WLAN技术在地铁列车控制中的应用

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WLAN技术在地铁列车控制中的应用

作者:刘震

来源:《中国新通信》2015年第01期

【摘要】随着WLAN技术日渐成熟,地铁列车控制也引入了基于WLAN技术为基础的

无线通信列车自动控制系统,CBTC系统(Communication Based Train Control System)。本文结合深圳地铁在CBTC系统的成功运用经验,分析了深圳地铁CBTC系统中的核心技术车-地通信的内容和方式,着重论述了其中无线传播方式的问题,并对其优缺点进行了简单比较。

【关键字】 WLAN CBTC 车地通信自由传播

深圳地铁二期工程,共有三条线路分别为蛇口线、龙岗线、环中线。三条线路的信号系统均采用时下最为先进的基于通信的列车控制(CBTC)系统。龙岗线采用BOMBARDIER公司的技术,蛇口线、环中线采用ALSTOM的技术。国内CBTC系统的车-地通信方式主要有两类,交叉感应环线方式(IL)和无线扩频通信方式(RF)。

基于环线的CBTC系统主要的代表为THALES SelTracS40,在轨道交通和干线铁路领域使用多年,有成熟的运用经验。目前国内仅有武汉轻轨1号线、广州地铁3号采用该方式。交叉感应环线方式具有传输特性好,抗干扰能力强的优点,但感应环线数据传输速率较低,只能够满足CBTC系统对数据量的基本需求。因为深圳未采用该种方式,所以本文不做详细阐述。ALSTOM BOMBARDIER两家公司的CBTC系统在系统结构和功能基本一致,但两公司的车-地双向连续通信方式还是存在一定的差异。无线扩频车-地通信方式,根据采用的传播介质的不同又分为:自由波天线、波导管、漏泄电缆三种方式。ALSTOM BOMBARDIER的CBTC

系统的车-地通信媒介如下表所示。

扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication),简称扩频通信,是一种信息传输方式,其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽;频带的扩展是通过一个独立的码序列(一般是伪随机码)来完成,用编码及调制的方法来实现的,与所传信息数据无关;在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。CBTC系统中的无线扩频通信多采用开放ISM频段2.4-2.4835GHz,此频段主要是给工业、科学、医学三个主要机构使用,属于非付费的频段,但工作功率必须小1瓦,并且不对其它频段造成干扰即可使用,不需要向当地无线电管理单位申请授权许可。CBTC系统也可采用5.725-5.850GHz频段,但该频段在我国属于非开放频段,需要向当地无线电管理单位申请付费使用。CBTC扩频通信在传输介质方面可以选择自由波天线、漏泄同轴电缆和波导管。

深圳地铁3号线由高架段和地下段两部分组成,传输方式采用自由波天线和漏泄同轴电缆混合式。高架段采用天线地下段采用漏缆。深圳地铁2、5号全部为地下段,全线采用波导管方式。现在我对三种传输方式进行简单的介绍:

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