提出了更高的要求,通过引入LTE技术,通过系统的技术支持,能够充分发挥LET的技术价值。本文通过论述LET技术的应用,给同仁们一些意见和帮助。

关键词:LET技术;城市轨道交通;信号系统

引言:城市发展变得越来越快,为了缓解城市交通拥堵,城市的轨道建设的需求日益增加,而对轨道信号的规范和技术创新成为一个紧迫的课题,我们需要通过技术的完善来构建规范的城市轨道交通信号系统,为城市的良好发展和快捷交通贡献力量。在轨道交通的行车信号中,我们需要对信号系统统一管理,实现全面的高效与自动化,并保证车载与地面信号的有效传输,保障车辆的正常运行。因此,利用LTE技术,能够保证接收利用这些信号的准确性,保证整个交通系统的稳定与畅通,从而保证信号传输的准确无误。

一、轨道交通信号系统现状

现阶段,我国城市交通信号的系统相对比较复杂,交通信号系统分为几类,都在各个城市中有所使用,主要包括:列车的自动监控子系统;列车自动运行子系统;基于通信业的自动控制系统;列车自动防护子系统和数据通信子系统等构成。国内,在这些系统的开发利用都是利用无限局域网络技术,这种信号传输因技术的原因,还存在很多不足和局限性,需要我们进行技术革新,需要通过利用新的技术进行技术完善,以此来保障我们整个交通信号系统的稳定和流畅,当前利用的无线局域网络技术中存在一些我们必须要面对的问题,主要表现为以下几个方面:

1、易被干扰

由于免费开放的2.4GHz 频段的无线局域网络技术在遇到同频段设备的信号干扰时容易被抢占信号,阻断通信系统的信号传输。会经常导致信号系统采取,各种应急措施。曾经就因为有乘客携带移动的,wifi 网络信号发射设备干扰到了列车的信号传递,导致多趟列车在正常运行中突然停车。这件事件在当时引起的社会的广泛关注。也正是因为此次事故,相关的研究人员,开始着力于研究不容易被干扰的信号来运用到城市轨道交通信号系统中。

2、信号的不稳定性

开放的2.4GHz 频段的无线局域网络技术虽然优点是易于设置,减少了建设初期的经济成本。但在区域覆盖边缘,该频段的网络信号会产生不稳定的状态。这种状态也很可能导致列车车载信号的发射接收装置与地面信号设备不能及时的进行沟通。

二、LET 技术的特点

LTE 移动通讯技术的目的在于,建设一个支持多媒体增强性的广播组业务,建立低延迟,具有超高传输效率且可演进的无线接入框架。

1、抗干扰。通常信号的干扰来自于系统内相同频率的干扰,这时候需要考虑到同向前后,同频率邻区间的信号对使用的主信号干扰情况。而LTE 技术是由于频段资源有限及又容量需要高带宽的原因,可以很好地解决这种被同频段信号干扰的情况。

2、灵活性。除了可以支持多种厂家设备的混合组网以外,还可以支持多种时钟同步。这种灵活性能够更全面的支持于不同环境,不同设备的匹配,使得LTE 技术能够有更广泛的应用空间。

3、可维护性。采用漏缆作为传输介质,所采用的轨旁设备数量减少。同时LTE 采用网络扁平化构架,无线网部分只有少部分的元件设备组成,整体元件数量变少,方便后期对整体设备进行维护。

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4、高速移动性。LTE 技术基于3Gpp 技术进行提升发展。解决了在高速移动的环境下,能够使得网络进行快速的连接。同时LTE 技术采用了多普勒频偏纠正技术,用以支持其较快的移动性。

三、LTE 技术在城市轨道交通信号系统中的应用实践

1、LTE 技术

LTE 技术是现阶段较为常用的交通信号技术,该技术的应用能够在低时延、高速率的传输基础上,实现信号系统中的多种功能,包括广播组的播出业务、无线接入架构等。在应用了LTE 技术后,城市轨道交通的覆盖率达到了100Km[1]。除此之外,LTE 系统中还集成了多种先进技术,分别为网络扁平化,高传输带宽、强移动接入性、高切换成功率、高接通成功率以及强抗干扰能力和严格的QQS 制度,通过这些先进的性能和技术,在低成本的情况下,保证了信号系统无线传输服务的业务质量,并且有效提高业务水平和传输速度。以抗干扰优势为例,在抗干扰层面上,LTE 系统中具有三个层面的技术,而在避免干扰技术中,LTE 系统中具有干扰抑制合并、丢码重传等机制,控制层面则含有系统多点上行干扰控制等策略,以此实现降低干扰、避免干扰、跟踪信号的作用。

2、关键技术

以某市为例,准备利用TDD-LTE 网络技术和CBTC 系统相结合的方式,形成信号系统频率专用化,在实施过程中采用了几个重要的关键技术,分别包括:漏缆覆盖以及多业务承载技术、TDD-LTE 技术中的网络综合承载技术、TDD-LTE网络和WLAN 网络共存技术。通过这三种技术保证CBTC 业务的可用性和可行性以及业务运行需求,设计形成多系统合路的运行方案,最终实现利用PIS 的LTE 网络承载起CBTC系统。

四、系统解决方案

为了能够更好地配合该技术与轨道交通的现实需求,需要注意LTE 技术在轨道交通多业务平台的融合性,轨道交通重要的安全运营性,以及为了满足不同城市,不同地区,不同环境的轨道交通,进行定制化的服务。对该技术的使用需要继续跟进改善以下几点:

1、时钟同步。由于目前国内使用的是GPS 时钟同步。但局限于轨道交通的特殊性,在地下较深的站点,不一定能够有GPS 信号。而且GPS 信号范围大约在100 米左右,超过100 米后,信号开始衰弱变得不可使用,这就给,LTE 技术在轨道交通方面的应用带来了相当大的困难。

2、信息安全。LTE 技术目前在国内属于新型的信号交互技术。这就导致了在网络的使用过程中信息安全的维护有一定的困难。

3、信号覆盖。由于我国的轨道交通技术正在不断发展。城市轨道交通建设正在由线路向线网进行升级。多条线路的交汇使得信号的覆盖需要普及到更复杂的场景中,这对LTE信号的频段,容量等一些方面的建设需要更高的要求。

结语:通过上文的论述,我们发现了LTE技术的技术优势,我们需要通过利用这样的技术优势,来不断完善我们的轨道交通信号系统,加大推广力度。现阶段,我国对LTE技术的利用和开发还不算普遍,利用率不高,同时在利用的过程中,我们也需要发现其中的问题。通过上文的一些论述,我们已经初步了解了其技术过程及技术特点,希望在后续的轨道交通信号系统中能够大量使用该技术,并在使用的过程中不断进行技术革新,找寻到其中存在的问题,让我们的轨道交通信号越来越安全、稳定、高效,希望同仁们能够继续发现新的技术并能够充分利用到交通信号系统之中。

参考文献:

[1] 赵彦芳.LTE 技术在城市轨道交通车地无线通信系统中的应用探索[J].天津建设科技,2016,(02).

[2] 贾萍, 徐淑鹏.TDD-LTE 技术在城市轨道交通CBTC 系统中应用[J].城市轨道交通研究,2015,(12).

论文作者:步盈颉

论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期

论文发表时间:2018/8/6

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