城市轨道交通工程通信领域变革

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【摘要】新时期发展中，随着城市化进程的加快，与之相关的城市轨道交通建设发展势头强劲，而在国民经济“十五”计划发展纲要中明确列入了发展城市轨道交通的计划，而结合后续的发展看来，成效也是较为显著的，截止2014年底，全国获准修建城市轨道交通线路的城市达到了37座，已运行的总线路里程达到了2933.26公里，而随之而来的便是通信领域的需求增加，针对此，本文结合近年来的城市轨道交通发展，对与之相关的通信领域的变革进行了研究分析。

【关键词】通信；分析；城市轨道交通

当前发展的大形势下，轨道交通已然成为了城市交通发展的主流，其具备了节约能源、保护生态环境等众多优势，且实现了对有限土地资源的高效、合理利用，形成了对城市规划的优化，成为了城市发展的主流标志。城市轨道交通发展中，通信系统占有十分重要的地位,是轨道交通系统正常运转的保障,有利于交通系统的运营与管理,也是其他系统的重要传输通道.既是传输系统,又是传输媒介，这是通信系统的一大特点.我们在选择传输系统时既要考虑到其工作效率及安全性,也要充分考虑信息传递的连贯性和准确性，从而促进城市轨道交通的更高效发展。

一、通信技术在轨道交通领域的应用分析

城市化过程中，为使建成后的城市轨道交通在运营方面实现安全、高效等需求，势必要配套建设易扩展的、可靠的通信网，从而实现对运营所需的各种信息进行传输和处理，完善交通的运行。多年的发展和变革中，传统的通信子系统显示了其在城市轨道交通中的重要作用，以广播系统为例，其作为城市轨道交通运营行车组织的必要手段，作用广泛，通知列车到站、离站、线路换乘、列车误点、安全状况、时间表变更，对乘客广播，播放音乐以改善候车环境等等，有着极其重要的应用价值，而后续发展变革中，逐渐出现了地铁专用通信系统、轨道交通信号技术、无线通信系统等，就其控制系统看来，基于轨道电路的固定闭塞形式是传统地铁行车指挥系统的惯用方式，运用中，确保其支持的最小列车运行间隔一般为100秒，后续发展中，支持的最小列车间隙则能够达到75秒时，采用的是基于无线通信的列车控制系统，其相当于传输效率能够再提高25%。特别是对于传统的轨道交通信号系统而言，基于CBTC信号系统优势显著，首先以无线通信系统代替繁杂的电缆，这显然大幅减少了电缆铺设及维护成本，是一项重要的改革；其次，实现了车辆与控制中心的双向通信，对于列车区间通过能力无疑有极大的提高；再此，对于不同车速、不同运量及不同车型等，此系统均适应，所以其体现出了极强的兼容性。第三，信息传输流量大、效率高，使得移动自动闭塞系统较易实现；最后，因为其支持信息分类传输，基于此，运行过程中，能集中发送和处理信息，促使对应的调度效率得到了有效的提高[1]。新时期的城市轨道交通中，传统的语音功能已经不仅仅是无线通信系统的唯一功能了，因为除此之外，其在发展中还肩负了列车控制数据的传输通道功能，据笔者分析，就当前的CBTC系统运用而言，经过长期改善，已然有趋于成熟的基于GSM-R网络的CTCS-3列控系统，而随着逐步推进的城市化发展，已经在逐渐尝试对覆盖WiFi的列车控制系统的运用，这对于城市轨道交通的发展具备了划时代的意义。所以，在支撑列车高效和安全运行方面，也凸显了通信系统作用的重大性，是变革的引领者。

二、通信的列车控制系统存在的问题分析

具体分析而言，其问题首先表现为频率受限方面，分析以往发展现状不难看出，大铁领域仅分配有4M的GSM-R带宽，势必加大了频率规划的难度，当前的城市轨道交通领域，是与民用WiFi2.4G共享频段，而缺乏专门给CBTC系统分配专属频谱；其次，体现在频率干扰方面，以往是分配的4MGSM-R带宽与中国移动共享，使得互相干扰这一现象长期存在，而在城市轨道交通领域，则表现为与民用共享2.4G频谱，这一发展形势下，显然对于与其他WiFi系统的严重干扰问题无法彻底解决，使得其安全隐患增大；最后，体现在传输瓶颈方面，以往承载列控业务方面，是GSM-R系统采用低速CSD实现的，最高为9.6kbps的带宽，局限性较大，但新时期发展中，借助于GPRS承载的一些PS域业务，其传输能力方面，最多可提供171kbps，显然仍难以满足城市轨道交通发展，高速运行时，随着新时期的WiFi技术，传输宽带更高，但存在的与其他车载民用WiFi系统及乘客信息系统共享信道的现象，对于传输速度影响较大。这一问题也亟待解决[2]。

三、未来大轨道交通通信系统的融合趋势

新时期的城市轨道交通领域，基于CBTC系统存在的问题，为实现数据传输方面的可靠性和安全性，满足乘客对无线宽带接入的需求，亟待改革来完善。而城际和市郊铁路也在同步快速发展，使得改造城市周边以往废弃的大铁轨道成了当前绝大部分建设方式，利于土建成本的缩减，从而使得出现了城市轨道车辆复用，大幅节约了运营和维护成本等。未来通信系统承载需求方面，还需完善高速上网、乘客信息系统等方面的建设，全面推动城市轨道交通运行。

结束语

综上所述，新时期的发展中，城市轨道交通伴随着城市化进程发展迅速，通信领域的变革更是日新月异，本文分析了基于通信的列车控制系统，也就是CBTC系统的运用及不足之处，透视了通信技术发展过程，以期能为新时期的轨道交通建设提供有益的参考。

参考文献

[1]杨秀.城市轨道交通应急通信指挥车通信系统组网方案的探讨[J].北京交通大学学报：自然科学版,2012,36(3):47-51.

[2]赵鹏翀,华尧,刘子扬,等.一种用于轨道交通领域的通信方法及轨旁设备,CN103929234A[P].2014.

作者：翟乃羽 路家林 单位：中铁电气化局集团有限公司城铁公司