軌道交通乘客信息系統(tǒng)車地無線分析

東莞市軌道交通有限公司　譚雪嬌　許焯毅

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軌道交通乘客信息系統(tǒng)車地無線分析

東莞市軌道交通有限公司譚雪嬌許焯毅

【摘要】本文主要對軌道交通信息系統(tǒng)車地無線輸出技術(shù)進行簡要的介紹，并對這一技術(shù)制式進行充分的分析和研究，從而為相關(guān)人員對這一技術(shù)的使用提供一定的參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】軌道交通；乘客信息系統(tǒng)；車地無線

0　引言

乘客信息系統(tǒng)是由計算機技術(shù)作為核心，利用多媒體傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)為乘客提供信息的一種服務系統(tǒng)，能夠讓乘客及時的得到乘車的信息，給用戶帶來了極大程度的方便。車地無線技術(shù)加入到乘客信息系統(tǒng)中，能夠?qū)ο到y(tǒng)中的設備性能進行全面的優(yōu)化，還能夠根據(jù)實際的情況進行調(diào)整，所以對這一技術(shù)進行全面的分析和研究，有利于促進乘客信息系統(tǒng)車地無線技術(shù)的發(fā)展。

1　乘客信息系統(tǒng)的運行原理

乘客信息系統(tǒng)作為一項服務系統(tǒng)，具有非常強大的功能。它可以利用車載顯示與車站顯示作為終端為乘客提供全面的信息服務，車地無線技術(shù)能夠讓車載乘客系統(tǒng)與地面乘客系統(tǒng)有機的聯(lián)系在一起，不僅能讓運營人員實時的監(jiān)控到信息的傳輸過程，還能夠?qū)⒏鞣N信息都實時的顯示在車載顯示終端上，例如很多的廣告信息、新聞信息、股票信息和賽事直播等等，給乘客帶來的極大程度的方便和休閑。

這一系統(tǒng)還能夠在列車車廂上利用無線技術(shù)進行實時的傳送，讓乘客在列車上也能夠及時的得到想要獲取的各類信息，并且在出現(xiàn)緊急的情況的時候，還能夠及時的發(fā)布緊急信息和運營信息。這種功能的設置，不僅能夠讓乘客的需求得到滿足，還能夠讓交通的運營更加安全順利。與此同時，這一系統(tǒng)運行的時候，相關(guān)的管理人員還可以通過無線網(wǎng)絡所傳輸?shù)牧熊噷崟r的監(jiān)控錄像對列車進行管理，當出現(xiàn)一定的危險情況的時候，可以及時的對無線進行處理和調(diào)整，也為未來的問題解決提供了直觀的視頻資料。

2　車地無線技術(shù)的制式分析

PIS系統(tǒng)網(wǎng)絡子系統(tǒng)主要為列車和地面提供可靠、可用、穩(wěn)定、安全的無線傳輸通道，一般情況下適用于列車與承載地面之間的實時多媒體視頻傳輸業(yè)務，同時還會有列車視頻監(jiān)控傳輸?shù)降孛娴墓δ堋Ｔ谠O計上主要有三個部分，分別為有線網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡和車載網(wǎng)絡。

2.1.1有線網(wǎng)絡子系統(tǒng)

（1）有線網(wǎng)絡子系統(tǒng)所使用的結(jié)構(gòu)是基于TCP/IP的開放體系，是利用路由交換網(wǎng)絡技術(shù)提供車輛段的、中心至各車站各種數(shù)據(jù)信息、控制信息和視頻信息的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡。

（2）有線網(wǎng)絡子系統(tǒng)所運用的技術(shù)一定要與工信部以及信產(chǎn)部的相關(guān)標準相符合。

（3）有線網(wǎng)絡子系統(tǒng)中每一個網(wǎng)絡產(chǎn)品都支持主流的接口協(xié)議與網(wǎng)絡，例如主流的路由交換協(xié)議BGP4、RIP1/2、UDP、TCP、OSPF、IP、ICMP、ISIS 、等價路由、策略路由和靜態(tài)路由等等，以及Qos機制、有關(guān)組播協(xié)議和MPLS等。

（4）有線網(wǎng)絡子系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)必須采用安全可靠的結(jié)構(gòu)，車輛段間與中心與車站進行網(wǎng)絡互聯(lián)的時候必須要滿足GE（千兆）鏈路，這樣才能保證系統(tǒng)信息對帶寬的需求。

（5）有線網(wǎng)絡子系統(tǒng)的網(wǎng)絡產(chǎn)品基于電信級設備的設計結(jié)構(gòu)，路由交換產(chǎn)品使用全冗余路由交換引擎和電源，保證系統(tǒng)的可靠性。所有模塊均可熱插拔。

（6）有線網(wǎng)絡子系統(tǒng)中網(wǎng)絡產(chǎn)品的交換能力，必須要能保證所有端口的線速轉(zhuǎn)發(fā)。

然而秉持這樣的教育觀念與實踐并不容易，要求老師都是大藝術(shù)家也應當歸入妄想吧？所以通常我們看到，還是學生像老師（不管在形式還是理念上），學得像就是好學生了。能遇上大藝術(shù)家又學到他內(nèi)在的精神，也只可能是極少數(shù)學生。

（7）有線網(wǎng)絡子系統(tǒng)提供多種層次和方式的安全機制與訪問控制，網(wǎng)絡確保數(shù)據(jù)的可靠性、安全性和實時性。

（8）有線網(wǎng)絡子系統(tǒng)提供對非法攻擊、入侵、和病毒等的防范功能，來確保網(wǎng)絡及數(shù)據(jù)的可靠與安全。

（9）有線網(wǎng)絡設備配置完善的網(wǎng)絡管理軟硬件設施，實現(xiàn)本工程拓撲、站點、線路等圖形化管理，同時還能完成遠程及本地的運營維護管理。

2.1.2無線網(wǎng)絡子系統(tǒng)

無線網(wǎng)絡子系統(tǒng)的架構(gòu)一般來說是使用“瘦”AP方式，所有的無線控制都是通過控制中心來進行。阿爾卡特朗訊OmniAccess無線網(wǎng)絡交換系統(tǒng)革命性地改變了802.11網(wǎng)絡的安全模式、使用模式和管理模式。阿爾卡特朗訊OmniAccess無線交換系統(tǒng)把無線增值服務和無線安全都集中到高度彈性化、可擴展的、一個單一的處理平臺上。

無線網(wǎng)絡作為有線局域網(wǎng)的延伸，提供了地面與列車的通信。無線接入點通過單模光纖連接到車站與有線局域網(wǎng)構(gòu)成一個整體。無線網(wǎng)絡負責列車和車站之間的數(shù)據(jù)通信，由無線AP和無線控制器兩個部分組成。無線AP接入各個車站的交換機，而無線控制器位于控制中心。無線AP使用的是阿爾卡特朗訊的無線AP92，支持802.11b/g/n或802.11a/n，支持雙外置天線；無線控制器所使用的是OmniAccess6000，最大能夠控制2048個AP。

2.1.3車載網(wǎng)絡子系統(tǒng)

車載局域網(wǎng)絡子系統(tǒng)主要是通過車頭車尾之間的無線接收單元，并且使用WI-FI這一技術(shù)來接入無線接入點，再將車載設備連接到網(wǎng)絡系統(tǒng)中。本次設計使用的是市場上唯一的雙射頻EXS-AN2-R，這一高速Wi-Fi 無線漫游設備。它是利用了先接后離的技術(shù)，EXS-AN2-R提供了在超高速下的無縫網(wǎng)絡連接模式，這種連接一直在線，并具有特別低的時延，所以在適應上沒有任何性能上的損失。

2.2車地無線技術(shù)的運行制式分析

2.2.1WLAN技術(shù)制式

WLAN稱為無線局域網(wǎng)，這一網(wǎng)絡的實際應用范圍非常廣，在乘客信息系統(tǒng)也有很充分的利用，它的工作原理是通過無線通信技術(shù)和計算機技術(shù)的結(jié)合而產(chǎn)生的，從之前所用的雙絞銅線替換成為了RF的技術(shù)，不僅實現(xiàn)了傳統(tǒng)局域網(wǎng)的所有功能，還讓之前網(wǎng)絡所使用的基礎(chǔ)設施變得更加簡易，能夠根據(jù)實際的應用情況不斷的變化和移動。在實際的運行過程中，傳輸?shù)乃俾时容^快，在過程中也會受到一定的干擾，但是干擾的程度不能對整個系統(tǒng)的運行有很嚴重的影響，但是在成本的投入上會比傳統(tǒng)的方式更高一些。所以一般來說會采用性能比較高的傳輸技術(shù)，才能讓數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)得到全面的優(yōu)化和完善，讓吞吐量性能在系統(tǒng)中可以得到充分的發(fā)揮。與此同時，這一方式還能讓信息傳輸?shù)木嚯x得到延長，讓整個系統(tǒng)的兼容模式達到所規(guī)定的標準，從而讓系統(tǒng)的運行更加順利。

2.2.2LTE技術(shù)制式

LTE也稱為長期演進的方式，是傳統(tǒng)3G技術(shù)的演變發(fā)展，與4G技術(shù)有一定的相似之處，這一技術(shù)的出現(xiàn)替換了3G技術(shù)的應用，讓空中接入技術(shù)得到了全面的發(fā)展和優(yōu)化，還在很多的方面都實現(xiàn)了較大的變化和進步。具體來講，首先是在數(shù)據(jù)速率的傳輸上具有很大的優(yōu)勢，讓使用用戶的接入服務更加高速，還讓網(wǎng)絡的性能得到了很大程度的提升。其次這一技術(shù)在分組傳送的方式上一般都會使用電路交換系統(tǒng)來進行分組的工作，在設計的時候一般不會使用語音服務的方式來進行。最后在延遲的時間上看，LTE技術(shù)相對于傳統(tǒng)的3G技術(shù)具有很大的優(yōu)勢，駐留狀態(tài)到遷移狀態(tài)的時間較短，最高也只能為100ms。

2.2.3DVB-T技術(shù)制式

DVB-T技術(shù)的傳輸是所有傳輸系統(tǒng)中最復雜的一個環(huán)節(jié)，所以在傳輸?shù)拿浇橐话闶堑孛鎭磉M行的，調(diào)制也是使用編碼正交頻分復用的方式，來將傳輸過來的數(shù)據(jù)進行充分的轉(zhuǎn)換與過串，速度上也要有一定程度的減小，才能夠傳輸?shù)礁鱾€子信道當中。編碼的方式要選擇卷積編碼的方式，從而對運行中的各種數(shù)據(jù)進行全面的保護工作。

同時，正交頻分這一調(diào)制的方法會在使用的過程中出現(xiàn)大量的副載波，但是它們之間的頻率間隔十分有規(guī)律。而復用這一調(diào)制的方法一般來說是在大量的載波上分布跟多交織的數(shù)據(jù)源，從而形成一個系統(tǒng)的頻道模式。所以這兩種調(diào)制的方式都在一定程度上有利于信息系統(tǒng)的運行，不僅能夠接收到很多發(fā)射機所傳輸?shù)男盘?，還能夠有效的避免很多過程中可能出現(xiàn)的干擾，從而讓整個系統(tǒng)的運行更加安全穩(wěn)定。

3　結(jié)論

綜上所述，車地無線傳輸技術(shù)是一項可以有效保障車輛之間控制信息、視頻信息和數(shù)據(jù)信息穩(wěn)定的技術(shù)，這項技術(shù)在實際上的應用水平可以極大程度的決定乘客的乘車感受和日常的運營情況。所以在未來相關(guān)的人員應該對這項技術(shù)進行進一步的完善與優(yōu)化，保證系統(tǒng)的運行更加安全順利。

參考文獻

[1]翟光洲,劉曉強,趙時旻,李鋒,何浩源.城市軌道交通乘客信息系統(tǒng)服務框架優(yōu)化策略[J].城市軌道交通研究,2008,10:50-53.

[2]孫同慶.乘客信息系統(tǒng)多媒體技術(shù)及消息調(diào)度研究[D].中國鐵道科學研究院,2013.

[3]丁樹奎,陳忠興,朱勝利,韓西安,石楚韻,王富章,于鑫,闞庭明,蔡曉蕾.城市軌道交通乘客信息系統(tǒng)(PIS)技術(shù)[A].中國土木工程學會城市軌道交通技術(shù)推廣委員會.中國城市軌道交通新技術(shù)(第三集)[C].中國土木工程學會城市軌道交通技術(shù)推廣委員會:,2009:5.

[4]金濤.城市軌道交通乘客信息服務系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析[J].城市軌道交通研究,2004,04:45-47.