邢 濤

（福州地鐵集團有限公司運營分公司，福建福州 350000）

城市軌道交通通信系統(tǒng)的應用模式及功能研究

邢 濤

（福州地鐵集團有限公司運營分公司，福建福州 350000）

分析和探討城市軌道交通通信系統(tǒng)的應用模式和功能，針對存在的問題提出相應解決方案，以滿足城市軌道交通信號系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

城市軌道交通；UPS系統(tǒng)；IPoverSDH技術

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.45

0 城市軌道交通通信系統(tǒng)的設計

建立一個良好的視聽鏈網(wǎng)絡是城市軌道交通通信當前最主要的任務。在城市軌道交通中，城市軌道交通通信系統(tǒng)就是圍繞著運營人員和系統(tǒng)設備提供交互手段，因此，一定要保障城市軌道交通通信系統(tǒng)的安全性和可靠性，主要是保證可以消除每一子系統(tǒng)的隱患和接口匹配產(chǎn)生故障的狀況。在城市交通軌道設計時，要保證設計技術的先進和可靠，同時要保證的就是易擴展和升級以及方便維護性，如此才能夠保證城市軌道交通通信系統(tǒng)可在任何的環(huán)境當中相互作用。且每個子系統(tǒng)之間都可以對其相應子系統(tǒng)的故障進行監(jiān)測和檢查，可有效保證子系統(tǒng)對故障進行檢查和及時報警，從而保證整個系統(tǒng)的可靠性。

城市交通軌道通信系統(tǒng)主要包括了在運營管理當中的語音和數(shù)據(jù)及圖像和文字的一些信息，為保證車輛的行駛安全，以及現(xiàn)代化管理水平的上升，使乘客在行車的過程當中感到舒適，提供通信就是最重要的內(nèi)容。與此同時，根據(jù)當前這個階段的特性，在實際情況中，城市軌道交通通信系統(tǒng)的特點主要包括分段開通及后期線路延伸的特點。

這樣的通信系統(tǒng)，主要應建設為安全可靠和功能合理以及技術先進的通信網(wǎng)絡。通過對城市軌道交通通信系統(tǒng)進行研究，發(fā)現(xiàn)城市軌道交通通信系統(tǒng)應要有兩方面改進，才可保障城市軌道交通安全高效的運營，首先要完善一些新的模塊，例如是城市軌道交通的通信管理系統(tǒng)，第二個內(nèi)容就是對比較傳統(tǒng)的模塊運用新型的技術，讓其性能可以得到有效的改進[1]。

1 技術研究

城市軌道交通通信系統(tǒng)主要包括傳輸系統(tǒng)、公務電話系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、無線集群通信系統(tǒng)以及時鐘系統(tǒng)等功能。

1.1 傳輸系統(tǒng)

在城市交通軌道系統(tǒng)當中，傳輸系統(tǒng)非常重要，傳輸系統(tǒng)主要包括了MSTP（Multi-Service Transfer Platform，基于SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系）的多業(yè)務傳送平臺））保護環(huán)路，可以為每個車站和控制中心提供傳輸通道，將各子系統(tǒng)通過傳輸連接到一起，從而使系統(tǒng)實現(xiàn)整體。如圖1所示，為軌道交通通信傳輸系統(tǒng)的基本組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

軌道交通通信傳輸系統(tǒng)所提供的基本業(yè)務類型包括有安全類業(yè)務和非安全類業(yè)務，其中，安全類業(yè)務包括CBTC（Communication Based Train Control System，基于無線通信的列車自動控制系統(tǒng)）業(yè)務、集群調(diào)度業(yè)務、緊急文本和列車運行狀態(tài)檢測業(yè)務；非安全類業(yè)務包括車載視頻監(jiān)控業(yè)務、PIS（Personal Identification System，個人形象識別系統(tǒng)）系統(tǒng)業(yè)務和預留其他信息傳輸通道。

圖1 傳輸組網(wǎng)示意圖

1.2 公務電話系統(tǒng)和專用電話系統(tǒng)

公務電話系統(tǒng)可通過遠端模塊把它與控制中心進行連接，然后使其能夠進行公務電話互通，也可以完全實現(xiàn)公務電話的外線業(yè)務，而專用電話系統(tǒng)能實現(xiàn)控制中心和車站的語音調(diào)度通信功能，然后根據(jù)中心的各類調(diào)度臺直接發(fā)送出命令[2]。

1.3 無線通信系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)

無線通信系統(tǒng)主要采用的是無線和有線相結(jié)合的傳輸方式，中心無線設備經(jīng)過傳輸系統(tǒng)和車站以及無線基站進行連接，然后，每個基站在根據(jù)天線空間波傳播或經(jīng)過輻射和移動臺進行通信。

運營視頻監(jiān)控系統(tǒng)和公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，使相關人員對列車進行監(jiān)視，與此同時，也可以掌握客流的流向，是使列車指揮可以透明的主要工具，相關的工作人員通過監(jiān)視在車站停車后的旅客上下車情況，可便捷掌握開關門時間。視頻監(jiān)控可通過二級控制網(wǎng)絡，把信息傳送到控制中心或車控室的監(jiān)視器當中。

1.4 廣播系統(tǒng)和乘客信息系統(tǒng)

廣播系統(tǒng)主要的內(nèi)容是可實現(xiàn)中心或車站的二級控制，根據(jù)車站和控制中心的廣播控制臺然后發(fā)起緊急播報，且最主要的一點是可以通過ATS（Automatic Train Supervision，自動列車監(jiān)控系統(tǒng)）指令得到有關車輛運營的信息，然后在車輛出發(fā)或車輛到站時進行自動播報。乘客的信息系統(tǒng)主要就是由信息系管理系統(tǒng)和終端乘客信息顯示屏組成的，然后可依據(jù)每個車站或車輛的顯示屏，把列車到站或出發(fā)的信息進行顯示，也能夠?qū)Τ塑図氈约皶r事新聞進行播報，最主要的一點就是可以對突然發(fā)生的事件進行報警[3]。

1.5 時鐘系統(tǒng)、電源及接地系統(tǒng)

時鐘系統(tǒng)能夠保證城市軌道交通按時運營，可以更有效地服務乘客，最主要的一點就是：有統(tǒng)一的時間，才能按時提供信號的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)主要采用的就是GPS（Global Position System，全球定位系統(tǒng)）技術，根據(jù)GPS把每個鐘表進行同步，這樣就能保證乘客掌握正確的時間，就可以更加方便乘客，而電源及接地系統(tǒng)主要是采用一級負荷，通信系統(tǒng)主要是靠電源系統(tǒng)提供比較穩(wěn)定且不間斷的電源來維持工作，而且主要的就是應具備集中監(jiān)控的功能，電源及接地系統(tǒng)當中，UPS（Uninterrupted Power Supply，不間斷電源）機柜和蓄能電池組成了UPS，也就是電源系統(tǒng)，且最主要采用的就是離線式UPS和在線式UPS系統(tǒng)，在這個兩個系統(tǒng)中，在線式UPS系統(tǒng)相較于離線式比較穩(wěn)定，并且一定要注意，接地系統(tǒng)的設計既要保證通信設備能夠正常的工作，同時還要保障人的生命安全[4]。

2 通信接口設計

城市軌道交通通信系統(tǒng)的骨干網(wǎng)就是傳輸系統(tǒng)，所以，傳輸系統(tǒng)相當重要，在設計的過程當中，一定要考慮到城市軌道交通的安全性和業(yè)務性，同時也要考慮到通信發(fā)展的最主要方向，最重要的一點是要完全滿足對通信系統(tǒng)業(yè)務接口的要求，因為在當前階段，通信接口的要求變得十分嚴格，正因為如此，傳輸系統(tǒng)的選擇要求也變得非常高，所以，在傳輸系統(tǒng)選擇時一定要注意，要保證傳輸速度快以及綜合業(yè)務強。只有這樣才能更加地方便乘客，才能保證城市軌道交通系統(tǒng)的質(zhì)量，在先進的IPoverSDH（同步信息傳輸）技術沒出現(xiàn)前，傳輸系統(tǒng)主要的內(nèi)容就是IP（Internet Protocol，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）系統(tǒng)，另一種就是SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字系列）系統(tǒng)，這兩種雖然能夠達到互補的效果，但非常容易出現(xiàn)交通通信信息發(fā)送消息出現(xiàn)不及時，對于交通來說，時間就是生命，不能出現(xiàn)一絲一毫的差錯，只有這樣才能保證乘客的安全、方便乘客的出行，而這兩種系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)消息延長的問題，這就很容易出現(xiàn)車輛晚點或交通堵塞的情況，面對這些問題，在科學的不斷進步當中，一定要引進先進的IPoverSDH技術，這項技術能夠使傳輸速度可以有效地提升，而且，還可以保證城市交通的運營，這個系統(tǒng)非常安全可靠、科學標準，所以，要在城市軌道交通當中廣泛的應用該項技術，IPoverSDH能夠同時保證車站以太網(wǎng)六種相對獨立的運行，而且還可以對控制中心當中的交通業(yè)務起到控制的作用，這樣就可以使城市軌道交通通信系統(tǒng)的要求得到相對有效的滿足，與此同時，這項技術還能夠在每個車站或者是停車場建立相對的信息采集點，然后使用PCM（Pulse Code Modulation，脈沖編碼調(diào)制）的接入方式，通過SDH傳輸通道把交通的運營消息給傳送到控制中心或者是相關的管理單位，這樣能保證相關部門對這些消息進行判斷以及分析，通過這種方法，許多問題就可以迎刃而解。此外，還需要注意，在進行通信接口設計時，要具體問題具體分析，按照實際的交通環(huán)境，采取比較合理的傳輸通道以及通信設備，只有這樣才能使城市交通軌道通信系統(tǒng)技術得到提高，才能夠使乘客的安全得到保障，最主要的一點就是可以使城市軌道交通通信系統(tǒng)能夠走可持續(xù)發(fā)展的道路[5]。

3 結(jié)束語

在城市軌道交通當中，通信系統(tǒng)的地位非常的高，因此城市軌道交通系統(tǒng)的模式和功能的研究非常的重要，通過不斷的研究發(fā)現(xiàn)，在城市軌道交通系統(tǒng)當中，傳統(tǒng)的IP系統(tǒng)和SDH系統(tǒng)已經(jīng)不適用城市軌道的交通發(fā)展當中，隨著科學技術的不斷進步，一種新型的、先進的IPoverSDH技術出現(xiàn)，這項技術應用到城市軌道交通通信系統(tǒng)效果十分良好，因為這項技術傳遞消息及時有效，減少了許多不必要的麻煩，例如減少交通堵塞的情況，也減少了晚點的情況，因此，在城市軌道交通通信系統(tǒng)中應用到這項最先進的技術，能有效地保證城市軌道交通通信系統(tǒng)的發(fā)展。所以，為了能確保城市軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展，保證城市交通的可持續(xù)發(fā)展，可給城市的經(jīng)濟帶來有效的提高，使居民出行更加方便，城市軌道交通通信系統(tǒng)非常重要，無論從經(jīng)濟效益的角度上來看，還是從社會效益的角度上來看，城市軌道交通通信技術模式和功能的研究都非常有價值。

［1］奚雯佳.基于TETRA的專用無線通信系統(tǒng)在城市軌道交通中的應用［D］.南京：南京郵電大學，2014.

［2］王可佳.基于SDH的MSTP技術在軌道交通通信系統(tǒng)中的應用［D］.沈陽：沈陽建筑大學，2014.

［3］趙連捷.城市軌道交通通信系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)［D］.上海：復旦大學，2009.

［4］汪曉臣，于鑫，闞庭明，等.城市軌道交通通信集中告警系統(tǒng)設計與實現(xiàn)［J］.現(xiàn)代城市軌道交通，2014（3）：27-30.

［5］李蘇雯，康進赟，李連成.城市軌道交通通信系統(tǒng)主備用中心切換功能分析［J］.鐵路計算機應用，2009（5）：45-48.

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〔編輯 利 文〕