徐楊元

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大也讓軌道交通成為了當(dāng)前人們最喜愛的交通工具之一。不過由于城市人口的飛速增加，地鐵交通的壓力也越來越大，為了提升地鐵交通的效率，CBTC技術(shù)的應(yīng)用積極促進(jìn)了軌道交通的發(fā)展，確保地鐵列車在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定、安全。

關(guān)鍵詞：軌道交通;無線通信;CBTC技術(shù)

CBTC技術(shù)是軌道交通發(fā)展過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，由于城市發(fā)展的需求，加上軌道交通速度快、能源消耗少的特點(diǎn)，因此大多數(shù)城市都建立起了一定規(guī)模的軌道交通路線，這對緩解城市交通壓力以及保護(hù)城市環(huán)境都是非常有利的，其中CBTC技術(shù)也發(fā)揮了其最大的作用。

一、CBTC系統(tǒng)的概念和原理

在傳統(tǒng)城市交通運(yùn)輸上，公交車一直占據(jù)著城市交通的主力，不過由于人口的不斷增加，公交車也顯現(xiàn)出了運(yùn)輸能力不足的情況，而且公交車的能源消耗相對較大，因此會給我國經(jīng)濟(jì)和環(huán)境造成很大負(fù)擔(dān)。因此軌道交通技術(shù)的不斷成熟也成為了城市發(fā)展中城市交通改革的重要方向，而CBTC系統(tǒng)是基于通信的列車自動控制系統(tǒng)，它可以利用計算機(jī)和通信技術(shù)來對列車實(shí)施自動控制，確保能夠?qū)崿F(xiàn)移動閉塞制式。CBTC系統(tǒng)最大的優(yōu)勢就是能夠讓列車設(shè)備和導(dǎo)軌以及車站設(shè)備實(shí)現(xiàn)雙向通信，相對于傳統(tǒng)系統(tǒng)來說，利用無線通信的CBTC系統(tǒng)不僅可以有效控制硬件設(shè)施的數(shù)量，同時對系統(tǒng)的安裝、維護(hù)、調(diào)試和使用等等工作都變得更加便捷，而且還能有效控制設(shè)備的運(yùn)維與安裝成本，對于軌道交通的經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展是非常有利的，同時還能確保軌道交通的可持續(xù)發(fā)展。如今CBTC系統(tǒng)已經(jīng)成為了軌道交通信號系統(tǒng)中的主要技術(shù)，不光在國內(nèi)的軌道交通建設(shè)中受到歡迎，在國外的軌道交通建設(shè)中也被廣泛使用。CBTC可以讓車輛在行進(jìn)中利用雙向通信技術(shù)來第一時間獲得列車的位置和速度，并且可以對其他列車發(fā)出安全間隔消息，確保列車的行進(jìn)安全以及減少突發(fā)事件的影響，以滿足當(dāng)前城市軌道交通的大容量和高密度的乘客需求，以促進(jìn)城市軌道交通能獲得安全穩(wěn)定的發(fā)展。

CBTC系統(tǒng)的主要設(shè)備包含著中心控制設(shè)備、車站控制設(shè)備、列車裝載設(shè)備、軌道裝載設(shè)備以及無線通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，調(diào)度控制中心會對各個車站的設(shè)備進(jìn)行控制，確保各個車站能夠?qū)崿F(xiàn)及時交接。而各個車站設(shè)備會利用無線網(wǎng)來對其范圍內(nèi)的車輛和軌道進(jìn)行實(shí)施通信和控制。而在列車的運(yùn)行中列車所裝載的設(shè)備會利用無線網(wǎng)把列車的位置和速度等信息發(fā)送到車站設(shè)備中，并獲取軌道裝載設(shè)備發(fā)送的岔道口、線路坡度、限速段以及停站點(diǎn)等信息，確保能夠?qū)崟r獲取安全距離以及列車的速度，保障整個軌道交通系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、安全且高速地運(yùn)行。

而CBTC系統(tǒng)的無線傳輸具有如下要求：系統(tǒng)數(shù)據(jù)的誤碼率BER等于10-4～10-6，危險側(cè)故障率THR等于10-9一小時～10-8一小時，丟包率必須小于1%。為了確保列車控制系統(tǒng)需求的信息量以及實(shí)時性的需求，無線網(wǎng)的延遲一定要控制在150毫秒。而且無線網(wǎng)范圍內(nèi)的區(qū)域都應(yīng)當(dāng)確保A/B雙網(wǎng)冗余覆蓋，保障整個線路的列車網(wǎng)絡(luò)傳輸速度不得低于一千kb每秒，上傳和下載速度應(yīng)當(dāng)各占500kb每秒，同時還要確保符合故障倒向安全原則。

二、地鐵CBTC系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成

當(dāng)前地鐵交通建設(shè)中CBTC的作用非常重要，而CBTC系統(tǒng)所需技術(shù)主要包含了WLAN技術(shù)、交叉感應(yīng)環(huán)線以及LTE等技術(shù)。其中WLAN技術(shù)是大家所熟知的無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其基礎(chǔ)是IEEE802.11無線通信技術(shù)，也是網(wǎng)絡(luò)和無線技術(shù)的完美結(jié)合。如今WLAN技術(shù)已經(jīng)成為了人們生活中必不可少的技術(shù)之一，而基于IEEE802.11技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)也讓無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量和速度獲得了飛速提升，同時為了確保無線網(wǎng)絡(luò)不被周邊環(huán)境干擾，智能天線的使用也能夠?qū)Σㄊ纫蛩剡M(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)，確保網(wǎng)絡(luò)不會因?yàn)槠渌蚨斐刹▌?，確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。而WLAN技術(shù)的兼容性很強(qiáng)，當(dāng)前所使用的接入設(shè)備以及終端設(shè)備都能確保有效鍵入，因此當(dāng)前的WLAN技術(shù)可以完全保障在軌道交通的工作中能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

交叉感應(yīng)環(huán)線技術(shù)是地鐵CBTC技術(shù)的主要傳輸方式之一，由于運(yùn)行中交叉感應(yīng)環(huán)線的數(shù)據(jù)傳輸速率不足，因此車輛和軌道基本會利用磁感應(yīng)的方法來實(shí)現(xiàn)信息傳輸工作。軌道旁所裝載的CBTC設(shè)備可以針對當(dāng)前區(qū)域的列車進(jìn)行信息交換，而列車的運(yùn)行狀況可以利用車載CBTC設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確傳輸。軌道CBTC設(shè)備在獲得相應(yīng)信息后會根據(jù)當(dāng)前狀況來計算列車運(yùn)行權(quán)限并把信息傳輸給列車，確保列車能夠安全、快速且穩(wěn)定運(yùn)行。

而LTE移動通信技術(shù)有設(shè)備靈活以及上下行資源可調(diào)節(jié)的特色，可以利用具體需求進(jìn)行調(diào)節(jié)來確保滿足工作需求。LTE利用了自動頻率校正技術(shù)來保障高速移動中無線網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，而且LTE技術(shù)還運(yùn)用ICIC技術(shù)來控制區(qū)域邊緣的干擾頻率，確保增強(qiáng)區(qū)域吞吐率。LTE技術(shù)的目標(biāo)就是建立起無線接入架構(gòu)，確保該架構(gòu)具有高傳輸效率以及低延遲的效果，并且可以加強(qiáng)多媒體廣播組的工作，讓地鐵建設(shè)和運(yùn)行的控制變得更加智能化。

三、地鐵CBTC技術(shù)的特點(diǎn)

CBTC是促進(jìn)軌道交通發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，CBTC技術(shù)的特點(diǎn)除了能夠確保提高軌道交通信息的傳輸速度外，還能夠加強(qiáng)軌道交通的運(yùn)行效率，確保軌道交通的發(fā)展能夠更得上當(dāng)前社會發(fā)展和人們出行的需求。但從信息傳輸方面來說，CBTC技術(shù)能夠有效確保列車運(yùn)行過程中產(chǎn)生的大量信息傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)中，而超快的傳輸速度也能讓管理人員第一時間得到列車運(yùn)行的信息，并且來對列車進(jìn)行有效控制，確保移動自動閉塞系統(tǒng)能夠完美實(shí)現(xiàn)，以控制地鐵投資成本和日常運(yùn)維工作能夠得到有效控制，讓列車的運(yùn)行穩(wěn)定性和速度大幅提升，同時可以控制和組織好雙向以及單項(xiàng)連續(xù)運(yùn)行啟動的范圍，讓載客量以及速度不一樣的列車都能夠受到有效控制，以確保能夠?qū)崿F(xiàn)地鐵故障的集中化管理，全面掌控列車的運(yùn)行情況，讓列車的運(yùn)行變得更加安全、更加快速、更加穩(wěn)定。而CBTC還能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電纜工作，能夠免去布線工作以及后期的維護(hù)和保養(yǎng)成本，讓地鐵的經(jīng)濟(jì)效益和工作效率得到顯著提升。而且CBTC系統(tǒng)還能夠讓車輛和控制中心進(jìn)行雙向溝通，確保列車運(yùn)行間隔能夠得到有效控制，讓地鐵運(yùn)行效率變得更高。

四、結(jié)語

CBTC系統(tǒng)是保障地鐵不斷發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它完美集成了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及自動控制技術(shù)，確保能夠?qū)α熊囘M(jìn)行集中化控制和管理，保障軌道交通的發(fā)展能夠更加安全、更加穩(wěn)定、更加便捷。

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