發(fā)布時間：2023-10-12 09:33:33
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的城市軌道通信技術(shù)樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
【關(guān)鍵詞】軌道交通；城市；無線通信技術(shù)；應(yīng)用；措施
引言
現(xiàn)代城市交通建設(shè)中，軌道交通建設(shè)是尤為重要的內(nèi)容，這是因為軌道交通具有用地省、運能大、運行時間穩(wěn)定的特點，對促進(jìn)城市發(fā)展、交通發(fā)展都具有重要的意義。但是軌道交通在建設(shè)過程中也具有一定的局限性，比如城市軌道交通的地下空間較為狹小、緊張，所以不利于各類通信電纜的敷設(shè)。而通信系統(tǒng)對軌道交通建設(shè)而言尤為重要，其直接關(guān)系到軌道交通的運行和安全?；诖耍托枰鶕?jù)城市軌道交通的特點和需求，加強(qiáng)對通信系統(tǒng)建設(shè)方面的研究。無線通信技術(shù)是利用電磁波信號進(jìn)行信息傳播、交換的一種通信方式，其傳播不受通信電纜敷設(shè)的限制，所以可以解決城市軌道交通通信系統(tǒng)建設(shè)的問題。而分析現(xiàn)代城市軌道交通無線通信技術(shù)與應(yīng)用也顯得十分重要。
1現(xiàn)代城市軌道交通對通信系統(tǒng)的要求
現(xiàn)代城市軌道交通堵通信系統(tǒng)的要求較高，其不僅要滿足軌道交通的安全穩(wěn)定運行需求，同時還需要滿足乘客對通信的多樣化需求。所以現(xiàn)代城市軌道交通通信系統(tǒng)必須要達(dá)到相應(yīng)的要求，比如無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的覆蓋面要更廣，要實現(xiàn)全覆蓋；車載通信系統(tǒng)單元要與控制基站相聯(lián)系并授權(quán)，以此確保系統(tǒng)信息的交流穩(wěn)定性；基本的通信要保障信息的及時性和雙向信息通信的穩(wěn)定性等[1]。另外，城市軌道交通通信系統(tǒng)中還需要包括PIS系統(tǒng)，以此來為乘客提供媒體服務(wù)，如視頻播放、廣播廣告等?；诖耍诔鞘熊壍澜煌ńㄔO(shè)中，如圖1所示，加強(qiáng)對通信系統(tǒng)的建設(shè)就顯得十分重要。
2現(xiàn)代城市軌道交通無線通信技術(shù)與應(yīng)用措施
2.1Zigbee技術(shù)及應(yīng)用措施
Zigbee技術(shù)也成為紫峰協(xié)議，是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的一種無線通信技術(shù)，其具有短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、自組織的特點，目前在各種工業(yè)現(xiàn)場的遙測遙控領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用，且發(fā)揮著重要的作用。Zigbee在室內(nèi)可以達(dá)到30~50m的作用距離，如在室外空曠地帶，其作用距離可以達(dá)到400m[2]。基于Zigbee技術(shù)低功耗、低成本、低速率、遠(yuǎn)距離的特點，也可以加強(qiáng)其在城市軌道交通無線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。城市軌道交通備用系統(tǒng)電池狀態(tài)的監(jiān)測對地鐵供電系統(tǒng)的運行起到了至關(guān)重要的作用，但是地鐵備電系統(tǒng)電池組數(shù)量較多，如果每個電池采用專用電纜的方式進(jìn)行通信，則會造成較大的成本，而通過應(yīng)用Zigbee技術(shù)就可以有效解決這些問題。在具體應(yīng)用過程中，可以在每個被檢測電池組及測量端子處安裝Zigbee終端模塊，通過自組網(wǎng)方案，以一定數(shù)量的終端模塊作為群組，向中繼Zigbee傳輸檢測數(shù)據(jù)，最終將傳輸?shù)谋O(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至檢測系統(tǒng)微機(jī)管理系統(tǒng)中，就可以對備電系統(tǒng)電池狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測，進(jìn)而為地鐵供電系統(tǒng)的可靠運行提供保障。
2.2WiFi技術(shù)及應(yīng)用措施
目前在生活生產(chǎn)中，WiFi技術(shù)都屬于一種非常常見的無線通信技術(shù)，其在通信方面具有較高的靈活性和可靠性，可以滿足人們多樣化的通信需求。作為一種高效可靠的無線通信技術(shù)，其也可以在城市軌道交通無線通信系統(tǒng)中發(fā)揮作用和價值。但是在WiFi技術(shù)應(yīng)用于城市軌道交通無線通信系統(tǒng)實踐中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，WiFi技術(shù)與列車移動電視、信號系統(tǒng)CBTC、PIDS乘客信息系統(tǒng)的同在2.5GHz頻段，所以會產(chǎn)生一定的干擾。對此，就需要在WiFi技術(shù)應(yīng)用過程中采取一定的措施來保證無線通信質(zhì)量和效率。比如在WiFi技術(shù)應(yīng)用過程中，為了保證城市軌道交通通信的穩(wěn)定性和可靠性，可以將WiFi頻段固定在5.8GHz，這對于減少干擾問題具有重要的作用[3]。在WiFi技術(shù)應(yīng)用過程中，也可以應(yīng)用PIDS和CBTC系統(tǒng)，這對于提高WiFi技術(shù)的整體應(yīng)用可靠性也具有重要的作用。但是如果應(yīng)用PIDS和CBTC系統(tǒng)，則需要對軌道交通系統(tǒng)進(jìn)行較大的改造，所以這需要根據(jù)軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)需求和現(xiàn)狀慎重實施。為了更好地避免干擾問題，也可以對WiFi技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和完善，比如可以將WiFi與地鐵的信號系統(tǒng)設(shè)置在不同的信道當(dāng)中，以此來起到避免干擾的效果。
2.35G通信技術(shù)及應(yīng)用措施
第五代移動通信技術(shù)是現(xiàn)代通信的前沿技術(shù)，如圖2所示，5G通信技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，可以為城市軌道交通的無線通信系統(tǒng)帶來技術(shù)上的革命，對提高城市軌道交通無線通信系統(tǒng)的整體水平具有重要的意義。比如基于5G移動通信技術(shù)的軌道交通無線通信系統(tǒng)，可以實現(xiàn)高達(dá)1Gbit/s的通信速率。MIMO大規(guī)模天線技術(shù)的應(yīng)用，可以使得無線接入層的頻譜效率和接入終端數(shù)量有10倍以上的提升，且通過引入MEC技術(shù)，還可以將業(yè)務(wù)“下沉”到車站接入網(wǎng)側(cè)，為乘客帶來零時延的體驗[4]。作為新一代移動通信技術(shù)，其具有高可靠、低時延的特點，對解決目前城市軌道交通無線通信系統(tǒng)存在的時延長、故障頻繁、干擾多的問題具有重要的作用。在5G通信技術(shù)具體應(yīng)用中，可以利用LTE-A技術(shù)構(gòu)建車地?zé)o線通信系統(tǒng)核心網(wǎng)絡(luò)，LTE-A技術(shù)具有融合性高的特點，有利于構(gòu)建高可靠、低延時的軌道交通無線通信系統(tǒng)。在5G通信技術(shù)具體應(yīng)用中，還可以利用MIMO增強(qiáng)技術(shù)來實現(xiàn)接入層的大規(guī)模高密度的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，MIMO增強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用可以在很大程度上提高頻率效率和系統(tǒng)容量[5]。不過目前對于5G通信技術(shù)的應(yīng)用還處于研究和開發(fā)階段，所以為了提高5G通信技術(shù)的應(yīng)用水平，還需要結(jié)合軌道交通無線通信系統(tǒng)的需求和要求，加強(qiáng)對5G通信技術(shù)的研究，如圖2所示。
關(guān)鍵詞 城市軌道交通，信息通信系統(tǒng)，信息傳輸系統(tǒng)
城市軌道交通信息通信系統(tǒng)是直接為軌道交通運營和管理服務(wù)的，是指揮列車運行、進(jìn)行運營管理、公務(wù)聯(lián)絡(luò)和傳遞各種信息的重要手段，是保證列車安全、快速、高效運行的不可缺少的綜合系統(tǒng)。它主要由以下分系統(tǒng)組成:傳輸系統(tǒng)、公務(wù)電話系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)。這是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)，各個部分互相結(jié)合、協(xié)調(diào)，以完成具體的功能。現(xiàn)代城市軌道交通之所以具有快捷、高效、可靠、安全等眾多的優(yōu)點，是與完善而先進(jìn)的通信系統(tǒng)分不開的。城市軌道交通信息通信系統(tǒng)將向兩個方向發(fā)展:一是寬帶化趨勢。為了提高各種業(yè)務(wù)的質(zhì)量，勢必要增加帶寬。二是各種新系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用。為了不斷完善城市軌道交通的服務(wù)，相應(yīng)功能的分系統(tǒng)將不斷融合入現(xiàn)有城市軌道交通信息通信系統(tǒng)中。本文將依次對城市軌道交通信息通信系統(tǒng)的各個分系統(tǒng)進(jìn)行闡述，并分析其技術(shù)構(gòu)成和發(fā)展趨勢。
1 傳輸系統(tǒng)
傳輸系統(tǒng)是城市軌道交通信息通信系統(tǒng)的核心，它負(fù)責(zé)為各種應(yīng)用業(yè)務(wù)提供通道。軌道交通系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)包括:語言、數(shù)據(jù)和圖像。不同業(yè)務(wù)對系統(tǒng)的帶寬、時延、可靠性等各不相同，這就要求傳輸系統(tǒng)有足夠的靈活性和可靠性以保證各種業(yè)務(wù)的順利完成。業(yè)務(wù)按不同的類型可分為:車站-中心業(yè)務(wù)和鄰站業(yè)務(wù)兩種。
在軌道交通系統(tǒng)中，需要通信業(yè)務(wù)的一般是控制中心、車場和各個車站。由于車場和車站業(yè)務(wù)比較相似，可將其歸為同一類業(yè)務(wù)。具體業(yè)務(wù)流程如圖1 。
圖1 通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程示意圖
圖1 是邏輯上的業(yè)務(wù)流程示意圖。在物理上為了保證傳輸系統(tǒng)的安全可靠，須采取環(huán)形組網(wǎng)的方案，以利于自動保護(hù)的需要。這樣，控制中心連同所有的車站和車場組成一個自愈環(huán)，即使某段光纖壞掉，也可保證業(yè)務(wù)在備用通道上正常進(jìn)行。其實現(xiàn)機(jī)制如圖2 。圖中，傳輸環(huán)一般有兩個光纖環(huán)組成，當(dāng)一個環(huán)中斷時，系統(tǒng)自動跳到另一個環(huán)上， 即圖a 情形;而當(dāng)兩個環(huán)在同一個地方斷開時，則兩側(cè)的節(jié)點自動打環(huán)，形成如圖b 的通路。
城市軌道交通信息通信系統(tǒng)可分為兩部分:傳輸部分和接入部分。其模型如圖3 。其中，傳輸層只負(fù)責(zé)提供各種通道，保證各種業(yè)務(wù)能安全可靠的從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點;接入層需完成業(yè)務(wù)的接入和業(yè)務(wù)的匯聚兩個基本功能;然后把匯聚好的業(yè)務(wù)交由傳輸節(jié)點完成傳輸。 技術(shù)將會在未來的城市軌道交通信息通信系統(tǒng)中被采用。
(1) 千兆以太網(wǎng)技術(shù)( GE) 。GE 與以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)兼容。GE 的實施具有直接、快速和千兆位的特點，設(shè)備便宜，傳輸距離長，可以滿足城市軌道交通通信系統(tǒng)組網(wǎng)的要求[2 ] 。同時，原來以太網(wǎng)的不足，如多媒體應(yīng)用無QoS 、多鏈路負(fù)載分享、
圖2 通信系統(tǒng)環(huán)形組網(wǎng)方案虛擬網(wǎng)等，隨著新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)已經(jīng)和正在得到解決。10 Gbit 以太網(wǎng)的出現(xiàn)和成熟也為GE 的升級擴(kuò)容提供了強(qiáng)有力的支持。
(2) CWDM (粗波分復(fù)用) 技術(shù)。DWDM 技術(shù)已經(jīng)成為大容量電信骨干網(wǎng)的首選，其優(yōu)點是技術(shù)簡單、大容量、易擴(kuò)容等。而且隨著DWDM 技術(shù)
圖3 城市軌道交通信息通信系統(tǒng)模型圖的成熟和廣泛使用，它的價格也將逐步降低，其性
傳輸系統(tǒng)作為整個通信系統(tǒng)的核心部分，它的價比將更具優(yōu)勢。所以，當(dāng)未來城市軌道交通通信技術(shù)選擇十分重要。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，用帶寬需求進(jìn)一步提高的時候，DWDM 技術(shù)將是很于城市軌道交通的傳輸技術(shù)也不斷的更新?lián)Q代，尤好的方案。同時，由于考慮到城市軌道交通通信的其近幾年通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，為傳輸技術(shù)的選擇實際需要， 可以選擇成本更低， 使用更可靠的了提供了更廣闊的范圍。我國現(xiàn)在使用的各種傳CWDM 技術(shù)。CWDM 的特點是波長數(shù)量較少(一輸技術(shù)及其優(yōu)缺點如表1 。般在4～12 波)，波長間隔較大，價格便宜[3 ] 。最但是，隨著通信新技術(shù)的涌現(xiàn)和成熟，隨著軌后，隨著各種新興的電信技術(shù)的涌現(xiàn)和采用，城市道交通新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)和帶寬需求的上升，以下幾種軌道交通信息通信也完全可以借鑒和運用。
表1 各種傳輸方式的比較
2 公務(wù)電話系統(tǒng)
城市軌道交通信息通信系統(tǒng)公務(wù)電話子系統(tǒng)， 是軌道交通運營控制的重要通信工具。一般公務(wù)電話系統(tǒng)根據(jù)軌道交通的規(guī)模具有不同的容量。通常情況而言，一個車站基本上為一個2Mbit 通路(30 個電話) 。公務(wù)電話系統(tǒng)可設(shè)1～2 個交換局， 通常交換機(jī)置于控制中心，各個車站通過遠(yuǎn)端模塊實現(xiàn)電話的接入。此時，需應(yīng)用傳輸系統(tǒng)提供的2Mbit 通道。
公務(wù)電話系統(tǒng)通過2Mbit 中繼線接入市局，并從中獲取時鐘。呼出可采用全自動DOD1 方式，呼入采用部分全自動直撥DID 、部分采用半自動接續(xù)BID(人工/ 自動話務(wù)員) 的混合進(jìn)網(wǎng)中繼方式或其它方式。考慮到與其它城市軌道交通系統(tǒng)的互連， 可采取2Mbit 中繼線連接的方式，為解決信令不一致可增加網(wǎng)關(guān)設(shè)備。近幾年，交換機(jī)已趨于成熟， 公務(wù)電話系統(tǒng)的選擇余地十分寬廣，但要注意選擇穩(wěn)定可靠、擴(kuò)容方便的交換機(jī)，以適應(yīng)軌道交通的高速增長和話務(wù)量及其它業(yè)務(wù)上升需求。同時，也可考慮選擇合適的電信運營商，由公共通信網(wǎng)以虛擬網(wǎng)方式解決，以節(jié)省建設(shè)投資與運營成本。
公務(wù)電話子系統(tǒng)還兼有其自身的特點 區(qū)間電話設(shè)置。區(qū)間電話用于列車司機(jī)或維修人員與有關(guān)單位進(jìn)行聯(lián)系及一般通話用。每隔300 m 左右設(shè)置一臺戶外電話機(jī)，1～3 臺話機(jī)使用一個用戶號碼。軌道兩邊各敷設(shè)一條電纜，每3 個電話使用同一對線，同一個號，電話采用熱線方式。
3 專用電話系統(tǒng)
專用電話子系統(tǒng)是調(diào)度員和車站(車場) 值班員指揮列車運行和指導(dǎo)設(shè)備操作的重要通信工具。行車調(diào)度直接關(guān)系到行車安全，需要設(shè)備高度安全可靠，操作方便快捷。專用電話系統(tǒng)由調(diào)度電話系統(tǒng)、站間電話系統(tǒng)、站內(nèi)集中電話系統(tǒng)、緊急電話系統(tǒng)、市內(nèi)直線電話等組成。調(diào)度電話系統(tǒng)中又分為:列車調(diào)度電話系統(tǒng)，用于控制中心列車調(diào)度員與各車站、車場值班員及行車業(yè)務(wù)直接有關(guān)的工作人員進(jìn)行業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)，并可兼管防災(zāi)調(diào)度系統(tǒng);電力調(diào)度電話系統(tǒng)，用于控制中心電力調(diào)度員與各主變電站、牽引變電所、降壓變電所等處工作人員進(jìn)行業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò);公安調(diào)度電話系統(tǒng)，構(gòu)成公安指揮中心值班員與各車站(場) 警務(wù)值班室警官之間的直接通信聯(lián)絡(luò)，調(diào)度臺一般設(shè)在控制中心內(nèi)。站間電話是直接為行車服務(wù)的，要求能及時、迅速溝通相鄰兩車站的通話。相鄰兩車站值班員之間通話利用交換系統(tǒng)的熱線功能提供，用戶摘機(jī)即能及時、迅速溝通兩車站值班室，站間電話由車站電話總機(jī)完成。站內(nèi)集中電話類似調(diào)度電話系統(tǒng)，總機(jī)設(shè)在車站控制室，采用多功能數(shù)字電話機(jī)，分機(jī)設(shè)置在車站值班員所控制的部門，采用模擬電話機(jī)，系統(tǒng)功能由調(diào)度交換機(jī)及站內(nèi)集中機(jī)功能來完成。緊急電話是在緊急狀態(tài)下供乘客或車站工作人員使用， 每臺電話都設(shè)置成熱線電話，用戶摘機(jī)即連接至車控室值班員數(shù)字話機(jī)上。在主變電所、控制中心至供電局調(diào)度之間可設(shè)置專線直通錄音電話。在每個車站站長室和警務(wù)室各設(shè)置市內(nèi)直線電話，控制中心和派出所設(shè)置市內(nèi)直線電話。
專用電話系統(tǒng)由樞紐主系統(tǒng)和車站分系統(tǒng)兩級結(jié)構(gòu)組成。樞紐主系統(tǒng)和車站分系統(tǒng)通過數(shù)字傳輸設(shè)備提供2Mbit 數(shù)字通道，將調(diào)度電話、站間電話、站內(nèi)集中電話和緊急電話等業(yè)務(wù)綜合起來， 便于安裝、調(diào)試、使用、維護(hù)和管理。2Mbit 數(shù)字通道同樣由傳輸系統(tǒng)提供，考慮到專用系統(tǒng)的小容量特點，為了節(jié)約帶寬，可采用多個車站組成一個2Mbit 環(huán)合用一個2Mbit 通道的方案。
4 廣播系統(tǒng)
廣播系統(tǒng)采用二級廣播控制方式，由控制中心一級和車站一級組成。一般分為三個部分:控制中心廣播系統(tǒng)，車站廣播系統(tǒng)(可根據(jù)實際需要連接多個車站子系統(tǒng))，停車場廣播系統(tǒng)?？刂浦行耐ㄟ^綜合接入系統(tǒng)提供的RS 422 或RS 485 通道與車站廣播系統(tǒng)互連。一般情況下，廣播業(yè)務(wù)為中心到車站的點到多點業(yè)務(wù)，而中心對車站系統(tǒng)的監(jiān)控維護(hù)通道則為點對點業(yè)務(wù)。
控制中心行車調(diào)度員和環(huán)控調(diào)度員可對全線各站進(jìn)行監(jiān)聽及選站和選區(qū)廣播。當(dāng)軌道交通發(fā)生故障或災(zāi)害時，廣播系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)為搶險通信設(shè)備。停車場廣播系統(tǒng)由值班員、運轉(zhuǎn)值班員和檢修庫值班員向工作人員播放車輛調(diào)度、列車編組等有關(guān)作業(yè)音訊。
車站廣播系統(tǒng)由控制中心的總調(diào)、列調(diào)、防災(zāi)調(diào)(列調(diào)兼) 和各車站的正副值班員使用，為旅客播放列車到發(fā)信息、導(dǎo)向信息及緊急狀態(tài)信息等服務(wù)音訊，為工作人員播放作業(yè)命令及管理音訊。車站廣播區(qū)分為上行站臺、下行站臺、售票區(qū)、站廳、出入口和辦公區(qū)等。車站行車值班員和環(huán)控值班員可通過廣播控制臺對本站區(qū)進(jìn)行選區(qū)廣播或全站廣播。
5 電視監(jiān)控系統(tǒng)
閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)作為一種圖像通信，具有直觀、實時的動態(tài)圖像監(jiān)視、記錄和跟蹤控制等獨特功能，是通信指揮系統(tǒng)的重要組成部分，具有其獨特的指揮和管理效能，已成為城市軌道交通實現(xiàn)自動化調(diào)度和管理的必備設(shè)施[ 5 ] 。
軌道交通電視監(jiān)控系統(tǒng)為二級結(jié)構(gòu)，分為車站一級監(jiān)視和中心一級監(jiān)視。車站攝像機(jī)輸出的圖象信號分成兩路，一路送車站控制器，車站值班員可選擇本站不同位置攝像機(jī)的圖像。另一路送車站前端處理機(jī)進(jìn)行圖像編碼、壓縮，然后經(jīng)傳輸系統(tǒng)送至控制中心，在控制中心解碼后送至圖像監(jiān)視器?？刂浦行男熊囌{(diào)度員可選擇任一車站的任何一個攝像機(jī)的圖像信號，也可將車站幾路圖像信號送至控制中心。彩色圖像信號的傳送一般采用MPEG-2 圖像編碼技術(shù)。
電視監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸為不對稱傳輸，車站到中心傳輸圖像信息，需要大帶寬(2～6Mbit) ;而中心到車站，只發(fā)送控制命令(圖像選取和攝像機(jī)控制命令)，為低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，只需采用RS 422/ RS 485 通道即可。充分考慮到圖像業(yè)務(wù)的實時寬帶性質(zhì)， A TM 技術(shù)是目前最佳的傳輸機(jī)制，采用A TM 作為傳輸媒介傳輸數(shù)字視頻，可以利用A TM 按需分配帶寬、按需連接的特點，在保證圖象質(zhì)量(QoS) 的情況下，大大節(jié)省所占帶寬[ 1 ] 。
6 電源系統(tǒng)
電源系統(tǒng)是保證通信系統(tǒng)正常工作的必要條件，因此通信電源必須安全可靠。電源系統(tǒng)由配電設(shè)備、整流設(shè)備和蓄電池組成。系統(tǒng)配置不間斷電源(U PS) 交流供電設(shè)備，為各自動控制系統(tǒng)的計算機(jī)提供不間斷220 V 交流電壓。U PS 的工作原理為:同時有兩路市電輸入，取其一路，當(dāng)該路出現(xiàn)故障時，自動切換至另一路;當(dāng)兩路都出現(xiàn)故障時，啟動蓄電池繼續(xù)供電。
整個電源系統(tǒng)設(shè)有電源集中監(jiān)控。在控制中心，所有U PS 將通過傳輸系統(tǒng)的低速數(shù)據(jù)通道進(jìn)行信號傳輸，監(jiān)控中心的計算機(jī)也將通過傳輸系統(tǒng)的低速數(shù)據(jù)通道進(jìn)行信號采集，在監(jiān)控中心計算機(jī)上裝有軟件，可實時監(jiān)控到當(dāng)前各個站點U PS 的狀態(tài)及使用情況。各站點使用現(xiàn)場的U PS 和開關(guān)電源一旦發(fā)生故障，警鈴將提醒現(xiàn)場有關(guān)人員進(jìn)行及時的處理，同時在監(jiān)控中心的計算機(jī)上同樣可看到輸出故障的警告顯示。
7 時鐘系統(tǒng)
為了統(tǒng)一整條城市軌道交通系統(tǒng)的時間，通信系統(tǒng)設(shè)有專門的時鐘系統(tǒng)。時鐘系統(tǒng)由GPS 全球衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)時間接收單元、主控母鐘、各站輔助母鐘、子鐘及傳輸設(shè)備組成。主、備GPS 信號接收機(jī)向中心母鐘提供同步時鐘源。當(dāng)GPS 系統(tǒng)出現(xiàn)故障，還可以使用高精度的晶振供時鐘源。主控母鐘輸出的標(biāo)準(zhǔn)時間信號通過接入網(wǎng)提供的低速數(shù)據(jù)信道(RS 422/ RS 485) 傳給各站輔助母鐘，以供車站各系統(tǒng)和子鐘的使用。中心母鐘產(chǎn)生精確的標(biāo)準(zhǔn)同步時間碼，通過傳輸網(wǎng)提供給通信傳輸系統(tǒng)、無線系統(tǒng)、調(diào)度電話系統(tǒng)、公務(wù)電話系統(tǒng)、有線廣播系統(tǒng)、電視監(jiān)視系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、售檢票系統(tǒng)、防災(zāi)報警系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)等。
8 無線通信系統(tǒng)
無線通信系統(tǒng)為行車調(diào)度員與司機(jī)、車站值班員與司機(jī)、司機(jī)與司機(jī)以及公安、環(huán)控、維修等用戶提供移動通信手段。無線通信將主要采用數(shù)字集群式調(diào)度系統(tǒng)，信道集中控制方式。集群式調(diào)度系統(tǒng)由移動交換控制器、基站、中繼器、漏泄同軸電纜、車載臺、便攜臺和有線傳輸通道組成，可采用單基站大區(qū)制或多基站小區(qū)制。無線調(diào)度系統(tǒng)分為行車調(diào)度、環(huán)控調(diào)度、公安調(diào)度和維修調(diào)度等通話組。組間不能交叉呼叫，各組享有不同的優(yōu)先權(quán)， 不同的無線用戶也擁有不同的優(yōu)先權(quán)。
參 考 文 獻(xiàn)
1 Timothy Kwok. A TM The Paradigm for Internet ， Intranet ， and Residential Broadband Services and Application. Prentice Hall PTR ， 1998
2 David G. Gunningham. 千兆位以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù). 北京:電子工業(yè)出版社，2001
3 (美) 卡塔洛頗羅斯基. 密集波分復(fù)用技術(shù)導(dǎo)論. 北京:人民郵電出版社，2001
關(guān)鍵詞：軌道交通；通風(fēng)空調(diào)；發(fā)展趨勢
中圖分類號：C913文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
一、城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的功能
通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)作為城市軌道交通中的重要設(shè)備系統(tǒng)之一,擔(dān)負(fù)著對城市軌道交通內(nèi)部空間的空氣溫度、濕度、空氣流速、空氣壓力和空氣品質(zhì)進(jìn)行控制的任務(wù)。列車正常運行時,為乘客和工作人員提供一個適宜的人工環(huán)境,滿足其生理和心理要求；當(dāng)列車阻塞在區(qū)間隧道時,向阻塞區(qū)間提供一定的通風(fēng)量,保證列車空調(diào)等設(shè)備正常工作,維持車廂內(nèi)乘客在短時間內(nèi)能接受的環(huán)境條件；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)事故時,提供迅速有效的排煙手段,為乘客和消防人員提供足夠的新鮮空氣,并形成一定的迎面風(fēng)速,引導(dǎo)乘客安全迅速地撤離火災(zāi)現(xiàn)場；為各種設(shè)備提供必要的空氣溫度、濕度以及潔凈度等條件,保證其正常運轉(zhuǎn)。
從系統(tǒng)功能上可以看出,以滿足乘客出行為目的的城市軌道交通需要通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)為乘客和工作人員營造一個安全良好的內(nèi)部空氣環(huán)境,這是保證其開通運轉(zhuǎn)必不可少的基礎(chǔ)條件。
二、城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的現(xiàn)狀
國外城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是隨著工程建設(shè)不斷發(fā)展的,從最初完全采用自然通風(fēng)到后來設(shè)置機(jī)械通風(fēng),再發(fā)展到空調(diào)降溫,基本上與地面建筑設(shè)備技術(shù)是同步前行的。國內(nèi)城市軌道交通從1969年北京地鐵一期工程的通風(fēng)系統(tǒng)開始,經(jīng)過上海、廣州等城市的工程建設(shè)和運營,通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)不斷完善,并在工程實踐中學(xué)習(xí)和借鑒歐洲國家和美國的技術(shù)和經(jīng)驗,目前城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)能夠滿足功能需求,技術(shù)比較成熟和可靠。
目前城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)廣泛采用（1）通風(fēng)系統(tǒng)(含自然通風(fēng)、活塞通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng))；（2）站臺不設(shè)屏蔽門的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)；（3）站臺設(shè)置屏蔽門的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)這三種形式。具體到某個地下車站或某段地下隧道,通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的布局可能差異較大,但系統(tǒng)構(gòu)成則是相同的。
城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)存在諸多問題,其中最主要的問題包括:
1、系統(tǒng)設(shè)置構(gòu)成復(fù)雜,控制運行不便；
2、占用面積和空間巨大,地下機(jī)房面積一般在1200～2500m2左右,占地下車站總面積的12%～30%；
3、系統(tǒng)運行能耗巨大,以地鐵為代表的城市軌道交通的電力能源消耗主要體現(xiàn)在地鐵列車的牽引用電和通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)用電兩個方面,在現(xiàn)有地鐵線的實際耗能統(tǒng)計中,通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能耗已經(jīng)達(dá)到了地鐵總能耗的50%左右；
4、系統(tǒng)優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新,以及新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用進(jìn)展緩慢。
三、城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展展望
1、安全健康
通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著城市軌道交通內(nèi)部的空氣環(huán)境控制的重任,事關(guān)乘客和工作人員的健康與安全,系統(tǒng)設(shè)置和設(shè)備配置上一定要以此為最基本的出發(fā)點。以往工程上采用的系統(tǒng)形式也都是以此為前提的,但隨著工程建設(shè)速度的加快,遇到的復(fù)雜實際情況越來越多,例如城市地下長大隧道、山嶺隧道、過江(河、海)隧道等。山嶺隧道經(jīng)常伴隨著大埋深情況,過江(河、海)隧道經(jīng)常具有較大長度,因此在隧道中部設(shè)置中間風(fēng)亭的代價將極其巨大,甚至技術(shù)上不可實施；長大隧道由于結(jié)構(gòu)施工的要求,其結(jié)構(gòu)形式多種多樣,隧道通風(fēng)和排煙僅依賴已有的技術(shù)措施已不能完全滿足要求或技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性很差,這些都導(dǎo)致傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)置和運行模式無法適應(yīng)實際的需要。中庭式車站、雙洞或三洞式全暗挖車站等多種新型建筑和結(jié)構(gòu)形式車站目前也屢見不鮮,通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)必須根據(jù)實際需要不斷改進(jìn),實現(xiàn)既滿足人員健康要求又保證安全的目標(biāo)。
在實際工程建設(shè)的地質(zhì)勘察過程中,不斷遇到地下氣壓較高的有害氣體的情況。當(dāng)城市軌道交通線路穿越儲氣層時,在設(shè)計、施工和未來運營過程中,一定要認(rèn)真考慮有害氣體對工程的危害以及對工程后期運營帶來的不利影響,這是通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)面臨的新問題,如果沒有合理可靠的技術(shù)手段,將會威脅人員的健康尤其是安全?，F(xiàn)實問題要求通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)適應(yīng)新情況,發(fā)展新技術(shù),解決新問題。隨著列車運行速度的提高,隧道內(nèi)的空氣壓力也隨之發(fā)生變化,國內(nèi)已經(jīng)有若干條城市軌道交通線路列車最高運行時速達(dá)到了120km/h,空氣壓力的波動對人員的舒適造成較大影響,情況嚴(yán)重時會危及健康。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)需要針對空氣壓力的變化,結(jié)合人員的健康要求,提出合理有效的控制標(biāo)準(zhǔn),并會同有關(guān)專業(yè)共同加以解決。
2、經(jīng)濟(jì)節(jié)能
傳統(tǒng)的城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)存在兩大突出特點,一是占用面積和空間巨大,一般來說地下車站設(shè)備及管理用房一半的面積被通風(fēng)空調(diào)機(jī)房占用。二是運行能耗極高,南方城市約50%的運營能耗為通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)耗能；而北方城市通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能耗也達(dá)到運行總能耗的近1/3。
設(shè)計、科研單位和生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)高度重視這兩大難題,并加以解決。目前出現(xiàn)的集成系統(tǒng)等就是在這方面作出的有益嘗試,但這些與工程建設(shè)的需要,尤其是國家節(jié)能減排的國策要求還有很大差距,還需要繼續(xù)努力,繼續(xù)探索,要從系統(tǒng)的精確計算、系統(tǒng)制式的選擇、系統(tǒng)設(shè)備的配置、系統(tǒng)控制、系統(tǒng)運行模式以及新設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用等多個角度來做大量的工作。
從系統(tǒng)制式的選擇上看,合理的系統(tǒng)方式設(shè)置對節(jié)省所占用的土建空間和運營節(jié)能至關(guān)重要,應(yīng)當(dāng)結(jié)合氣候條件、運力因素、土建結(jié)構(gòu)類型、地質(zhì)情況、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)實力進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,發(fā)展和采用合理的系統(tǒng)制式。例如,日前通過由國內(nèi)多位著名專家鑒定的課題---“可調(diào)通風(fēng)型站臺門通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)”就是一項意義重大的創(chuàng)新和探索。課題組開創(chuàng)性地提出了可調(diào)通風(fēng)型站臺門的理念,研制了相應(yīng)的產(chǎn)品,并且提供了基于可調(diào)通風(fēng)型站臺門的適用于不同氣候條件的新型環(huán)控系統(tǒng)形式,能夠很好地滿足城市軌道交通各種正常及事故工況下通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的全部功能需求,節(jié)能效果顯著；同時,還可以有效解決嚴(yán)寒地區(qū)冬季站內(nèi)溫度偏低的技術(shù)難題。
在系統(tǒng)方式和系統(tǒng)構(gòu)成方案確定后,系統(tǒng)設(shè)備的選用及配置就成為重要的環(huán)節(jié),在工程建設(shè)中,考慮到不同運營時期客流量和熱負(fù)荷的不同,通風(fēng)空調(diào)應(yīng)采用不同的設(shè)備配置標(biāo)準(zhǔn)以適應(yīng)負(fù)荷的變化,達(dá)到最大的運行節(jié)能效果,因此,應(yīng)該大力提倡設(shè)備的科學(xué)分期安裝實施,盡管這樣增加建設(shè)管理上的事務(wù)。另外,應(yīng)從建設(shè)和運營管理及投資體制方面綜合研究適當(dāng)?shù)膶Σ吆驼摺?/p>
3、環(huán)保美觀
從城市景觀角度考慮,凸出地面的風(fēng)亭和設(shè)置在地面的冷卻塔、風(fēng)冷機(jī)組等設(shè)施與設(shè)備無疑會對城市景觀造成影響。在一些敏感區(qū)域和道路、建筑物布局緊張地段,以及居民集中地區(qū),這些矛盾極為突出。這就需要在風(fēng)亭位置的選擇、風(fēng)亭尺寸的選用、風(fēng)亭建筑形式等方面多加研究。對于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)也應(yīng)進(jìn)行創(chuàng)新性研究,以利于解決此類問題。例如目前出現(xiàn)的蒸發(fā)冷凝式系統(tǒng)就是其中的一項實際舉措,這項技術(shù)采用蒸發(fā)冷凝機(jī)組取代傳統(tǒng)意義上的冷卻塔裝置,設(shè)置在地下,并充分利用水的汽化潛熱將熱量散發(fā),實現(xiàn)制冷效率的提高,也有利于節(jié)能。
城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)對城市環(huán)境的噪聲與振動影響也不容忽視。城市軌道交通線路可能穿越城市不同環(huán)境要求的區(qū)段,其對周邊的環(huán)境噪聲與振動影響應(yīng)滿足環(huán)保的要求。從這個意義上分析,城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)設(shè)備應(yīng)低噪聲、低振動和低能耗。
結(jié)束語
城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)需要總結(jié)國內(nèi)外城市軌道交通通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的實際應(yīng)用經(jīng)驗,結(jié)合新的理念,采用新的技術(shù),改造和提升傳統(tǒng)系統(tǒng)方式,加快系統(tǒng)技術(shù)的更新和促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步,并充分結(jié)合工程建設(shè)的具體情況,解決在技術(shù)上和運行上存在的諸多不足,實現(xiàn)通風(fēng)空調(diào)技術(shù)在城市軌道交通領(lǐng)域的科學(xué)理性探索和符合工程實際、滿足國家需要的高水平發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]付維綱.深圳地鐵空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計[J].廣西質(zhì)量監(jiān)督導(dǎo)報，2008.
【關(guān)鍵詞】 LET技術(shù) 城市軌道交通 信號系統(tǒng)
保證列車運行安全，實現(xiàn)列車運行自動化，行車及時指揮以及提高其運營效率的關(guān)鍵就是信號系統(tǒng)。城市軌道交通信號系統(tǒng)，是由地面的信號設(shè)備提供列車移動的命令授權(quán)，車載信號的接收設(shè)備根據(jù)地面信號設(shè)備提供的命令來指導(dǎo)列車運行。那么在系統(tǒng)信號的傳輸過程中我們使用了LTE技術(shù)的根本目的就是保證信號指令能夠及時準(zhǔn)確地進(jìn)行傳輸。
一、軌道交通信號系統(tǒng)現(xiàn)狀
目前我國城市軌道交通信號系統(tǒng)一般包涵并采用以下幾種系統(tǒng)：基于通信業(yè)的自動控制系統(tǒng)；列車的自動監(jiān)控子系統(tǒng)；列車自動防o子系統(tǒng)；列車自動運行子系統(tǒng)；計算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)以及及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)等構(gòu)成。國內(nèi)，現(xiàn)階段開通運營的城市軌道交通信號系統(tǒng)中無線類的通訊系統(tǒng)大部分采用免費開放的2.4GHz頻段的無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這種技術(shù)雖然可以滿足大部分城市軌道的信號傳輸需求，但也存在很大的局限性。主要問題有以下幾點：
1、易擾。由于免費開放的2.4GHz頻段的無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在遇到同頻段設(shè)備的信號干擾時容易被搶占信號，阻斷通信系統(tǒng)的信號傳輸。會經(jīng)常導(dǎo)致信號系統(tǒng)采取，各種應(yīng)急措施。曾經(jīng)就因為有乘客攜帶移動的，wifi網(wǎng)絡(luò)信號發(fā)射設(shè)備干擾到了列車的信號傳遞，導(dǎo)致多趟列車在正常運行中突然停車。這件事在當(dāng)時引起的社會的廣泛關(guān)注，也正是因為此次事故，相關(guān)的研究人員，開始著力于研究不容易擾的信號來運用到城市軌道交通信號系統(tǒng)中。
2、信號的不穩(wěn)定性。開放的2.4GHz頻段的無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)雖然優(yōu)點是易于設(shè)置，減少了建設(shè)初期的經(jīng)濟(jì)成本。但在區(qū)域覆蓋邊緣，該頻段的網(wǎng)絡(luò)信號會產(chǎn)生不穩(wěn)定的狀態(tài)。這種狀態(tài)也很可能導(dǎo)致列車車載信號的發(fā)射接收裝置與地面信號設(shè)備不能及時的進(jìn)行溝通。
二、LET技術(shù)的特點
LTE移動通訊技術(shù)的目的在于，成立建設(shè)一個支持多媒體增強(qiáng)性的廣播組業(yè)務(wù)，建立低延遲，具有超高傳輸效率且可演進(jìn)的無線接入框架。
1、抗干擾。通常信號的干擾來自于系統(tǒng)內(nèi)相同頻率的干擾，這時候需要考慮到同向前后，同頻率鄰區(qū)間的信號對使用的主信號干擾情況。而LTE技術(shù)是由于頻段資源有限及又容量需要高帶寬的原因，這就可以很好地解決這種被同頻段信號干擾的情況。
2、靈活性。除了可以支持多種廠家設(shè)備的混合組網(wǎng)以外，還可以支持多種時鐘同步協(xié)議。這種靈活性能夠更全面的支持于不同環(huán)境，不同設(shè)備的匹配，使得LTE技術(shù)能夠有更廣泛的應(yīng)用空間。
3、可維護(hù)性。采用漏纜作為傳輸介質(zhì)，所采用的軌道旁的設(shè)備數(shù)量減少。同時LTE采用網(wǎng)絡(luò)扁平化構(gòu)架，無線網(wǎng)部分只有少部分的元件設(shè)備組成，整體元件數(shù)量變少方便后期對整體設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。
4、高速移動性。LTE技術(shù)基于3Gpp技術(shù)進(jìn)行提升發(fā)展。解決了在高速移動的環(huán)境下，能夠使得網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速的連接。同時LTE技術(shù)采用了多普勒頻偏糾正技術(shù)，用以支持其較快的移動性。
三、系統(tǒng)解決方案
為了能夠更好地配合該技術(shù)與軌道交通的現(xiàn)實需求，需要注意LTE技術(shù)在軌道交通多業(yè)務(wù)平臺的融合性，軌道交通重要的安全運營性，以及為了滿足不同城市，不同地區(qū)，不同環(huán)境的軌道交通，進(jìn)行定制化的服務(wù)。在該技術(shù)使用的需要繼續(xù)跟進(jìn)改善以下幾點：
1、時鐘同步。由于目前國內(nèi)使用的是GPS時鐘同步。但局限于軌道交通的特殊性，在地下較深的站點，不一定能夠有GPS信號。而且GPS信號范圍大約在100米左右，超過100米后，信號開始衰弱變得不可使用，這就給，LTE技術(shù)在軌道交通方面的使用帶來了相當(dāng)大的困難。
2、信息安全。LTE技術(shù)目前在國內(nèi)屬于新型的信號交互技術(shù)。這就導(dǎo)致了在網(wǎng)絡(luò)的使用過程中信息安全的維護(hù)有一定的困難。
3、信號覆蓋。由于我國的軌道交通技術(shù)正在不斷發(fā)展。城市軌道交通建設(shè)正在由線路向線網(wǎng)進(jìn)行升級。多條線路的交匯使得信號的覆蓋需要普及到更復(fù)雜的場景中，這對LTE信號的頻段，容量等一些方面的建設(shè)需要更高的要求。
結(jié)語：綜上所述，LTE技術(shù)以其超高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，超低的網(wǎng)絡(luò)延遲，高質(zhì)量的實時通信保證以及，其他相關(guān)的抗干擾性靈活性，方便維護(hù)，高移動性能等特點可以得出。LTE技術(shù)更適用于，城市軌道交通信號的傳輸以及系統(tǒng)的組件。本文僅以目前國內(nèi)的，該技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展水平進(jìn)行簡要的分析，希望對本技術(shù)的推廣做出簡單的普及和簡要的分析。
參 考 文 獻(xiàn)
關(guān)鍵詞 城市交通；軌道交通；通信工程；列車控制；無線通信
中圖分類號TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）93-0214-02
目前，在國內(nèi)城市軌道交通領(lǐng)域內(nèi)基于無線網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)已經(jīng)得到應(yīng)用，但由于無線通信網(wǎng)絡(luò)不是特別穩(wěn)定，所以這種新型的科技并沒有得到廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，只有不斷的改善這種新型的科技技術(shù)，才能保證無線網(wǎng)絡(luò)能夠在列車控制系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用，不斷完善控制系統(tǒng)，才能更好的促進(jìn)城市交通的不斷發(fā)展，確保人民的出行安全。
1 傳統(tǒng)的列車控制系統(tǒng)中車地?zé)o線通信技術(shù)
雖然說隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在國內(nèi)的列車控制系統(tǒng)中已經(jīng)出現(xiàn)了新型科技的車地?zé)o線通信的技術(shù)，但是傳統(tǒng)的車地?zé)o線通信技術(shù)依然得到廣泛的應(yīng)用。至今為止，列車控制系統(tǒng)中車地的無線通信依然是一個相對比較薄弱的技術(shù)環(huán)節(jié)，只有不斷的改進(jìn)這種技術(shù)方案，才能有效的促進(jìn)車地?zé)o線通信的快速發(fā)展，確保人們的出行安全。
2 列車控制系統(tǒng)中傳統(tǒng)的車地?zé)o線通信中存在的缺陷
迄今為止，列車控制系統(tǒng)中的車地?zé)o線通信依然是城市軌道交通中相對比較薄弱的環(huán)節(jié)，現(xiàn)代化的城市居民中已經(jīng)有很多人開始對傳統(tǒng)的車地?zé)o線通信的安全性、可靠性產(chǎn)生了懷疑。目前來看，傳統(tǒng)的車地?zé)o線通信系統(tǒng)存在的缺陷主要有以下幾個方面：
1）列車在大部分時間內(nèi)都是處于運行狀態(tài)的，但是傳統(tǒng)的車地?zé)o線通信不能很好的配合列車的運行，無線通信和列車在大部分時間內(nèi)都不會有很好的契合度；
2）標(biāo)準(zhǔn)的無線通信中適用的傳輸帶寬相對比較寬，但是在列車的運行過程中，信號很容易就會受到各種因素的干擾，比如：無線信號在傳播過程別容易衰落、多普勒效應(yīng)以及隧道通信本身的傳播特性等等；
3）民用無線通信系統(tǒng)的可靠性與工業(yè)的應(yīng)用差距相對比較大。
3列車控制系統(tǒng)中的CBTC
在城市軌道交通的列車控制系統(tǒng)中，CBTC是一種基于通信的列車的控制系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中采用了先進(jìn)的通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及控制技術(shù)等各種先進(jìn)技術(shù)。CBTC相對于固定的閉塞來說它具有移動的特性，所以又把它叫做移動閉塞。這種通信系統(tǒng)是迄今為止使用效率比較高的車地通信方式，這種通信方式可以根據(jù)列車的狀態(tài)確定列車之間的間隔距離，同時這種通信方式所需要的設(shè)備裝置可以在一定程度上減少維修的投資，也可以及時地運行相關(guān)的信息，在很大程度上提高了列車控制系統(tǒng)的管理能力以及故障的診斷能力，所以這種移動的閉塞系統(tǒng)更能夠滿足人們對鐵路交通的需求。
3.1 CBTC系統(tǒng)的工作原理
一個CBTC控制系統(tǒng)中包含DCC，SCC，OBE，SOC等幾個不同功能的子系統(tǒng)，每一個子系統(tǒng)負(fù)責(zé)不同的工作內(nèi)容，幾者相互配合，協(xié)調(diào)工作，共同實現(xiàn)列車控制系統(tǒng)車地?zé)o線通信的正常運行。
3.2交通無線通信控制系統(tǒng)中的CBTC系統(tǒng)本身的特點及其分類
CBTC這種控制系統(tǒng)在很大程度上突破了移動閉塞已有的缺陷，和其他控制系統(tǒng)相比，它具有更大的優(yōu)勢：
1）實現(xiàn)城市軌道與列車之間的雙向的通信，而且它能夠容納的信息量也比原來多出很多；
2）這種控制系統(tǒng)在一定程度上減少了城市軌道建設(shè)需要的通信設(shè)備，減少了購買設(shè)備所需要的投資，而且，相對來說這種控制系統(tǒng)的設(shè)備更加便于維修；
3）在緊急狀態(tài)下也可以利用這個系統(tǒng)的線路疏散人員，在一定程度上降低了人員的傷亡；
當(dāng)然，除此之外，這種控制系統(tǒng)還有其他的很多優(yōu)勢，但是它依然存在很多缺陷，這就需要業(yè)界人士的繼續(xù)努力，不斷改善車地通信的設(shè)備，不斷優(yōu)化車地?zé)o線通信的設(shè)計方案。
4 CBTC控制系統(tǒng)的主要分類
CBTC控制系統(tǒng)根據(jù)不同的信息傳輸方式，可以分為以下幾種：
1）電纜環(huán)線傳輸；
2）無線通信傳輸；
3）其他媒介傳輸?shù)取?/p>
5 CBTC控制系統(tǒng)的主要功能
CBTC這種控制系統(tǒng)能夠在城市軌道列車控制系統(tǒng)中得到長久的應(yīng)用，主要是因為它的功能相對來說比較強(qiáng)，這個系統(tǒng)的主要功能包括以下幾個方面：
1）ATS功能。這項功能在其他控制系統(tǒng)的原有功能上又增加了其他的功能，比如：雙向通信，能夠很好的配合移動閉塞的相關(guān)要求，自動顯示列車當(dāng)前的狀態(tài)等等，這就在很大程度上為乘車人員帶來了便利，為廣大群眾所接受。
2）聯(lián)鎖功能。同樣的這項功能也在原有的基礎(chǔ)性上增加了其他的功能，比如：設(shè)備和ATS實現(xiàn)良好的配合，實現(xiàn)列車運行的雙層控制，在一定程度上保證了列車的行車安全。
3）實現(xiàn)列車的檢測。這種功能可以完善列車運行故障的診斷，便于及時進(jìn)行列車的維修甚至報警；
4）實現(xiàn)高速列車的快速定位。在列車的運行過程中，精確的定位技術(shù)是非常重要的，它可以有效地實現(xiàn)對列車運行過程中的控制，保障了行車安全以及乘客的生命安全；
5）可以實現(xiàn)列車運行過程中的間隔控制，根據(jù)列車自身特點及行車線路改變長度，既可以隨著列車的移動而移動，又不需要地面上的信號，在一定程度上減少了設(shè)備的投資，而且方便快捷。
除此之外，這種控制系統(tǒng)還有其他幾方面的功能，這種控制系統(tǒng)在一定程度上完善了車地通信系統(tǒng)，為相關(guān)工作人員、乘車人員帶來很大的便利，同時，還為相關(guān)企業(yè)帶來很大的便利。
6結(jié)論
雖然說，到目前為止車地通信依然是列車整個控制系統(tǒng)中相對比較薄弱的環(huán)節(jié)，但是隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的不斷完善，車地通信將會在城市軌道交通領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。
參考文獻(xiàn)
[1]李春.城市軌道交通車地寬帶移動通信技術(shù)選擇分析[J].城市軌道交通研究，2009（6）.
關(guān)鍵詞：軌道交通；通信；信號；技術(shù)；趨勢
中圖分類號：U213文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
引言
我國經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展，城市人口數(shù)量也不斷增多。每年都有大量的農(nóng)村勞動力進(jìn)入城市與城市人一起勞動生活，這給城市的公共交通造成了巨大的壓力。目前的城市道路建設(shè)已經(jīng)與日益增長的交通需求不相適應(yīng)，需要采取一定的措施進(jìn)行改善。經(jīng)過探索，目前已經(jīng)有多個城市開始增加軌道交通建設(shè)，并把高速公路、等級公路與城市進(jìn)行接軌，形成多種布局的城市交通格局，為人們的出行提供了極大的便利。隨著現(xiàn)代交通技術(shù)的發(fā)展，城市地鐵與輕軌受到了城市管理者更多的青睞，一方面是由于能源利用少，緩解交通作用明顯，另外就是速度快，占用地面面積非常少，使城市資源得到合理配置，促進(jìn)社會與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶動周邊沿線的消費水平。目前高鐵的應(yīng)用已經(jīng)充分表明了城軌交通可以為現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來強(qiáng)大生命力。[1]
城市需要軌道交通技術(shù)的進(jìn)步，而軌道交通技術(shù)則需要完善的通信信號系統(tǒng)支持。交通通信信號對于軌道交通來說十分重要，軌道交通通信信號能夠有效指導(dǎo)軌道上的運行秩序，避免造成安全隱患，從而極大地保護(hù)了人民的財產(chǎn)安全與生命安全。軌道交通如果想要完成安全運行與提高通過率，必須需要有軌道交通信號系統(tǒng)的應(yīng)用支持。隨著近年來電子、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，軌道交通信號技術(shù)將會面臨新的改善更新。城市軌道交通信號系統(tǒng)為安全與通過提供了強(qiáng)力保障，甚至實現(xiàn)了列車自動化運行。
軌道交通信號系統(tǒng)組成
軌道交通信號系統(tǒng)通過各種各樣的信號顯示、軌道應(yīng)用電路、道岔裝置以及其他設(shè)施共同組成的一個完整系統(tǒng)。就城市軌道交通信號系統(tǒng)而言，一般包括聯(lián)鎖裝置與列車自動控制系統(tǒng)。列車自動控制系統(tǒng)包括自動監(jiān)控系統(tǒng)、自動防護(hù)系統(tǒng)以及自動運行系統(tǒng)，這三個子系統(tǒng)的相互配合促進(jìn)了軌道交通的安全穩(wěn)定運行，極大地保護(hù)了使用安全。列車的自動控制系統(tǒng)需要接收來自地面的信息，來對列車的運行狀態(tài)進(jìn)行自行控制。通過對軌道運行速度的監(jiān)測，根據(jù)不同的參照速度做出相關(guān)的反應(yīng)。這種自動控制作用將會使列車速度自動下降，確保安全。同時這種控制手段有易于實現(xiàn)列車運行的智能化，減少人為原因造成了失誤與其他問題。相對于傳統(tǒng)的軌道信號系統(tǒng)而言，目前的軌道交通信號技術(shù)較為先進(jìn)，傳統(tǒng)的軌道信號系統(tǒng)主要還是靠駕駛員對列車的速度進(jìn)行控制與調(diào)整，現(xiàn)代軌道交通已經(jīng)不再依賴人為工作因素。軌道交通智能化系統(tǒng)將會把列車主要信號傳給列車指揮中心，數(shù)據(jù)包括速度、距離等。通過智能化的運行系統(tǒng)，列車可以在站點自動停止、啟動并進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整。[2]
3.軌道交通信號技術(shù)
我國軌道交通的不斷發(fā)展，將會促進(jìn)信號系統(tǒng)技術(shù)的不斷進(jìn)步。目前我國多是以進(jìn)口國外先進(jìn)的信號系統(tǒng)與軌道交通通信進(jìn)行結(jié)合，國內(nèi)目前只能提供信號系統(tǒng)配套設(shè)備與技術(shù)服務(wù)。針對目前無法實現(xiàn)的ATP子系統(tǒng)，需要不斷加快研制的進(jìn)度，結(jié)合我國的軌道交通實際國情與輕軌需要，借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)備運營經(jīng)驗，消化吸收國外先進(jìn)的信號系統(tǒng)設(shè)備與技術(shù)。
在輕軌交通信號系統(tǒng)中，微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的一種技術(shù)。而冗余技術(shù)則是為了實現(xiàn)計算機(jī)可靠性的一種常用技術(shù)，可以有效提高信號系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。當(dāng)信號系統(tǒng)發(fā)生故障時，冗余配置部分將會承擔(dān)不良部件進(jìn)行操作，減少了因故障造成的停機(jī)時間，確保系統(tǒng)繼續(xù)穩(wěn)定運行。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，硬件冗余技術(shù)從雙機(jī)冷備、雙機(jī)準(zhǔn)熱備，再到雙機(jī)熱備技術(shù)。[3]
軌道交通信號系統(tǒng)均有列車自動控制系統(tǒng)，同時可供選擇的系統(tǒng)方案有三種，一是固定閉塞方式的點式系統(tǒng)、準(zhǔn)移動式系統(tǒng)與基于通信的移動閉塞系統(tǒng)。固定閉塞點式系統(tǒng)相對應(yīng)的是連續(xù)式系統(tǒng)，這主要是基于通信方式的不同進(jìn)行劃分的，點式系統(tǒng)實現(xiàn)車與地面進(jìn)行信息傳輸，連續(xù)式的固定系統(tǒng)已經(jīng)不再滿足現(xiàn)代軌道交通業(yè)的發(fā)展。準(zhǔn)移動閉塞式的系統(tǒng)多采用數(shù)字式音頻無絕緣軌道形式來進(jìn)行列車占道檢測與信息傳輸，具有較強(qiáng)的抗干擾能力與大量的信息傳輸能力，通過一定的信息發(fā)射設(shè)備可以向車載設(shè)備中提供諸如速度、目標(biāo)距離等參數(shù)，ATP車載設(shè)備結(jié)合本身的車輛性能，可以計算出適合列車運行的最佳參數(shù)，從而傳送給列車的控制系統(tǒng)，維持安全穩(wěn)定的運行曲線，提高線路的利用率?；谕ㄐ诺囊苿酉到y(tǒng)即為CBTC系統(tǒng)，主要是采用交叉感應(yīng)電纜、漏纜或擴(kuò)頻電臺等方式來完成車與地面的信息傳輸，通過測速傳感器來對列車進(jìn)行準(zhǔn)確定位，保持地面設(shè)備可以得到每一節(jié)列車的運行參數(shù)，將動態(tài)更新的信息發(fā)回到列車，收到信號后，自動計算出速度曲線。[4]
為了降低列車駕駛員的疲勞強(qiáng)度，在列車的信號系統(tǒng)上增加ATO系統(tǒng)是現(xiàn)代軌道交通的一項重要進(jìn)步。上文中提到的準(zhǔn)移動式系統(tǒng)可以實現(xiàn)這一功能。
軌道交通信號系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全
由于現(xiàn)代IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的開放程度不斷加深，系統(tǒng)間的接口與數(shù)據(jù)共享將會進(jìn)一步擴(kuò)大，數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)的安全性需要進(jìn)一步考慮。所以需要按照專網(wǎng)對軌道交通進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，各個網(wǎng)絡(luò)間通過防火墻進(jìn)行隔離，設(shè)置嚴(yán)格的安全策略。所有線路網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)的連接均需要配置在中性區(qū)，對數(shù)據(jù)交互進(jìn)行監(jiān)控。隨著現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其需要對安全性進(jìn)行關(guān)注，避免信息傳輸過程中出現(xiàn)干擾與其他異常。在軌道交通中，WLAN將會作為信號系統(tǒng)進(jìn)行車與地面間通信、監(jiān)控甚至外部信號的重要途徑?；诰W(wǎng)絡(luò)頻段的開放性與加密協(xié)議的脆弱性方面的特點，同樣需要做好安全防范工作。建立配置服務(wù)區(qū)標(biāo)識符，關(guān)閉對外廣播，控制終端與AP設(shè)備配置修改權(quán)限等。[5]
5.軌道交通通信信號系統(tǒng)演進(jìn)趨勢
隨著現(xiàn)代計算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，軌道交通信號系統(tǒng)將實現(xiàn)IP化。IP服務(wù)的提升需要多信息傳輸技術(shù)的發(fā)展與共享平臺的成熟，另外虛擬專用局域網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的技術(shù)也將會成為重要保障。這些技術(shù)的不斷發(fā)展將會促進(jìn)軌道交通信號系統(tǒng)IP化的基礎(chǔ)。軌道交通信號IP化將會促進(jìn)軌道交通的管理更加快捷準(zhǔn)確，極大地促進(jìn)了管理效率的提高，確保交通安全，降低管理成本。另外通信與信號系統(tǒng)將會向著一體化方向發(fā)展。城市軌道交通信號與通信系統(tǒng)目前是獨立運行的，單獨運行將會對軌道交通的未來發(fā)展設(shè)置障礙。[6]自動控制系統(tǒng)需要經(jīng)過多次數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，才能真正實現(xiàn)信息的交換與共享，實現(xiàn)全面安全防護(hù)。得益于通信技術(shù)與信號技術(shù)的迅速發(fā)展，通信技術(shù)與信號技術(shù)的整合與統(tǒng)一將會進(jìn)一步融合。ATC系統(tǒng)已經(jīng)可以實現(xiàn)道路安全防護(hù)與列車本身的防護(hù)功能，不過它的通信技術(shù)仍然需要先進(jìn)的技術(shù)支撐，未來的通信信號系統(tǒng)將會實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施共享功能，包括線路共享、傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的共享等。隨著IP化的不斷發(fā)展，系統(tǒng)之間的接口與聯(lián)系將會更加密切，將不會再出現(xiàn)獨立的通信系統(tǒng)與信號系統(tǒng)。[7]
隨著通信網(wǎng)絡(luò)寬帶技術(shù)的不斷普及應(yīng)用，傳統(tǒng)的RS232接口、64位低速數(shù)據(jù)端口在現(xiàn)代軌道交通中的應(yīng)用將會越來越少，基于現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，乘客信息顯示系統(tǒng)與CCTV技術(shù)將會在軌道交通中得到廣泛應(yīng)用。語音、廣播等系統(tǒng)也將會向著寬帶網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行過渡。
6.結(jié)語
隨著全球軌道交通技術(shù)的不斷發(fā)展，通信信號系統(tǒng)的集成度將會越來越高，在實現(xiàn)更快捷功能與服務(wù)的同時，來的風(fēng)險也就越來越大。隨著IP與無線技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)更加成熟，國內(nèi)軌道交通的各個系統(tǒng)建設(shè)將會不斷完善，運營成本壓力將會不斷增大。隨著現(xiàn)代信號系統(tǒng)與通信技術(shù)的發(fā)展，在運營過程中的問題將會得到完善解決，促進(jìn)著我國軌道交通行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：城市軌道交通；信號系統(tǒng)；CBTC
Abstract: Urban Transit system is an extensive use of public transport, and its security is directly related to the personal safety of commuters. The signaling system is to ensure the safety of the train, comfortable, run by high-density technology and equipment, its reliability and security continue to improve and perfect, so as to effectively guarantee the safe operation of the rail transportation. In this paper, the design of Urban Transit signal system and CBTC is analyzed。
Keywords: Urban Transit; signal system; CBTC
中圖分類號：U239.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
1軌道交通系統(tǒng)信號系統(tǒng)
城市軌道交通信號系統(tǒng)是保證列車安全運行，實現(xiàn)行車指揮和列車現(xiàn)代化運行，提高高效運輸?shù)年P(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)備。城市軌道交通信號系統(tǒng)一般由列車自動控制系統(tǒng)（Automatic Train Control，ATC）組成。ATC系統(tǒng)由列車自動監(jiān)控系統(tǒng)（Automatic Train Supervision，ATS）、列車自動防護(hù)子系統(tǒng)（Automatic Train Protection，ATP）和列車自動運行系統(tǒng)（Automatic Train Operation， ATO）三個子系統(tǒng)組成。
由列車自動防護(hù)系統(tǒng)來完全保證行車安全。列車自動運行系統(tǒng)可以完成列車站間自動運行、定位停車、接收控制中心運行指令從而實現(xiàn)列車運行速度的自動調(diào)整，使整套信號系統(tǒng)能夠滿足列車高速和高密度運行的需求。
2 CBTC信號系統(tǒng)
基于通信的列車自動控制系統(tǒng)CBTC（communication based train control system）是一種連續(xù)的列車自動控制系統(tǒng)，采用高精度的列車定位，獨立于軌道電路，連續(xù)、大容量、雙向車-地數(shù)據(jù)通信，車載及軌旁處理器能夠?qū)嵤┌踩δ艿男盘柨刂葡到y(tǒng)。ATS子系統(tǒng)包括中央至車站的數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)，通常分布在運營控制中心OCC (operation control center)及車站。ATP/ATO子系統(tǒng)包括車-地傳輸子系統(tǒng)，ATP子系統(tǒng)設(shè)備由聯(lián)鎖和列控設(shè)備組成。ATP/ATO子系統(tǒng)設(shè)備分布在車站、軌旁及列車上。
2.1 CBTC系統(tǒng)的列控原理
基于系統(tǒng)確定的列車移動授權(quán)、列車運行的速度、列車運行的線路等數(shù)據(jù)，CBTC系統(tǒng)實現(xiàn)對列車的控制。CBTC系統(tǒng)對列車的控制是由地面設(shè)備和車載設(shè)備共同完成，其基本原理如下：
（1）地面設(shè)備（軌旁設(shè)備）周期性地接收本控制范圍內(nèi)所有列車傳來的列車識別號、列車位置、列車運行方向和速度信息，通過計算確定各列車的移動授權(quán)，并向本控制范圍內(nèi)的每列列車周期性地發(fā)送移動授權(quán)(安全防護(hù)點)的信息。由前行列車的位置及運行速度來確定移動授權(quán)，隨著前行列車的移動，移動授權(quán)將逐漸前移。
（2）車載設(shè)備接收到由地面設(shè)備發(fā)送的列車移動授權(quán)信息以及列車運行的最大限制速度命令、線路技術(shù)參數(shù)、緊急制動的建立和反應(yīng)時間等數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算出列車的緊急制動觸發(fā)曲線和緊急制動曲線，從而控制列車在緊急制動曲線下運行，以確保列車的運行安全。
2.2 CBTC系統(tǒng)的閉塞原理
在CBTC系統(tǒng)中，基于對最大運行速度、制動曲線和線路上相鄰列車的動態(tài)位置計算出列車間的安全間隔距離。因為列車頻繁的向地面設(shè)備發(fā)送其位置，地面設(shè)備頻繁的向列車傳送更新的移動授權(quán)信息，系統(tǒng)對列車的定位分辨率可以達(dá)到10m以下的精度。隨著前行列車的移動，后續(xù)列車運行的移動授權(quán)的范圍總是實時變化。基于相關(guān)區(qū)段的最大允許速度、在安全制動距離范同內(nèi)安全地靠近前一列車尾部最后一次確定的位置，車載設(shè)備制定列車的運行曲線，從而盡可能縮短追蹤列車的運行間隔。將隨前行列車的運行位置和運行狀態(tài)而變化追蹤運行列車間的安全間隔距離的閉塞方式稱為移動閉塞。
信號系統(tǒng)通過在車載和地面設(shè)備之間連續(xù)和高速的數(shù)據(jù)通訊來實現(xiàn)移動閉塞。在CBTC系統(tǒng)中，隨前行列車的移動，列車從地面設(shè)備獲得的移動授權(quán)的目標(biāo)點總是變化，其后續(xù)列車運行的安全保護(hù)停車點總是在前行列車占用的閉塞分區(qū)軌道電路入口的前方。從而移動閉塞信號系統(tǒng)可大大縮短運行間隔，提高列車的運輸效率。
2.4 CBTC系統(tǒng)的分類
隨著數(shù)據(jù)通信技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，以及城市軌道交通對信號系統(tǒng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化的要求，通用數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)快速應(yīng)用于CBTC系統(tǒng)中，CBTC系統(tǒng)的車-地信息主要有交叉感應(yīng)電纜環(huán)線、漏泄電纜、漏泄波導(dǎo)管和無線電臺等傳輸媒介。
采用交叉感應(yīng)電纜環(huán)線作為車-地數(shù)據(jù)通信媒介，車-地間直接通過電磁感應(yīng)方式交換信息。采用漏泄電纜、漏泄波導(dǎo)管、無線電臺作為傳輸媒介的車地數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，一般采用通用的無線擴(kuò)頻通信技術(shù)，因此CBTC系統(tǒng)按車-地數(shù)據(jù)通信媒介可分為：
（1）基于交叉感應(yīng)電纜環(huán)線的CBTC系統(tǒng)，即CBTC-IL(inductive loop)；
（2）基于無線擴(kuò)頻通信技術(shù)的CBTC系統(tǒng)，即CBTC-RF(radio frequency)。
基于交叉感應(yīng)電纜環(huán)線傳輸車-地信息的CBTC-IL系統(tǒng)有傳輸特性好，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點?；诮徊娓袘?yīng)電纜環(huán)線傳輸方式的缺點：需要在道床上安裝感應(yīng)電纜環(huán)線，受土建安裝條件限制；數(shù)據(jù)傳輸速率比較低；數(shù)據(jù)傳輸需采用專用通信協(xié)議。
基于漏泄電纜、漏泄波導(dǎo)管、無線電臺傳輸車地信息的CBTC-RF系統(tǒng)，其車-地間的無線擴(kuò)頻傳輸采用通用的IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)，無線擴(kuò)頻傳輸是將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為無線信號，當(dāng)接收方接收到無線信號后將其還原為數(shù)據(jù)信號，數(shù)據(jù)信號和無線信號間的轉(zhuǎn)換由無線網(wǎng)卡來實現(xiàn)。
3 CBTC應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題
CBTC系統(tǒng)中采用當(dāng)前先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)。與基于軌道電路的傳統(tǒng)信號系統(tǒng)相比，CBTC信號系統(tǒng)有自動化程度高、軌旁設(shè)備少、運營能力大、高安全性和高可靠性等特點。其優(yōu)點還有不與牽引供電爭軌道，有利于牽引供電設(shè)備的合理布置；不需要在軌道上安裝設(shè)備，易于形成疏散通道。正是由于CBTC系統(tǒng)的諸多優(yōu)勢，其開發(fā)和應(yīng)用正在朝著互聯(lián)互通和兼容性的方向發(fā)展，代表著城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展方向。目前國內(nèi)城市軌道交通信號系統(tǒng)選型采用CBTC信號系統(tǒng)作為主流制式，在軌道交通建設(shè)和改造過程中得到了廣泛應(yīng)用。
目前國外廠商都在結(jié)合工程實踐不斷完善CBTC系統(tǒng)，開通投入商業(yè)運營的線路并不多。開通和運營過程中主要存在以下技術(shù)問題，需要在今后的研制和工程實施中加以解決。
（1）由于CBTC系統(tǒng)中的列車定位和移動授權(quán)依賴于無線信息傳輸。如果某列車或地面某點發(fā)生無線通信中斷或故障，就會失去對列車的定位，將對運營造成較大的影響，而且故障處理將比原來的軌道電路系統(tǒng)復(fù)雜。因此一旦發(fā)生通信故障時，如何保障行車安全和減小對運營的影響是一個技術(shù)瓶頸。為此絕大多數(shù)采用CBTC系統(tǒng)的工程都配置了后備信號系統(tǒng)，以解決上述問題。
（2）目前CBTC系統(tǒng)采用的IEEE 802.11系列的WLAN標(biāo)準(zhǔn)使用的是一個開放的無線頻段。該頻段不限制其他用戶使用，因此用戶較多時容易造成相互干擾。特別是在高架開放區(qū)段，抗外部干擾問題也是一個技術(shù)難題。
（3）從地面的一個AP切換到另一個AP時，列車信息傳輸會有中斷，導(dǎo)致了一定程度的丟包現(xiàn)象，如何提高信息傳輸?shù)目煽啃砸灿写^續(xù)研究。
3 結(jié)束語
隨著我國城鎮(zhèn)化過程的不斷深入，城市交通擁堵和環(huán)境問題與城市現(xiàn)代化發(fā)展的矛盾日益尖銳。城市軌道交通作為一種大容量、環(huán)保的交通方式，逐步成為解決此類問題的關(guān)鍵。CBTC系統(tǒng)為保障城市軌道交通運營的安全和高效至關(guān)重要。隨著各大城市軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，CBTC系統(tǒng)將得到更大的完善和更廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】城市軌道交通;聯(lián)鎖系統(tǒng);MicrolokⅡ;信號
前言
國內(nèi)城市軌道交通正處于跨越式發(fā)展的階段中，在軌道交通成為廣大市民出行最便利的方式之一的同時，作為其核心的信號系統(tǒng)設(shè)備也逐漸呈現(xiàn)在人們眼前。軌道交通信號系統(tǒng)國內(nèi)外產(chǎn)品種類繁多，其中MicrolokⅡ聯(lián)鎖控制系統(tǒng)是多用途的鐵路和軌旁聯(lián)鎖設(shè)備的控制和監(jiān)視系統(tǒng)。MicrolokⅡ聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的設(shè)計可以為軌道交通提供廣泛的應(yīng)用。
一、MicrolokⅡ系統(tǒng)的原理
（一）系統(tǒng)原理
MicrolokⅡ聯(lián)鎖控制器是一個提供故障安全二進(jìn)制輸入輸出管理的安全邏輯處理器。每個MicrolokⅡ聯(lián)鎖控制器對應(yīng)每個網(wǎng)絡(luò)都僅有唯一的IP地址，通過軌旁網(wǎng)絡(luò)與區(qū)域控制器保持安全通信。
MicrolokⅡ通過由簡單到復(fù)雜的不同硬件配置來實現(xiàn)聯(lián)鎖功能。MicrolokⅡ的模塊化設(shè)計可以使用戶根據(jù)實際需要來配置系統(tǒng)，從而實現(xiàn)所需控制方式和接口需求。MicrolokⅡ的操作結(jié)構(gòu)主要是用應(yīng)用邏輯軟件來實現(xiàn)的，該軟件是用MicrolokⅡ編程工具配置實現(xiàn)的。
（二）MicrolokⅡ的應(yīng)用和使用
MicrolokⅡ的應(yīng)用和使用包括：軌旁信號直接控制、道岔位置監(jiān)視、控制轉(zhuǎn)轍機(jī)、通過鋼軌通信、監(jiān)視軌道電路的占用狀態(tài)、機(jī)車信號傳送/傳輸編碼。其擴(kuò)展應(yīng)用和使用又包括：（作為）通信線路接口、非安全控制邏輯、軌旁信號和轉(zhuǎn)轍機(jī)本地控制、非安全/與遠(yuǎn)端控制室代碼線信息傳輸、與其他兼容系統(tǒng)不間斷通信。
二、MicrolokⅡ系統(tǒng)的基本硬件和軟件元素
（一）MicrolokⅡ系統(tǒng)的基本硬件
MicrolokⅡ系統(tǒng)的基本硬件包括：機(jī)籠、安全斷路繼電器（VCOR）、電源監(jiān)控、電路絕緣/保護(hù)。
系統(tǒng)的構(gòu)成有用于現(xiàn)地控制盤的非安全控制和指示的非安全I(xiàn)/O通道、用于與其他遠(yuǎn)端系統(tǒng)通信的安全串行I/O數(shù)據(jù)通道、用于非安全代碼通信的非安全串行I/O通道、用于應(yīng)用邏輯和執(zhí)行軟件下載和升級的串行I/O通道、用于指示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和診斷的用戶控制顯示單元、軌道電路傳輸?shù)能囕d信號的生成和編碼、現(xiàn)地控制盤。
安全斷路繼電器（VCOR）用于CPU控制提供電池電源給安全輸出電路。作為商業(yè)電源監(jiān)視器，一個電源切斷繼電器提供非安全的商業(yè)電源故障指示。
電碼化軌道電路和機(jī)車信號接口具有下列特色：用于電碼化軌道電路信號接收和向鋼軌輸出軌道代碼的接口盤、用于不同載頻時車載信號輸出的接口盤、用于使編碼軌道探測反應(yīng)時間最小化的快速分路模塊。
電路絕緣/保護(hù)具有下列安全特性：用于雙斷安全輸出電路絕緣的絕緣模塊、用于非安全串行通信線的浪涌抑制/絕緣單元、用于保護(hù)與遠(yuǎn)端設(shè)備室安全串行連接的串行通信適配器盤。
（二）MicrolokⅡ系統(tǒng)的軟件元素
MicrolokⅡ系統(tǒng)的軟件元素：MicrolokⅡ通過使用軟件發(fā)揮硬件的作用，它基于布爾函數(shù)的邏輯對處理系統(tǒng)輸入變量和輸出函數(shù)的軟件進(jìn)行開發(fā)和維護(hù)。在建立MicrolokⅡ應(yīng)用源文件時必須遵守一些規(guī)則和協(xié)議。MicrolokⅡ程序是不拘格式的，并且不易受損。MicrolokⅡ支持兩種數(shù)據(jù)類型：布爾比特位和數(shù)字變量。離開了對布爾邏輯的準(zhǔn)確理解就不能對MicrolokⅡ支持軟件進(jìn)行升級和維護(hù)。
三、MicrolokⅡ聯(lián)鎖系統(tǒng)的現(xiàn)場應(yīng)用
（一）MicrolokⅡ聯(lián)鎖系統(tǒng)的工作方式
MicrolokⅡ聯(lián)鎖控制系統(tǒng)在軌道交通系統(tǒng)中用作安全聯(lián)鎖控制器和軌道電路的通信中介，執(zhí)行聯(lián)鎖邏輯功能，驅(qū)動安全輸入輸出設(shè)備。MicrolokⅡ聯(lián)鎖控制系統(tǒng)一般在設(shè)備集中車站安裝為聯(lián)鎖Microlok和軌道Microlok兩個獨立而相互聯(lián)系的機(jī)柜，均采用雙機(jī)熱備的工作方式。
（二）聯(lián)鎖Microlok
聯(lián)鎖Microlok通過操控相關(guān)繼電器負(fù)責(zé)車站聯(lián)鎖區(qū)域道岔和信號機(jī)的控制，并將運算數(shù)據(jù)和軌道電路數(shù)據(jù)通過非安全邏輯控制器（NVLE）與車站控制工作站及控制中心數(shù)據(jù)進(jìn)行實時通信交互。任何必須的安全輸出都通過與Microlok并口相連的安全型繼電器實現(xiàn)。
（三）軌道Microlok
軌道Microlok是聯(lián)鎖Microlok的從單元，實現(xiàn)串行通信，完成速度數(shù)據(jù)邏輯控制，與軌道電路進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送給聯(lián)鎖Microlok。軌道電路將信息送到系統(tǒng)進(jìn)行管理，以便控制中心進(jìn)行安全處理和通信。
圖1
（四）MicrolokⅡ系統(tǒng)的故障診斷和維護(hù)
MicrolokⅡ聯(lián)鎖控制系統(tǒng)是一個具有軟件多樣性和自診斷功能的安全系統(tǒng)。每個MicrolokⅡ聯(lián)鎖控制器包括主備兩個單元。當(dāng)在線單元故障時系統(tǒng)自動切換到備用單元并向車站控制工作站和控制中心發(fā)出報警信息，當(dāng)備用單元故障時在線單元在正常工作的同時向車站控制工作站和控制中心發(fā)出報警信息。MicrolokⅡ聯(lián)鎖控制器板卡上提供用于檢測和設(shè)置的串口，可用于連接帶有相應(yīng)串口的筆記本電腦，通過電腦上安裝的診斷程序?qū)β?lián)鎖控制器進(jìn)行相應(yīng)的歷史記錄下載、系統(tǒng)時鐘修正、應(yīng)用程序更新等操作。
四、MicrolokⅡ聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展
城市軌道交通信號聯(lián)鎖系統(tǒng)快速發(fā)展，MicrolokⅡ聯(lián)鎖控制系統(tǒng)經(jīng)歷了長期的應(yīng)用實踐，在半移動閉塞、移動閉塞控制廣泛應(yīng)用的環(huán)境下為確保列車運行安全提供必需的聯(lián)鎖功能。經(jīng)過多年的積累和升級發(fā)展，MicrolokⅡ接口已經(jīng)可以包括本站及其聯(lián)鎖區(qū)內(nèi)其它車站的信號機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)、計軸主機(jī)、緊急停車按鈕、自動折返按鈕、站臺屏蔽門和防淹門等。
MicrolokⅡ作為較為成熟的聯(lián)鎖控制系統(tǒng)在今后軌道交通中可以繼續(xù)實現(xiàn)它的功能和價值。信號聯(lián)鎖系統(tǒng)伴隨著軌道交通科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)和通信技術(shù)的深度融合，成為了當(dāng)今世界軌道交通系統(tǒng)的主流形勢，對加強(qiáng)系統(tǒng)集成起到巨大推動作用，進(jìn)一步推動信號聯(lián)鎖系統(tǒng)向安全系統(tǒng)化、移動智能化的大力發(fā)展，為適應(yīng)城市軌道交通信號聯(lián)鎖系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展，提供了有力的科學(xué)技術(shù)條件，為實現(xiàn)信號聯(lián)鎖系統(tǒng)的創(chuàng)新打下了堅實基礎(chǔ)。
五、結(jié)語
隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市軌道交通得到了極大的發(fā)展。在發(fā)展的大環(huán)境中信號聯(lián)鎖系統(tǒng)也隨著前進(jìn)的步伐正在逐步的升級完善，以降低和減少故障的發(fā)生，保證行車安全和人身安全。城市軌道交通信號聯(lián)鎖系統(tǒng)的技術(shù)日趨成熟，可以滿足人們對軌道交通安全、準(zhǔn)點、高效、節(jié)能等不斷增長的需求，從而支撐和引領(lǐng)軌道交通信號系統(tǒng)向更加安全化和智能化的方向發(fā)展。
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