关于城市轨道交通的论文

城市轨道交通是城市公共交通的骨干，具有节能、节地、大运量、全天候、无污染(或少污染)、安全等特点，是一种绿色交通系统，特别适合大中城市。让我们讨论一下关于城市轨道交通的论文。

一、TD-LTE的主要技术优势

目前，我国已建成的轨道交通信号系统的车地通信和PIS车地通信采用802.11标准的无线局域网传输技术。窄带无线数字集群技术广泛应用于专用无线调度，TETRA就是典型代表。与WLAN+TETRA网络相比，TD-LTE技术具有诸多优势，更适合轨道交通多业务宽带无线通信承载。

1.1抗干扰能力强。

从工作频段来看，国内主流WLAN使用的是2.4GMHz和80MHz的带宽，每个通道的带宽都是22MHz，只有三个信号完全不重叠。这意味着AP在隧道区间的有效覆盖距离只有200m左右，因此采用WLAN+TETRA技术实现地铁CBTC、专用无线调度、P is系统，显然会给安全运营带来不确定因素。与WLAN网络相比，LTE具有完善的抗干扰技术，采用正交频分复用技术，即OFDM具有完善的'编码、重传和IRC(干扰抑制合并)机制，具有毫秒级调度机制，可以根据干扰情况动态调度资源。

1.2传输速率高。

更高的传输速率可以满足高速移动和大容量网络传输的要求。802.11b采用2.4GHz频段，可支持11Mbit/s的* * *接入速率；802.11a工作在5.8GHz频段，速度高达54 Mbit/s..但是在快速运动下，系统需要大量的控制信息开销来克服运动带来的频移和衰落，不能很好地满足运动的要求。TETRA满足28.8Kbit/s的语音通信和无线数据传输要求，但面对越来越多的视频信息传输需求，窄带无线集群技术已经不能胜任。LTE可在20MHz频谱带宽内提供100Mbit/s下行和50Mbit/s上行峰值速率，为350km/h高速移动用户提供接入服务，同时支持语音、视频和数据传输，因此可与PIS和信号车完全共享网络。

1.3网络结构简单。

LTE以分组域业务为主要目标，取消了电路交换域，接近典型的IP宽带网络结构，也就是说网络架构类似于现在的WLAN。LTE结构简单，维护方便，系统时延小。同时，无线汇聚技术方案替代了各系统中大量的区间设备，可以净化安装空间。

1.4QoS保证

WLAN双安全架构对应三个物理实体，AP没有独立身份，容易受到攻击，无法保证安全。LTE有9级QoS算法，带宽根据业务需求按需分配。在与PIS、无线列车调度等系统一起使用网络时，可以最大程度地保证CBTC的带宽需求。

1.5技术越来越成熟，商业化。

LTE网络已经在全球得到应用。中国移动率先在国内部署LTE网络提供公共服务，国内主要LTE供应商均可提供成熟可靠的产品。采用LTE技术，尤其是具有完全知识产权的TD-LTE无线宽带集群技术，将是我国城市轨道交通车地无线系统融合的最重要选择。

二，轨道交通系统的功能要求

2.1专用无线调度系统

采用专用无线调度实现轨道交通固定用户和移动用户之间的语音、数据信息、视频信息和所属网管信息的传输和交换。专用无线调度分为四部分:交通调度、维修调度、环控调度、车辆段/停车场无线调度。按照一个TD-LTE小区并发10个无线通话，包括选呼、组呼、全呼、紧急呼叫任意通话形式，每个通话的带宽需要32kbit/s，并发10个通话需要320kbit/s，同时一个小区应该有1~2个视频通话，传输带宽为3800。

2.2乘客信息系统

PIS车辆的无线通信主要是指控制中心向运营车辆发送一些视频和各种短信，属于下行业务。在列车正常运行情况下，每辆列车可接收1路高清数字视频信息。视频编码采用MPEG-2、MPEG-4或H.264格式，每个通道占用的带宽一般为4 ~ 6mbit/s..

2.3列车视频监控

列车视频监控业务主要是指运营车辆将列车内的实时视频监控图像传输到控制中心，属于上行业务。列车正常运行情况下，轨道交通内的运营人员和地铁公安局内的人员使用视频监控设备接收和观看列车内的实时视频监控图像，图像的压缩格式应为MPEG-4或H.264，一般每节车厢有2个摄像头，前后司机室分别设置1个摄像头。六列编组列车***14监控视频信息，控制中心可根据需要实时随机观看2~4幅图像。每辆列车通过无线系统将图像信息上传到车站，然后通过骨干网传输到控制中心。考虑到每个视频图像的带宽为1.5Mbit/s，视频业务需要6Mbit/s以上的带宽。

2.4信号系统车地通信

信号系统的车地通信可以保证列车和乘客的安全，是实现列车高效运行和有序指挥管理的手段。该信号系统具有安全性高、吞吐能力强、抗干扰能力好、可靠性高、自动化程度高、净空条件苛刻等特点。列车与地面的通信主要是CBTC业务，系统需要占用100Kbit/s的上下行带宽。

2.5车辆检测信息和列车FAS信息

可以提供传输内部温度、烟雾、有害气体浓度、轴温、列车实时速度等环境信息的通道，以便中心对列车进行监控；信息传输所需带宽不超过200 kbit/s，提供列车FAS火灾报警信息的传输通道，以满足中心对列车火灾信息的监控。信息传输所需的带宽不超过100 kbit/s，各业务的实时性和带宽要求。列车高速运行时，车地无线系统应保证无线网络的带宽(下行大于8Mbit/s，上行大于7Mbit/s)满足运行指挥的需要。基于目前主流LTE设备的技术状况，需要申请10MHz以上的专用频段(含保护频段)才能满足上述车地无线业务的需求。另外，LTE系统提供的宽带无线环境，在带宽允许的情况下，可以支持未来各种无线业务的扩展。如实现各种专用移动终端的无线通信业务，包括维护系统的无线维护终端和综合监控系统的无线监控终端，保证各种业务终端的灵活性，满足现场维护、监控和指挥的业务需求。

第三，TD-LTE解决方案

基于TD-LTE技术的城市轨道交通无线通信系统集成解决方案应用网络架构。整个应用系统根据位置设置分为三个子系统，即控制中心子系统、车站/车辆段及停车场子系统、车载子系统。下面简要讨论这三个子系统的组成和功能。

3.1控制中心子系统

控制中心子系统是融合解决方案专用系统的核心，主要包括LTE核心网络设备、无线调度业务服务器DSS、信号系统ATS服务器、CCTV和PIS业务应用服务器、网络管理系统(包括网管终端和打印机)和TD-LTE基站设备。TD-LTE基站设备用于实现控制中心的室内覆盖。TD-LTE核心网EPC连接CCTV中心、PIS系统、信号系统等各种业务控制平台。无线调度服务服务器DSS可以提供专业的无线集群调度服务。同时，在控制中心的调度大厅内，设置交通调度、防灾调度、维修调度台和记录设备。

3.2车站/停车场和停车子系统

TD-LTE基站设备主要安装在站内，包括BBU和RRU。基站设备可以实现站内覆盖，线路段也可以用漏泄同轴电缆覆盖，远程覆盖可以通过RRU实现。应在沿线车站值班员处设置固定无线电台，并为移动操作员提供移动电台。车辆段及停车场通信机房设置BBU，机房屋顶天线塔安装RRU设备和天线，并增加RRU覆盖封闭空间等薄弱区域。在车辆段/停车场信号楼设置行车调度台，在维修车辆段作业调度室设置作业调度台。此外，车辆段/停车场的移动操作员配备了便携式平台。

3.3车辆子系统

车载子系统布置在每辆列车前后的司机室内，为司机提供专业的无线集群调度通信。集群车载平台采用τ* * *车载天线的方式。TD-LTE车载终端(TAU)部署在列车编组的前后司机室，其车载天线安装在司机室外，尽量保持有泄漏的视距。TAU通过以太网接口与车载交换机连接，实现TAU与车载数据业务之间的信息交互。车内采用以太环网组网，车内通过车载交换机互联。车内闭路电视监控信号通过TAU和LTE传回控制中心，PIS的流媒体信息通过TAU和LTE传送到PIS车载服务器。单列编组前后，司机室各部署一套TAU，两套TAU工作在主备模式。

四。结论

城市轨道交通无线通信系统承载着语音、视频和数据等多种业务。随着网络和用户需求的增加，专网通信从窄带、独立的无线通信向综合业务的宽带无线通信网络发展已成为技术发展趋势。TD-LTE技术方案作为城市轨道交通综合无线平台是可行的，并将成为发展的主流方案。同时，为保证轨道交通无线通信的安全可靠，轨道交通建设城市需要尽快申请专用无线频段采用TD-LTE无线通信承载网，为未来业务实施和拓展创造有利条件。

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