邢 濤

（福州地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司，福建福州 350000）

城市軌道交通通信系統(tǒng)的應(yīng)用模式及功能研究

邢 濤

（福州地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)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(yīng)用模式和功能，針對(duì)存在的問(wèn)題提出相應(yīng)解決方案，以滿足城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

城市軌道交通；UPS系統(tǒng)；IPoverSDH技術(shù)

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.12.45

0 城市軌道交通通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

建立一個(gè)良好的視聽(tīng)鏈網(wǎng)絡(luò)是城市軌道交通通信當(dāng)前最主要的任務(wù)。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(yùn)營(yíng)人員和系統(tǒng)設(shè)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(shè)計(jì)時(shí)，要保證設(shè)計(jì)技術(shù)的先進(jìn)和可靠，同時(shí)要保證的就是易擴(kuò)展和升級(jí)以及方便維護(hù)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(dāng)中相互作用。且每個(gè)子系統(tǒng)之間都可以對(duì)其相應(yīng)子系統(tǒng)的故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)和檢查，可有效保證子系統(tǒng)對(duì)故障進(jìn)行檢查和及時(shí)報(bào)警，從而保證整個(gè)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(yùn)營(yíng)管理當(dāng)中的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)及圖像和文字的一些信息，為保證車(chē)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(chē)的過(guò)程當(dāng)中感到舒適，提供通信就是最重要的內(nèi)容。與此同時(shí)，根據(jù)當(dāng)前這個(gè)階段的特性，在實(shí)際情況中，城市軌道交通通信系統(tǒng)的特點(diǎn)主要包括分段開(kāi)通及后期線路延伸的特點(diǎn)。

這樣的通信系統(tǒng)，主要應(yīng)建設(shè)為安全可靠和功能合理以及技術(shù)先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)對(duì)城市軌道交通通信系統(tǒng)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)城市軌道交通通信系統(tǒng)應(yīng)要有兩方面改進(jìn)，才可保障城市軌道交通安全高效的運(yùn)營(yíng)，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(gè)內(nèi)容就是對(duì)比較傳統(tǒng)的模塊運(yùn)用新型的技術(shù)，讓其性能可以得到有效的改進(jìn)[1]。

1 技術(shù)研究

城市軌道交通通信系統(tǒng)主要包括傳輸系統(tǒng)、公務(wù)電話系統(tǒng)、專(zhuān)用電話系統(tǒng)、無(wú)線集群通信系統(tǒng)以及時(shí)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(dāng)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(wù)傳送平臺(tái)））保護(hù)環(huán)路，可以為每個(gè)車(chē)站和控制中心提供傳輸通道，將各子系統(tǒng)通過(guò)傳輸連接到一起，從而使系統(tǒng)實(shí)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(wù)類(lèi)型包括有安全類(lèi)業(yè)務(wù)和非安全類(lèi)業(yè)務(wù)，其中，安全類(lèi)業(yè)務(wù)包括CBTC（Communication Based Train Control System，基于無(wú)線通信的列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)）業(yè)務(wù)、集群調(diào)度業(yè)務(wù)、緊急文本和列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)業(yè)務(wù)；非安全類(lèi)業(yè)務(wù)包括車(chē)載視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)、PIS（Personal Identification System，個(gè)人形象識(shí)別系統(tǒng)）系統(tǒng)業(yè)務(wù)和預(yù)留其他信息傳輸通道。

圖1 傳輸組網(wǎng)示意圖

1.2 公務(wù)電話系統(tǒng)和專(zhuān)用電話系統(tǒng)

公務(wù)電話系統(tǒng)可通過(guò)遠(yuǎn)端模塊把它與控制中心進(jìn)行連接，然后使其能夠進(jìn)行公務(wù)電話互通，也可以完全實(shí)現(xiàn)公務(wù)電話的外線業(yè)務(wù)，而專(zhuān)用電話系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)控制中心和車(chē)站的語(yǔ)音調(diào)度通信功能，然后根據(jù)中心的各類(lèi)調(diào)度臺(tái)直接發(fā)送出命令[2]。

1.3 無(wú)線通信系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)

無(wú)線通信系統(tǒng)主要采用的是無(wú)線和有線相結(jié)合的傳輸方式，中心無(wú)線設(shè)備經(jīng)過(guò)傳輸系統(tǒng)和車(chē)站以及無(wú)線基站進(jìn)行連接，然后，每個(gè)基站在根據(jù)天線空間波傳播或經(jīng)過(guò)輻射和移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信。

運(yùn)營(yíng)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(guān)人員對(duì)列車(chē)進(jìn)行監(jiān)視，與此同時(shí)，也可以掌握客流的流向，是使列車(chē)指揮可以透明的主要工具，相關(guān)的工作人員通過(guò)監(jiān)視在車(chē)站停車(chē)后的旅客上下車(chē)情況，可便捷掌握開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)間。視頻監(jiān)控可通過(guò)二級(jí)控制網(wǎng)絡(luò)，把信息傳送到控制中心或車(chē)控室的監(jiān)視器當(dāng)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(shí)現(xiàn)中心或車(chē)站的二級(jí)控制，根據(jù)車(chē)站和控制中心的廣播控制臺(tái)然后發(fā)起緊急播報(bào)，且最主要的一點(diǎn)是可以通過(guò)ATS（Automatic Train Supervision，自動(dòng)列車(chē)監(jiān)控系統(tǒng)）指令得到有關(guān)車(chē)輛運(yùn)營(yíng)的信息，然后在車(chē)輛出發(fā)或車(chē)輛到站時(shí)進(jìn)行自動(dòng)播報(bào)。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(gè)車(chē)站或車(chē)輛的顯示屏，把列車(chē)到站或出發(fā)的信息進(jìn)行顯示，也能夠?qū)Τ塑?chē)須知以及時(shí)事新聞進(jìn)行播報(bào)，最主要的一點(diǎn)就是可以對(duì)突然發(fā)生的事件進(jìn)行報(bào)警[3]。

1.5 時(shí)鐘系統(tǒng)、電源及接地系統(tǒng)

時(shí)鐘系統(tǒng)能夠保證城市軌道交通按時(shí)運(yùn)營(yíng)，可以更有效地服務(wù)乘客，最主要的一點(diǎn)就是：有統(tǒng)一的時(shí)間，才能按時(shí)提供信號(hào)的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)主要采用的就是GPS（Global Position System，全球定位系統(tǒng)）技術(shù)，根據(jù)GPS把每個(gè)鐘表進(jìn)行同步，這樣就能保證乘客掌握正確的時(shí)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(jí)負(fù)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(lái)維持工作，而且主要的就是應(yīng)具備集中監(jiān)控的功能，電源及接地系統(tǒng)當(dāng)中，UPS（Uninterrupted Power Supply，不間斷電源）機(jī)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(gè)兩個(gè)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(shè)計(jì)既要保證通信設(shè)備能夠正常的工作，同時(shí)還要保障人的生命安全[4]。

2 通信接口設(shè)計(jì)

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(dāng)重要，在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，一定要考慮到城市軌道交通的安全性和業(yè)務(wù)性，同時(shí)也要考慮到通信發(fā)展的最主要方向，最重要的一點(diǎn)是要完全滿足對(duì)通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)接口的要求，因?yàn)樵诋?dāng)前階段，通信接口的要求變得十分嚴(yán)格，正因?yàn)槿绱?，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(shí)一定要注意，要保證傳輸速度快以及綜合業(yè)務(wù)強(qiáng)。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(jìn)的IPoverSDH（同步信息傳輸）技術(shù)沒(méi)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(dá)到互補(bǔ)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(shí)，對(duì)于交通來(lái)說(shuō)，時(shí)間就是生命，不能出現(xiàn)一絲一毫的差錯(cuò)，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(zhǎng)的問(wèn)題，這就很容易出現(xiàn)車(chē)輛晚點(diǎn)或交通堵塞的情況，面對(duì)這些問(wèn)題，在科學(xué)的不斷進(jìn)步當(dāng)中，一定要引進(jìn)先進(jìn)的IPoverSDH技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)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(yùn)營(yíng)，這個(gè)系統(tǒng)非常安全可靠、科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，所以，要在城市軌道交通當(dāng)中廣泛的應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，IPoverSDH能夠同時(shí)保證車(chē)站以太網(wǎng)六種相對(duì)獨(dú)立的運(yùn)行，而且還可以對(duì)控制中心當(dāng)中的交通業(yè)務(wù)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(duì)有效的滿足，與此同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)還能夠在每個(gè)車(chē)站或者是停車(chē)場(chǎng)建立相對(duì)的信息采集點(diǎn)，然后使用PCM（Pulse Code Modulation，脈沖編碼調(diào)制）的接入方式，通過(guò)SDH傳輸通道把交通的運(yùn)營(yíng)消息給傳送到控制中心或者是相關(guān)的管理單位，這樣能保證相關(guān)部門(mén)對(duì)這些消息進(jìn)行判斷以及分析，通過(guò)這種方法，許多問(wèn)題就可以迎刃而解。此外，還需要注意，在進(jìn)行通信接口設(shè)計(jì)時(shí)，要具體問(wèn)題具體分析，按照實(shí)際的交通環(huán)境，采取比較合理的傳輸通道以及通信設(shè)備，只有這樣才能使城市交通軌道通信系統(tǒng)技術(shù)得到提高，才能夠使乘客的安全得到保障，最主要的一點(diǎn)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(yǔ)

在城市軌道交通當(dāng)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(guò)不斷的研究發(fā)現(xiàn)，在城市軌道交通系統(tǒng)當(dāng)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(dāng)中，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的、先進(jìn)的IPoverSDH技術(shù)出現(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到城市軌道交通通信系統(tǒng)效果十分良好，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)傳遞消息及時(shí)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(diǎn)的情況，因此，在城市軌道交通通信系統(tǒng)中應(yīng)用到這項(xiàng)最先進(jìn)的技術(shù)，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(jì)帶來(lái)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(wú)論從經(jīng)濟(jì)效益的角度上來(lái)看，還是從社會(huì)效益的角度上來(lái)看，城市軌道交通通信技術(shù)模式和功能的研究都非常有價(jià)值。

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

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

［3］趙連捷.城市軌道交通通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.上海：復(fù)旦大學(xué)，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(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.現(xiàn)代城市軌道交通，2014（3）：27-30.

［5］李蘇雯，康進(jìn)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(jì)算機(jī)應(yīng)用，2009（5）：45-48.

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〔編輯 利 文〕