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城市轨道交通传输方式与监控系统应用剖析

2012-08-27 08:36:23 来源：www.cpsits.com责任编辑:

　　轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点。当前，各国已普遍认识到，解决交通问题的根本出路在于优先发展以轨道交通为骨干的公共交通系统。

　　轨道交通系统应用剖解

　　城市轨道交通中的弱电系统主要包括信号系统、传输系统、公务及专用电话系统、无线通信系统、闭路电视系统、广播系统、乘客信息系统、时间系统、火灾报警系统、气体灭火系统、设备监控系统、自动售检票系统、电力监控系统和屏蔽门控制系统等等。综合安防系统采用集成和互联的手段，对上述系统进行整合，实现信息互通、资源共享，达到简化系统设备配置、压缩设备用房面积、减少综合投入、提高运营效率、提高应变能力、提高城市轨道交通现代化运营管理水平的目的，并且为优化运营调度和值班模式提供灵活的平台。

　　综合安防系统以车站控制为基本单位，采用控制中心、车站两级管理，以及控制中心、车站、现场三级控制的模式，分层分布式结构。

　　综合安防系统集成或互联的内容可以分为以下层次。

　　·系统平台集成：在系统平台级集成的子系统不再设置独立的网络系统和数据服务系统，所需的系统资源由综合安防系统统一分配。SCADA(电力监控)、EMCS(机电设备监控)、PSD(屏蔽门/安全门)、FG(防淹门)、ACS(门禁控制系统)具有在系统平台级集成的条件;

　　·监控功能集成：监控功能集成的系统可以拥有独立的网络和系统资源，其与运营有关的设备的监控功能被集成到综合安防系统;综合安防系统可以在同一操作界面上调用这些系统的部分功能，操作这些系统的部分设备。AFC(自动售检票系统)、FAS(防灾报警系统)、CCTV(电视监控系统)、PA(广播系统)和时间系统等具有在监控功能级集成的条件;

　　·数据信息互联：进行数据信息互联的系统相互独立设置，其间没有功能调用关系，但设置通信接口交换各自的运行信息和报警信息，以实现相互间的控制协调;ATS(列车自动监控)、公务电话、调度电话、无线通信、综合故障监管等采用数据信息互联的方式。

　　轨道交通传输方式分析

　　轨道交通无线传输技术，即无线通信技术，分为民用无线通信、专用无线通信和列车控制无线通信。民用无线通信系统主要实现寻呼、GSM、CDMA、3G(含3G-UMTS、3G-UWB、3G-LTE)等公用移动信号的覆盖，用于轨道交通的民用通信;专用无线通信系统主要实现TETRA、GOTA、GT-800、iDen、WLAN、DVB-T、WIMAX等专用信号的覆盖，用于轨道交通的运营、生产，提供行车调度指挥与其他相关部门之间的联系，包括列车调度、环境控制调度、公安调度、车辆段站场、维修部门等无线通信，用于轨道交通专用通信、公安通信、PIS/CCTV无线传输、移动电视;列车控制无线通信是轨道交通信号系统中最重要的组成部分之一，用于控制列车间的行驶间隔。

　　目前，国内轨道交通行业使用的无线通信技术主要有：WLAN、GSM-R、TETRA、GSM、CDMA、3G、WiMAX、DVB-T等。

　　城市轨道交通行业车地无线传输需求

　　城市轨道交通的列车与地面之间通信越来越多地采用无线通信技术，除了民用通信外，目前有三个业务子系统需求车地无线通信：乘客资讯系统(PIS)中的下行流带宽需求约为8Mbps(1路标清)、车载视频监控系统的带宽共约为6~8Mbps(1路上行，1路下行)、CBTC信号系统带宽需求为数百Kbps。

　　乘客咨询系统(PIS)

　　系统通过分布于列车车厢的液晶显示器(一节车厢最多设置8台)，乘客可以实时了解列车运行状态和到站信息，还可以观看实时电视节目及广告。

　　车载视频监控系统

　　列车运行安全事关重大，而列车运行中的事故时有发生，造成了重大损失，如英国伦敦地铁爆炸案等。列车车厢内部的实时监控一直是轨道交通安全系统中关键而薄弱的一环。车载图像监控系统可实现列车司机、控制中心值班员、车辆段DCC和车站值班员对列车车厢情况的实时监控。运营列车每节车厢装设2个小型半球型摄像机，用于监视车厢内乘客情况;两端驾驶室各设置广角半球摄像机，正常情况下监视列车司机位，紧急情况下，监视车内旅客疏散情况。两端驾驶室设置一台触摸显示器，根据需要显示车内图像或前方车站发送的站台图像。

　　基于通信的列车控制系统(CBTC)

　　基于通信技术的列车控制系统，其核心技术是车地连续、双向的无线通信。随着控制技术、计算机技术和数字无线通信技术的飞速发展，通信系统正在与列车运行控制系统相结合，基于通信的列车控制系统正在越来越多的被采用。

　　铁路行业车地无线传输需求

　　GSM-R作为专门为满足铁路应用而开发的数字式无线通信系统，具有更适应铁路运输特点的、更成熟的技术优势，以及更符合通信信号一体化技术发展的需要，特别是运用于列车控制系统、铁路维护通信、列车诊断、旅客服务和货运跟踪服务。

　　列车控制系统(TrainControlSystem，TCS)

　　系统是以GSM-R作为传输手段的列车自动防护/列车自动控制系统，甚至可以实现列车的自动操作(驾驶)。

　　铁路维护通信

　　利用GSM-R技术，可建立铁路沿线维护人员的业务联络通信(新的路边电话和隧道电话)，并能够根据维护人员的职能和所在的场所很快地确定他们的位置。

　　列车诊断

　　如果列车发生故障，诊断数据将通过GSM-R传输到下一个维修中心，使维修站能够及时地为维修做好相关的准备，因而大大地缩短维修时间。

　　旅客服务

　　旅客服务主要包括列车时刻信息、在线售票(订座)服务。基于列车自动控制和GSM-R的列车时刻信息服务，能够随时为旅客和乘客提供列车的动态位置和时刻信息;基于GSM-R连接的售票机可提供在线售票(订座)服务。