轨道交通无线通信技术应用

随着科学技术的不断发展，我国的运输业在信息化时代飞速的发展，尤其是轨道交通，近几年，我国的高速铁路与城市轨道交通日新月异，里程数均已跻身世界第一。在高铁和城市轨道行驶速度较快，在其运行过程中，信息高效、准确双向传输就显得尤为重要，早先的传统电路信息传输方式已经不能满足目前的需求，因此CBTC系统在这种背景下应运而生。

基于通信的列车控制系统(CBTC)已成目前我国城市轨道交通信号系统的关键技术，全球的信号系统供应商均已在CBTC系统投入大量精力，持续开发和应用。

一、CBTC系统概述

（一）CBTC基本原理

基于无线通信系统的列车控制系统(CBTC)是在轨道交通列车上，通过移动无线通信、车身定位、列车控制三个部分，将高速行驶的列车高精准度的定位，实现双向、大量信息传输的技术。

（二）CBTC系统优势

CBTC系统是用通信网络来实现列车和地面设备的双向通信，用实时汇报的列车位置和计算移动授权的移动闭塞来代替固定的轨道区段闭塞实现列车运行控制。

CBTC的突出优点是可以实现列车与地面之间的双向通信，并且传输信息量大，传输速度快，很容易实现移动自动闭塞系统，减少了区间铺设电缆，减少一次性投资及日常维护工作，精准定位列车的运行位置，及时掌握列车行驶状态，提高区间通过能力，灵活组织双向运行和单向连续发车，容易适应不同车速、不同运量的列车运行控制，极大程度上减缓了我国轨道交通的运营负荷。在CBTC中不仅可以实现列车运行控制，而且可以综合成为运行管理，因为双向通信系统，既可以有安全类信息双向传输，也可以双向传输一般信息，例如车次号、运转时分、机车状态、油耗参数等大量机车、工务、电务等有关信息。

二、轨道交通无线通信技术应用

（一）WLAN 技术

上世纪末，计算机网络与无线通信技术的结合，产生了WLAN——基于IEEE802.11标准的无线局域网技术，使用公共频段利用频射来完成无线通信。数据传输速率在20MHz频段下，下行峰值为15Mbps，上行峰值为2Mbps。

列车车身搭载无线通信天线和无线通信单元，轨道周边铺设交换机、安置AP点和传输天线，以IEEE 802.11为基准，进行信息传输。CBTC系统依据WLAN的设备上固定协议传输运行信息，在轨道两旁大量铺设AP点，且两个AP点的覆盖范围重叠，以保证列车在高速运行时，设备范围全覆盖，通信能够保持。列车两端都设置有无线通信单元，每个单元都单独连接车载天线，无线收发器会优先与不同的接入口通信，提高传输效率和可靠性。

虽然WLAN技术在国内轨道交通的无线通信上得到了广泛的应用，但是该技术不免有缺陷。因其设计之初是为了低速移动的个体进行信息通讯，主要为了解决网络布线的问题，WLAN的定位就是覆盖机场、宾馆、办公室等场所，采用了开放式频段，难以避免干扰；缺乏系统内抗干扰技术，频段也只限制在2.4G的20Mhz带宽，切换频度较大、时间较长，网络安全性能亟待提高。

（二）LTE无线通信技术

近年来LTE无线通信技术在国家工信部和轨道交通的相关文件的指导下，应用于新开通城市轨道交通的CBTC系统中，LTE无线通信技术拥有低延迟、高传输效率等优势。

LTE技术支持多种带宽，采用了第四代无线通信技术标准，其频谱分配更加灵活，可根据业务需求申请不同频段，支持1.4/3/5/10/15/20MHz组网，系统覆盖程度和接收容量也显著提升。LTE系统的网络架构简单，系统复杂低度，网络部署和维护成本也较其他技术更低。相较于WLAN技术而言，LTE技术采用了专用频段，避免周边无线信号干扰，拥有ICIC、IRC等多种抗干扰技术，解决系统内干扰问题。能够支持磁悬浮列车速度的信息传输，覆盖范围广，网络安全性强，切换频度和切换时间更快。无线通信安全性、可靠性更佳。

三、结语

本文对无线通信技术在轨道交通 CBTC 系统的应用特点进行了分析，对轨道交通无线通信技术进行简单叙述。随着现代化技术的飞速发展，使用基于无线通信的CBTC系统，列车运营效率大幅度提升，降低了前期投入和后期维护成本。依据信号系统安全性的基本要求，无线通信技术在CTBC系统上，将更具智能化，也必将引领轨道交通加速迈入智能化时代。

本文来源：《魅力中国》：https://www.zzqklm.com/w/wy/25805.html