卓能?曾南海

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，地鐵已經(jīng)在各大中型城市普遍建設(shè)中，而地鐵通信系統(tǒng)對(duì)于地鐵來(lái)說(shuō)又是特別重要的部分，本文著重介紹了計(jì)算機(jī)技術(shù)在地鐵通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地鐵；通信系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)技術(shù)

1 背景

目前地鐵通信系統(tǒng)主要包括傳輸系統(tǒng)、公務(wù)電話系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)、集中網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、地鐵信息管理系統(tǒng)、電源及接地系統(tǒng)、通信光纜/電纜及其他等。

近幾年，無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）移動(dòng)通訊技術(shù)不斷完善和發(fā)展，地鐵列車在以每小時(shí)80Km的高速行駛過(guò)程中，仍然能夠不間斷的與地面保持實(shí)時(shí)通信，這加大了旅客信息系統(tǒng)建設(shè)的可能性（Passenger Information System，簡(jiǎn)稱PIS）。WLAN在地鐵PIS系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中起到非常重要的作用，PIS系統(tǒng)的探討應(yīng)用會(huì)將原來(lái)封閉的車輛空間變成一個(gè)移動(dòng)中的“信息娛樂(lè)中心”。

技術(shù)的進(jìn)步使得網(wǎng)絡(luò)在傳輸傳統(tǒng)信息的同時(shí)傳輸語(yǔ)音等，將交換和控制的功能分開(kāi)之后就產(chǎn)生了軟交換技術(shù)。軟交換技術(shù)是通過(guò)通信一方發(fā)出通信要求之后，軟交換的控制中心發(fā)出命令使信號(hào)接通來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在整個(gè)過(guò)程中紅，通信產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不經(jīng)過(guò)控制中心而直接端對(duì)端，如此就在很大程度上節(jié)約了交換中心與通信者的帶寬。軟交換系統(tǒng)通過(guò)中繼網(wǎng)和傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，保證了命令信息的及時(shí)傳遞和通信業(yè)務(wù)的傳輸。軟交換技術(shù)以其特殊的作用有能力取代電路交換，在通信技術(shù)中獲得廣泛的應(yīng)用。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在通信系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸在地鐵通信系統(tǒng)發(fā)揮著巨大的作用，尤其是無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)和軟交換技術(shù)。

2.1 軟交換技術(shù)的應(yīng)用

軟交換技術(shù)的應(yīng)用使得數(shù)據(jù)網(wǎng)和語(yǔ)音網(wǎng)等的融合變?yōu)楹四埽鋸?qiáng)大的功能也引起了地鐵通信部門的注意，當(dāng)前，我國(guó)新建立的地鐵的通信系統(tǒng)都考慮采用軟交換技術(shù)。

2.1.1軟交換技術(shù)應(yīng)用的意義

傳統(tǒng)的電路交換技術(shù)的功能單一，不能滿足用戶日益增大的要求，而且如果要加入新功能則需要對(duì)硬件進(jìn)行大幅度的提升，面對(duì)軟交換技術(shù)的沖擊失去了發(fā)展的余地。軟交換采用智能而且相對(duì)集中的管理模式，可以迅速進(jìn)行連接。

2.1.2軟交換技術(shù)在地鐵通信中實(shí)現(xiàn)的功能

將軟交換技術(shù)應(yīng)用到公務(wù)電話中使得系統(tǒng)擁有一致的通信條件，并且采用軟交換平臺(tái)可以與網(wǎng)絡(luò)和視頻會(huì)議聯(lián)通，以實(shí)現(xiàn)：即時(shí)消息，用戶的信息及時(shí)溝通，不同的用戶之間能夠進(jìn)行文件傳輸?shù)墓δ埽豢梢曤娫?，用戶使用可視電話設(shè)備進(jìn)行語(yǔ)音盒視頻的通話，語(yǔ)音用戶和視頻用戶通過(guò)軟交換技術(shù)進(jìn)行連接；視頻會(huì)議，通過(guò)會(huì)議系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)視頻會(huì)議同時(shí)可以進(jìn)行圖像分屏等功能。

2.1.3軟交換技術(shù)與程控交換技術(shù)的比較

依據(jù)對(duì)城市地鐵電話系統(tǒng)的分析可以得出，用戶大量集中在車站、車輛段和控制中心附近。其中每個(gè)車站平均的用戶較少，因此軟交換系統(tǒng)智能集中的管理辦法和靈活的接入模式充分的適用于用戶分散的情況。從具體功能來(lái)講，傳統(tǒng)的交換方式智能實(shí)現(xiàn)單一的功能，不能適應(yīng)人們對(duì)于清晰圖像通信的需求，而且整個(gè)系統(tǒng)不開(kāi)放；而軟交換系統(tǒng)不僅可以提供各項(xiàng)服務(wù)還可以隨著用戶需求的增加新的功能。

2.1.4公務(wù)電話系統(tǒng)軟交換技術(shù)組網(wǎng)方式

通過(guò)對(duì)地鐵上公務(wù)電話客戶進(jìn)行調(diào)查分析并考慮到多線路共用控制中心的特征，考慮采用兩級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)建公務(wù)電話系統(tǒng)，使得接入點(diǎn)和中心交換節(jié)點(diǎn)的方式。中心交換節(jié)點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)的交換核心，依據(jù)主備方式配置，設(shè)在控制中心附近；接入點(diǎn)設(shè)在車站附近。

考慮到軟交換系統(tǒng)是依據(jù)IP網(wǎng)絡(luò)而建立的，這樣就可以使在有網(wǎng)絡(luò)的地方能夠通過(guò)得到滿足。應(yīng)用了軟交換技術(shù)之后就與傳統(tǒng)的用戶接入方式大不相同，使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化，靈活化。

2.2 局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

局域網(wǎng)技術(shù)在PIS系統(tǒng)得到了廣泛在應(yīng)用。

2.2.1 PIS系統(tǒng)簡(jiǎn)介

PIS系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，以多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托，以車載顯示終端為媒介和地鐵車站為媒介向乘客提供信息服務(wù)的系統(tǒng)。在正常情況下，PIS系統(tǒng)除了能夠顯示列車時(shí)刻表、乘客須知等文本信息外，還可播放媒體新聞、廣告、股票信息、媒體新聞、賽事直播等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息；在阻塞、火災(zāi)及恐怖襲擊等非正常情況下，PIS系統(tǒng)還可以提供動(dòng)態(tài)緊急疏散提示。PIS系統(tǒng)的應(yīng)用不僅增加了乘客的舒適感，還能夠與車輛監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，由控制中心觀察到車輛內(nèi)部的實(shí)時(shí)圖像，從而充分保障了列車的行駛安全。

PIS系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、中心子系統(tǒng)、車載子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)構(gòu)成，其中網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)主要包括有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，有線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)為PIS系統(tǒng)提供從中心到各車站、各車站到隧道間接入點(diǎn)用來(lái)傳輸各種信息的網(wǎng)絡(luò)通道；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)為PIS系統(tǒng)提供從地面至列車用來(lái)傳輸各種信息的網(wǎng)絡(luò)通道。

PIS系統(tǒng)的功能主要有信號(hào)及數(shù)據(jù)傳輸、系統(tǒng)綜合管理、智能播出、電視轉(zhuǎn)播、實(shí)時(shí)資訊插播。一系列軌道交通行業(yè)PIS專用產(chǎn)品，

2.2.2局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用分析

目前，城市軌道交通的PIS系統(tǒng)和承載CBTC基本上由WLAN技術(shù)承載。北京、上海、廣州等城市的城市軌道交通主要是從技術(shù)和產(chǎn)品鏈成熟度考慮，使得無(wú)線局域網(wǎng)進(jìn)行PIS系統(tǒng)和CBTC的設(shè)計(jì)與測(cè)試。

安全和干擾問(wèn)題是WLAN和WIMAX主要擔(dān)心的問(wèn)題。WLAN和WIMAX的核心技術(shù)點(diǎn)在安全問(wèn)題方面上是一致的，很大程度上改善了安全問(wèn)題。WLAN和WIMAX在抗干擾能力方面的核心技術(shù)原則和工程原則是一致的，但是兩者在頻譜上的管理是不一致的，WLAN屬于管制頻點(diǎn)，WIMAX屬于非管制頻點(diǎn)。關(guān)于GSM-R技術(shù)，使用GSM＼CDMA等技術(shù)方案進(jìn)行支持，肯定滿足不了統(tǒng)一徹底無(wú)線通信的業(yè)務(wù)需求。

由無(wú)線技術(shù)特點(diǎn)分析可知，WLAN技術(shù)雖然在帶寬上可滿足需求，但是在列車快速移動(dòng)的前提下，系統(tǒng)需要很大的控制信息開(kāi)銷以克服因快速移動(dòng)帶來(lái)的頻移、摔落等，有效帶寬較低，在此情況下，系統(tǒng)容易受到外來(lái)侵入，致使其空間波傳輸距離變短，安全性降低，WIMAX技術(shù)在高速移動(dòng)的情況下克服了WLAN技術(shù)的弱點(diǎn)，其空間波傳輸距離較遠(yuǎn)，可以降低設(shè)備的投入，系統(tǒng)安全性能較高。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在地鐵通信系統(tǒng)各方面的應(yīng)用分析，得知計(jì)算機(jī)技術(shù)在鐵路通信系統(tǒng)中起著無(wú)比重要的作用。計(jì)算機(jī)在鐵路通信中的應(yīng)用將會(huì)伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步更加普及，這必將帶動(dòng)我國(guó)鐵路通信系統(tǒng)整體技術(shù)水平的提高。

參考文獻(xiàn)

[1]地鐵PIS系統(tǒng)車地?zé)o線技術(shù)的探討 李佳煒 鐵道工程學(xué)報(bào) 2009年

[2]移動(dòng)WIMAX的發(fā)展與應(yīng)用 李寶榮 電信科學(xué) 2008年

[3]淺談軟交換技術(shù)及其應(yīng)用 程久洲 鐵道勘測(cè)與設(shè)計(jì) 2005年