LTE技術(shù)在城市軌道交通信號系統(tǒng)中的應(yīng)用探索

楊麗華

【摘要】 LTE技術(shù)是基于3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行開發(fā)創(chuàng)新的延伸。通常情況下LTE技術(shù)會被人誤解為4G技術(shù)，但事實(shí)上LTE只是介于3G和4G之間的過渡技術(shù)，如果按照嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)劃分LET技術(shù)屬于3.9G的范疇。將LTE技術(shù)運(yùn)用在城市軌道交通信號系統(tǒng)中可以充分的發(fā)揮LET技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】 LET技術(shù) 城市軌道交通 信號系統(tǒng)

保證列車運(yùn)行安全，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行自動化，行車及時(shí)指揮以及提高其運(yùn)營效率的關(guān)鍵就是信號系統(tǒng)。城市軌道交通信號系統(tǒng)，是由地面的信號設(shè)備提供列車移動的命令授權(quán)，車載信號的接收設(shè)備根據(jù)地面信號設(shè)備提供的命令來指導(dǎo)列車運(yùn)行。那么在系統(tǒng)信號的傳輸過程中我們使用了LTE技術(shù)的根本目的就是保證信號指令能夠及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行傳輸。

一、軌道交通信號系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前我國城市軌道交通信號系統(tǒng)一般包涵并采用以下幾種系統(tǒng)：基于通信業(yè)的自動控制系統(tǒng)；列車的自動監(jiān)控子系統(tǒng)；列車自動防護(hù)子系統(tǒng)；列車自動運(yùn)行子系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)以及及數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)等構(gòu)成。國內(nèi)，現(xiàn)階段開通運(yùn)營的城市軌道交通信號系統(tǒng)中無線類的通訊系統(tǒng)大部分采用免費(fèi)開放的2.4GHz頻段的無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這種技術(shù)雖然可以滿足大部分城市軌道的信號傳輸需求，但也存在很大的局限性。主要問題有以下幾點(diǎn)：

1、易被干擾。由于免費(fèi)開放的2.4GHz頻段的無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在遇到同頻段設(shè)備的信號干擾時(shí)容易被搶占信號，阻斷通信系統(tǒng)的信號傳輸。會經(jīng)常導(dǎo)致信號系統(tǒng)采取，各種應(yīng)急措施。曾經(jīng)就因?yàn)橛谐丝蛿y帶移動的，wifi網(wǎng)絡(luò)信號發(fā)射設(shè)備干擾到了列車的信號傳遞，導(dǎo)致多趟列車在正常運(yùn)行中突然停車。這件事在當(dāng)時(shí)引起的社會的廣泛關(guān)注，也正是因?yàn)榇舜问鹿剩嚓P(guān)的研究人員，開始著力于研究不容易被干擾的信號來運(yùn)用到城市軌道交通信號系統(tǒng)中。

2、信號的不穩(wěn)定性。開放的2.4GHz頻段的無線局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)雖然優(yōu)點(diǎn)是易于設(shè)置，減少了建設(shè)初期的經(jīng)濟(jì)成本。但在區(qū)域覆蓋邊緣，該頻段的網(wǎng)絡(luò)信號會產(chǎn)生不穩(wěn)定的狀態(tài)。這種狀態(tài)也很可能導(dǎo)致列車車載信號的發(fā)射接收裝置與地面信號設(shè)備不能及時(shí)的進(jìn)行溝通。

二、LET技術(shù)的特點(diǎn)

LTE移動通訊技術(shù)的目的在于，成立建設(shè)一個(gè)支持多媒體增強(qiáng)性的廣播組業(yè)務(wù)，建立低延遲，具有超高傳輸效率且可演進(jìn)的無線接入框架。

1、抗干擾。通常信號的干擾來自于系統(tǒng)內(nèi)相同頻率的干擾，這時(shí)候需要考慮到同向前后，同頻率鄰區(qū)間的信號對使用的主信號干擾情況。而LTE技術(shù)是由于頻段資源有限及又容量需要高帶寬的原因，這就可以很好地解決這種被同頻段信號干擾的情況。

2、靈活性。除了可以支持多種廠家設(shè)備的混合組網(wǎng)以外，還可以支持多種時(shí)鐘同步協(xié)議。這種靈活性能夠更全面的支持于不同環(huán)境，不同設(shè)備的匹配，使得LTE技術(shù)能夠有更廣泛的應(yīng)用空間。

3、可維護(hù)性。采用漏纜作為傳輸介質(zhì)，所采用的軌道旁的設(shè)備數(shù)量減少。同時(shí)LTE采用網(wǎng)絡(luò)扁平化構(gòu)架，無線網(wǎng)部分只有少部分的元件設(shè)備組成，整體元件數(shù)量變少方便后期對整體設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。

4、高速移動性。LTE技術(shù)基于3Gpp技術(shù)進(jìn)行提升發(fā)展。解決了在高速移動的環(huán)境下，能夠使得網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速的連接。同時(shí)LTE技術(shù)采用了多普勒頻偏糾正技術(shù)，用以支持其較快的移動性。

三、系統(tǒng)解決方案

為了能夠更好地配合該技術(shù)與軌道交通的現(xiàn)實(shí)需求，需要注意LTE技術(shù)在軌道交通多業(yè)務(wù)平臺的融合性，軌道交通重要的安全運(yùn)營性，以及為了滿足不同城市，不同地區(qū)，不同環(huán)境的軌道交通，進(jìn)行定制化的服務(wù)。在該技術(shù)使用的需要繼續(xù)跟進(jìn)改善以下幾點(diǎn)：

1、時(shí)鐘同步。由于目前國內(nèi)使用的是GPS時(shí)鐘同步。但局限于軌道交通的特殊性，在地下較深的站點(diǎn)，不一定能夠有GPS信號。而且GPS信號范圍大約在100米左右，超過100米后，信號開始衰弱變得不可使用，這就給，LTE技術(shù)在軌道交通方面的使用帶來了相當(dāng)大的困難。

2、信息安全。LTE技術(shù)目前在國內(nèi)屬于新型的信號交互技術(shù)。這就導(dǎo)致了在網(wǎng)絡(luò)的使用過程中信息安全的維護(hù)有一定的困難。

3、信號覆蓋。由于我國的軌道交通技術(shù)正在不斷發(fā)展。城市軌道交通建設(shè)正在由線路向線網(wǎng)進(jìn)行升級。多條線路的交匯使得信號的覆蓋需要普及到更復(fù)雜的場景中，這對LTE信號的頻段，容量等一些方面的建設(shè)需要更高的要求。

結(jié)語：綜上所述，LTE技術(shù)以其超高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，超低的網(wǎng)絡(luò)延遲，高質(zhì)量的實(shí)時(shí)通信保證以及，其他相關(guān)的抗干擾性靈活性，方便維護(hù)，高移動性能等特點(diǎn)可以得出。LTE技術(shù)更適用于，城市軌道交通信號的傳輸以及系統(tǒng)的組件。本文僅以目前國內(nèi)的，該技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展水平進(jìn)行簡要的分析，希望對本技術(shù)的推廣做出簡單的普及和簡要的分析。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]趙彥芳. LTE技術(shù)在城市軌道交通車地?zé)o線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用探索[J]. 天津建設(shè)科技，2016，（02）：78-80.

[2]賈萍，徐淑鵬. TDD-LTE技術(shù)在城市軌道交通CBTC系統(tǒng)中應(yīng)用[J]. 城市軌道交通研究，2015，（12）：113-116.