城市轨道交通CBTC系统无线同频干扰应对策略解析

蔡昌俊 :广州市地下铁道总公司

高级工程师 510310广州

收稿日期 :2013-

06-09城市轨道交通 CBTC 系统无线同频干扰应对策略

蔡昌俊

摘要 :目前基于通信的列车控制系统 (CBTC 很多采用 IEEE 802．11标准的无线局域网 (WLAN 技术来实现车 -地信息交互 ; 针对 WLAN 无线局域网通信系统存在的同频干扰问题进行

分析研究 ; 结合 CBTC 应用环境 , 提出抗干扰应对策略 , 以提高 CBTC 无线通信系统的健壮性和可用性。

关键词 :城市轨道交通 ; CBTC ; 无线局域网 ; 同频干扰 ; 策略

Abstract :Wireless Local Area Network technology following the IEEE 802.

11standard is widely applied to fulfill the information interaction between the train and wayside in communication-based train control system (CBTC ．Aimed at the prevalent co-channel interference problems of WLAN system , by analy-zing and researching these problem causes , the anti-interference strategy is put forward to improve the ro-bustness and availability of wireless communication of CBTC system．

Key words :Urban railway transit ; Communication-based train control ; Wireless local area network ; Co-Channel interference ; Strategy

概述

城市轨道交通 CBTC (基于通信的列车控制系统

普遍使用 IEEE 802. 11的无线局域网

(WLAN 技术 , 实现车 -地无线通信。 WLAN 组网方式灵活 , 网络结构简单 , 传输性能优异 , 完全满足 CBTC 通信指标要求 , 同时其成本价格优势明显。

但是目前 CBTC 无线通信系统使用 2. 4GHz (2. 4GHz 2. 4835GHz 工作频

段 , 是国家规定的公用频段 , 在满足允许发射功率指标条件下 , 用户可以不受限制自由使用 , 因此该频段内可能存在大量的设备与用户 , 存在着潜在的无线同频干扰。如何消除无线同频干扰给 CBTC 带来的影响 , 保证车 -地传输系统的可靠运行 , 是目前迫切需要解决的问题。

本文针对 CBTC 应用环境 , 对 2. 4GHz 无线同频干扰进行分析、研究 , 提出解决或降低 CBTC 无线通信系统受无线电磁干扰影响的方法 , 从而最大限度地保证车 -

地通信的传输效率。 2干扰原理与分析

同频干扰指无用信号的载频与有用信号的载频

相同 , 并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰。当同频干扰增大到一定程度 , 就会直接影响到通信质量。 CBTC 无线通信系统使用 2. 4GHz 公用频段 , 外界可能存在的 2. 4GHz 无线设备工作信道与 CBTC 无线通信系统相同 , 从而引发无线信号干扰 , 导致无线通信系统数据链路性能下降 , 甚至通信中断。

根据 IEEE 802. 11协议标准规定 , 2. 4GHz 频段共划分为 13个工作信道 , 相邻频点间隔为 5MHz , 单信道带宽为 22MHz , 信道划分参见图 1。实际应用中普遍采用 1, 6和 11三个工作信道避免相互之间的干扰。

当外界 2. 4GHz 无线设备使用与 CBTC 无线通信系统相同的无线信道时 , 其发射载频相同 , 从而设备间产生相互干扰 , 可能影响 CBTC 无线通信设备正常接收 , 导致系统通信性能降低。

为避免同频干扰 , 提高传输成功率 , IEEE802. 11标准规定了带有冲突避免的载波侦听多路访问协议。其要求是发送数据前 , 先侦听信道占用状态 , 若空闲则进行窗口退避以竞争信道使用

—

47— 2013年 7月铁道通信信号

July 2013第 49卷第 7期ＲAILWAYSIGNALLING ＆COMMUNICATION

Vol. 49

No. 7

图 12. 4GHz 频段信道划分

权 , 最早到达竞争窗口的设备率先进行传输 , 传输完成后 , 信道再次空闲 , 再次进入窗口退避竞争阶段 , 如此循环。

根据协议定义 , WLAN 无线设备 (AP 和应用终端互相竞争发射 , 当同一信道存在多个设备 , 信道繁忙概率将提升 , 进行数据报文发送时可能需要不断进行信道侦听和占用请求 , 从而会降低数据报文发送的物理速率 , 使得带宽利用率下降导致通信性能下降。

3抗同频干扰策略

根据上述对同频干扰的分析 , 实际应用中可以通过提高系统自身信号强度 , 降低接收到的干扰源信号强度的方式来降低同频干扰的影响。

结合 CBTC 具体应用环境特点 , 需要从无线通信系统设计和设备性能二个方

面 , 优化增强系统的抗干扰能力。

3. 1系统设计

3. 1. 1冗余设计

根据数据报文传送的可靠性要求 , CBTC 无线通信系统为数据报文提供 2条对等独立的网络传输通道。车 -地无线通信网络采用双网冗余覆盖方案 , 沿线部署 2套完全独立的 WLAN 无线网络 , 2个网络分别使用不同的工作信道 ,(1、 6、 11信道中选择 , 实现 2个无线网络之间的完全隔离和冗余。列车安装 2套车载无线单元 , 分别接入到轨旁 2个不同的无线网络。 2个车 -地无线通信网络并行工作 , 同步传递相同的数据报文 , 即使受到干扰影响 , 引发单网通信故障 , 也不会影响车 -

地数据报文的传输。

3. 1. 2优化无线覆盖方式

采用合理的无线覆盖方式 , 将有效增大自身有用信号强度 , 降低外界信号干扰 , 可以极大的提高系统的抗干扰能力。

目前无线信号覆盖通常有 3种方式 :天线的空间波覆盖方式、漏泄同轴电缆方式及波导管作为传输线和分布天线的覆盖方式。其中漏泄同轴电缆和波导管信号覆盖具有较强的方向性和较短的垂直覆盖距离。通过合理的布设可以有效减低外界干扰信号强度 , 提高系统的抗干扰能力。车载天线使用定向天线 , 在保证自

身设备场强覆盖要求下 , 降低覆盖范围。

考虑到车厢内乘客使用设备的无线干扰 , 可以对车载天线加装金属屏蔽 , 屏蔽来自车辆内部的干扰信号。

3. 2信道复用技术

针对多设备信道抢占干扰问题 , 利用高效的信道复用技术 , 最大限度地降低相互干扰 , 提高信道重用程度。信道复用技术核心思想是提高无线设备的信道空闲评估门限来提高设备的可用性。信道空闲评估是指无线设备在发射无线信号前需要评估信道是否为空闲状态。若信道为空闲状态 , 则在执行完冲突退避算法后就可以进行数据报文的发送 ; 若信道被其他用户占用 , 则需要进行发送等待。通过

合理提高信道空闲评估门限值 , 可以忽略同一区域内使用相同工作信道的部分WLAN 无线设备 , 降低信道使用竞争 , 提高信道抢占成功率。信道空闲评估门限提高后 , 即使同信道的无线设备正在发送信号 , 只要信号强度不超过设备设定门限值 , CBTC 无线通信系统将忽略正在使用同一信道的外界无线设备 , 仍然能够正常发送自己的无线信号。

3. 3主动链路传输技术

根据当前无线信号强度、历史发送状态等信息 , 无线通信系统动态计算当前报文合适的发送速率 , 有效降低发送报文的空口占用时间 , 提高信道的利用率 , 优化共存环境下设备的工作效率。传输过程中对数据报文采用分片的方式进行传输 , 当某一数据片传输失败或者错误 , 只需要对该数据片重新进行传输 , 从而提高了传输效率 , 降低重传误码风险。同时利用主动链路传输技术在网络应用层设计主动重传机制 , 保证数据传输的可靠性。

— 57—

ＲAILWAYSIGNALLING ＆COMMUNICATION Vol. 49No. 72013

4专用频率建议

无线通信始终面对复杂的无线电磁环境 , 无线干扰将是一个无法避免的问题而长期存在 , 为了圆满解决无线干扰对系统安全性的影响 , 需要从频谱管理方面进一步开展工作。

在频谱使用上 , 通过相应行政管理手段 , 为 CBTC 无线通信系统设置专用频段 , 可将使用公用频段引发的风险降到最低。

根据我国无线电频率划分规定及相应无线产品设备使用情况 , 建议考虑使用 5. 8GHz 或者 1. 8GHz 作为 CBTC 无线通信系统专用频段。图 25. 8GHz 频段WLAN 信道划分示意图 4. 15. 8GHz (5. 725 5. 850GHz 4. 1. 1

频率划分

我国无线电频率划分规定 5. 8GHz (5. 725 5. 850GHz 频段作为宽带无线接入系统使用频段。实际上使用 5. 8GHz 频段需要报所在省、自治区、直辖市无线电管理机构批准。 4. 1. 2设备选择

IEEE 802. 11协议标准规定 5GHz 频段 (5. 150 5. 250GHz , 5. 250 5. 350GHz , 5. 470 5. 725GHz , 5. 725 5. 875GHz 可以作为 WLAN 工作频率 , 频率信道参见图 2。

我国无线电频率划分规定 WLAN 工作频率为 5. 8GHz (5. 725 5. 850GHz 频段 , 共计 5个信道 , 操作信道号分别为 :149、 153、 157、 161、 165; 每个信道占用 20MHz 频带带宽 , 互不干扰 ; 5. 8GHz 频段信道配置见表 1。

表 1

5. 8GHz 频段 WLAN 信道配置表

信道中心频率 /GHz

信道低端 /高端频率 /GHz

149

153157161165

5. 7455. 7655. 7855. 8055. 825

5. 735/5.7555. 755/5.7755. 775/5.7955. 795/5.8155. 815/5.835

目前 CBTC 无线通信系统使用的 IEEE 802. 11

无线产品可以支持使用 5. 8GHz 频段。

选用 5. 8GHz 频段作为 CBTC 无线通信系统专用频段 , 只需要对目前 CBTC 采用的 IEEE 802. 11无线产品进行升级调整 , 整体网络架构可以保持不变。

但是 5. 8GHz 与 2. 4GHz 无线传播特性不同 , IEEE 802. 11无线产品性能特性和无线场强覆盖方式都需要经过试验研究 , 以保证系统的可用性 , 满足 CBTC 性能指标要求。 4. 21. 8GHz (1. 785－1. 805GHz 4. 2. 1

频率划分

我国无线电频率划分规定 1. 8GHz (1. 785 1. 805GHz 频段可以为宽带无线接入系统使用 , 实际使用前需要向省、自治区、直辖市无线电管理机构申请批准使用。 4. 2. 2

设备选择

国家无线电频率划分并未对 1. 8GHz 频段采用的无线接入技术进行规定 , 目前包括 SCDMA (同步码分多址、 LTE (3GPP 长期演进技术等技术设备均可以支持在 1. 8GHz 频段的使用。上述技术设备都未曾在 CBTC 系统应用 , 从整体网络架构设计、无线设备性能特性等各方面都需要经过大量的试验研究 , 综合考虑设备造价、设备厂商等诸多方面因素 , 以论证应用于 CBTC 系统的

可行性。

5结束语

本文针对城市轨道交通 CBTC 系统无线通信系统存在

的同频干扰进行分析研究 ,

在现行频段使用方式下 , 可

以从系统规划和优化设备技术 2个方面进行抗干扰设计 , 增强设备的抗干扰能力。

配置专用频率应是一个未来最终解决同频干扰的方法 , 但其涉及国家频率统一规划和审批 , 同时需要从技术层面和产品层面满足对 CBTC 应用业务的支持 , 这些问题都需要进行详细的研究和论证。

参

考

文

献

[1]

舒安洁 , 李开成．CBTC 系统信息安全传输的研

究 [

J ]. 微计算机信息 , 2006．3。 [2]孙思南．轨道交通基于通信的列车控制无线系统干扰

性研究 [

J ]. 上海交通大学 , 2007. [3]谢光玮．CBTC 中 802．11的干扰分析与仿真 [J ]. 北

京交通大学 ,

2009. [4]张国栋 , 李寿鹏．WLAN 网络中同频 AP 互相干扰的研

究 [J ]电信工程技术与标准化 ,

2011．1. (责任编辑 :诸

红

—

67—铁道通信信号 2013年第 49卷第 7期

中国城市轨道交通机电设备系统发展历程及趋势XXXX0317

中国城市轨道交通机电设备系统发展历程及趋势要点： ●发展历程 ●技术状况 ●系统安全的沿革 ●前沿技术与最新研究进展 ●机电设备国产化动向 ●市场空间及前景 1．中国城市轨道交通机电设备系统的发展历程中国国内的城市轨道交通机电设备系统的发展，大致经历了三个阶段。 2．中国城市轨道交通机电设备系统的技术状况 2.1 车辆（RS）：中国城市轨道交通大部分采用轮轨式车辆，主要技术如下：列车编组：4节、6节、8节。车型：根据载客量大小分：A型、B型、C型三种类型。车体材料：采用铝合金挤压型材焊接结构或不锈钢车体材料。最高运行速度：80-100 km/h。列车制动：电气制动、空气制动和停放制动。转向架：钢板压型焊接结构、无摇枕转向架。牵引控制：采用VVVF主逆变器技术。列车自动监测及故障诊断：设置微机控制列车自动监测及故障诊断装置。其它型式的车辆：XX－高速磁浮列车系统,和XX－直线电机列车系统，XX－跨座式单轨列车系统。 2.2 信号（SIG）：信号系统的核心是列车自动控制系统ATC（automatic train control system），ATC系统，包括三个子系统：列车自动监控子系统ATS（automatic train supervision subsystem）；

列车自动防护子系统ATP（automatic train protection subsystem）；列车自动运行子系统ATO（automatic train operation subsystem）。国内城市轨道交通的信号系统的制式，最早为固定闭塞信号系统，后来发展到准移动闭塞信号系统，近些年新建的项目大多为移动闭塞信号系统。CBTC 系统已成为大多数城市轨道交通信号系统的发展趋势。今后，信号系统将逐步走向综合监控列的发展方向，纳入综合监控系统，实现城市轨道交通机电系统资源共享。 1990年代，信号系统设备完全由国外厂商提供，目前部分产品可由国内厂商提供。典型的CBTC信号系统的结构框图 2.3 供电（PS）：供电系统组成：外部电源、主变电所及中压环网、牵引供电系统（牵引变电所及牵引网）、低压配电及照明供电系统（降压变电所及动力照明配电系统）、电力监控系统（SCADA）、杂散电流防护及接地系统。外部供电电压等级：500kV、220kV、110kV、35kV。内部供电电压等级：35kV、0.4kV。110kV和35kV断路器采用GIS设备。牵引供电电压等级：直流750V、1500V。车辆供电方式：接触网或接触轨接触轨主体材质：主要有低碳钢和钢铝复合两种。电力监控系统（SCADA）的电力调度系统由ISCS集成。供电系统的绝大部分设备都由国内生产厂商供货。 2.4 通信（）：通信系统一般设置专用通信、公安通信、公共通信三大通信系统。专用通信系统由传输系统、专用系统、无线通信系统、公务通信系统、时钟系统、信息网络系统、通信电源系统、集中网络管理等子系统和通信线路共同组

中国城市轨道交通发展及现状调查报告

中国城市轨道交通发展及现状调查报告关于《中国城市轨道交通发展及现状调查报告》，是我们特意为大家整理的，希望对大家有所帮助。公共交通常用名词术语》中，将城市轨道交通定义为“通常以电能为动力，采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总称”。一般而言，广义的城市轨道交通是指以轨道运输方式为主要技术特征，是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轨道交通系统（有别于道路交通），主要为城市内（有别于城际铁路，但可涵盖郊区及城市圈范围）公共客运服务，是一种在城市公共客运交通中起骨干作用的现代化立体交通系统。二、调查的基本情况（一）调查目的 1、了解我国城市轨道的历史发展概况 2、了解我国城市轨道的现状及存在问题 3、了解我国城市轨道发展对城市经济发展的，包括对装备制造业、就业、城市空间布局、城市环境等的影响。（二）调查方法本报告针对中国城市轨道交通的发展、现状及对社会的影响展开调查。调查采取从网上搜寻大量资料并进行筛选总结的方法进行。（三）项目执行调查时间：自2013年11月12日至11月15日。三、调查结果（一）中国各大中城市的轨道交通发展历史（即已建成通车的城轨交通）1908年，我国第一条有轨电车在上海建成通车，揭开了中国城市轨道交通建设的序幕。随后，大连、天津、沈阳、北京、哈尔滨等城市相继修建了有轨电车线路，也在当时的城市公共交通中发挥了骨干作用。旧式有轨电车行驶在道路中间，与其他车辆混行，运行速度不高，正点率低，。随着汽车工业的发展，城市道路面积明显地不够用。到了20世纪50年代，中国各大城市开始相继拆除旧式有轨电车，到50年代末，只有大连、长春、鞍山等个别城市保留至今。由于人口及汽车的猛增，有限的城市道路面积和无限增长的汽车数量产生了尖锐矛盾。城市轨道交通再次进入规划者的视野。中国的地铁始建于1965年。 1965年北京地铁中国最早的地铁线路 1965年7月1日，北京的第一条地铁开工，1969年10月1日第一条地铁线路建成通车，使北京成为中国第一个拥有地铁的城市。目前北京在建地铁有4、5、10、奥运支线、机场特铁，2008年长度达200公里。2007年12月24日是北京地铁1号线和13号线缩短高峰运行间隔的第一天，地铁全网客运量突破300万，达到3018347人次，全线开行列车2306列，其中加开临客82列。至此，北京地铁成为中国大陆第一个日客流超过300万人次的地铁系统。 1984年12月28日建成通车，天津规划地铁系统总长度227公里，预计到2010年将累计实现轨道交通通车总里程130公里。上海轨道交通建设始于1990年初。截至2008年底，运营线路总长236公里，车站总计162座。覆盖13个行政区域，线网规模位列全国之首;2008年上海轨道交通共运送乘客

PIS车地无线系统LTE技术方案新版

B2.1系统概述乘客信息系统PIS是以计算机及多媒体应用为平台，以车站和车载显示终端为媒介向乘客提供信息的系统。乘客信息系统在正常情况下，提供乘车须知、服务时间、列车到发时间、列车时刻表、管理者公告、政府公告、出行参考、股票信息、媒体新闻、赛事直播、广告等实时动态的多媒体信息；在火灾、阻塞及暴恐等非正常情况下，提供动态紧急疏散提示。车载设备通过无线传输实时或预录接收信息，经处理后在列车客室LCD显示屏上进行音视频播放。车地无线系统作为地铁PIS的重要组成部分，是中央控制中心、车站分中心与移动中的列车保持实时信息交互的重要通道，可以让处于隧道、停车场、车辆段中的列车实时与上级中心进行信息交互，使地铁车站和运营中心值班人员可以实时观察运行中列车乘客车厢、司机室内情况，司机能实时观察本列车乘客车厢内情况；运营中心向运行中列车发布及时信息，实时转播数字电视节目；运行中列车的紧急状态，如火灾报警、紧急开关车门，实时上传到运营中心和车辆段车场调度中心，便于进行地铁运营管理和为乘客信息化服务。车地无线网络主要用来实现车－地之间的实时信息交换功能。为实现列车上信息与车站局域网内信息的双向传输，保证对运行过程中的列车车厢内情况进行实时监控，同时为车厢内的乘客提供电视直播信息等服务，需要在地铁系统内建设一套高带宽、无缝漫游的车地无线网络系统。本工程乘客信息系统（PIS）是依托多媒体网络技术，以计算机系统为核心，通过设置在站厅、站台、列车客室的显示终端，让乘客实时准确地了解列车运营信息和公共媒体信息的多媒体综合信息系统。在正常情况下，运营信息、公共媒体信息共同协调使用；在紧急情况下运营信息优先使用。深圳地铁11号线一期工程包含18座车站（其中高架站4座）、1座控制中心、1座车辆段、1座停车场，同时初期配备33列列车（未来近期50列，远期59列）。乘客信息系统在各车站、控制中心、车辆段、停车场和区间隧道设置PIS设备，为乘客提供信息服务。

城市轨道交通CBTC计算机联锁子系统分析

ｏｎｇｈｅ　Ｙａｎｊｉｕ１７２　城市轨道交通ＣＢＴＣ计算机联锁子系统分析胡超林（浙江浙大网新众合轨道交通工程有限公司，浙江杭州３１００００）摘　要：ＣＢＴＣ因其技术优势已经成为现代城市轨道交通首选控制方案，随着这类控制方式的应用推广，对其计算机联锁子系统也提出了更高的要求。现总结了城市轨道交通ＣＢＴＣ计算机联锁子系统的功能、技术特点及优势，并结合实际案例研究了其具体的工作方式。关键词：城市轨道交通；ＣＢＴＣ；联锁子系统０　引言随着经济社会发展和城市交通进步，城市轨道交通变得复杂而繁琐，这对信号设备信息采集和列车安全联锁控制性能提出了很高的要求。而ＣＢＴＣ作为一种先进的列车控制系统，对其联锁子系统的控制精度要求也进一步提高。传统的铁路联锁技术虽已沿用２０多年，但远远无法满足城市内复杂的交通信号在安全、高效、自动化、多功能方面的运营要求，必须开发设计出新的联锁子系统。可喜的是，现代通信技术、网络技术、计算机技术的飞速发展为这一复杂的控制系统提供了硬件基础，它们构成的联锁子系统信息量大、可靠性高、体积小、便于集中联网，能实现整个城市的统一协调调度，减小系统维修的工作量，这些优点使得计算机联锁子系统在城市轨道交通领域得到了广泛的应用，它的出现使车站联锁进入了计算机联锁时代。１　系统结构及功能简述ＣＢＴＣ整个信号系统主要包含计算机联锁子系统、列车防护自动驾驶ＡＴＰ／ＡＴＯ子系统、智能列车自动监控ＡＴＳ子系统和维护支持ＭＳＳ子系统等，其通过这些系统来实现列车的自动控制、状态监测、安全运行、维修和故障诊断等功能。而计算机联锁子系统是信号系统的基础，其主要功能是通过对轨旁信号设备实施监控，完成列车运行预排、过程监控等功能，这类子系统如西安地铁２号线的ＭｉｃｒｏｌｏｋⅡ联锁控制器，北京亦庄线ＣＢＩ子系统、ＭＴＣ－Ⅰ型系统及ＴＹＪＬ－ＺＣ１型系统等，其设计和开发有一定区别，但大同小异。本文以北京亦庄线ＣＢＩ子系统为例谈谈其结构。ＣＢＩ子系统的主要功能设备包含联锁机、现场工作站、通信网络、系统维护台等，它们组成了以微处理器为基础的计算机联锁信号控制系统，结构如图１所示。由图１可知，ＣＢＩ子系统中包含有很多设备，而联锁机是整个系统的核心。ＣＢＩ子系统中的联锁机主要实现轨旁设备联锁控制，管辖所有联锁功能，通过既定程序来实现联锁逻辑和控制逻辑。这种冗余联锁机采用二乘二取二双ＣＰＵ作为核心控制器，增加独立的“故障／安全”校验模块，使用了一系列的可编程安全系统设计技术，如“固有故障—安全”“独立计时器”“组合故障—安全”“双通道相异软件”“反应故障—安全”等，这些技术大大提高了系统的安全性。同时，系统采用双网通信、逻辑上环网连接、模块隔离技术，确保了可靠性和实用性，它能支持单点和多点安全型串行通信，能与很多列车自动驾驶子系统进行安全型数字通信。使用ＦＳＦＢ２安全通信协议的北京首都机场线证明，该子系统的信息交换是可靠的。通信网络是这些监控信号和工作信号传输的通道，如图１图１　ＣＢＩ子系统结构示意图所示，联锁机通过两套热冗余的高速交换机设备分别与ＡＴＳ子网和ＡＴＰ／ＡＴＯ信号子网进行信息传输。这个网络为两台联锁机和现场操作站以及系统维护台各提供了两个网络接口，来实现各设备间的信息传输。另外，还可通过ＳＤＨ节点来接入ＡＴＣ骨干网，实现该子系统与中心应用服务器之间的通讯。同理，其余区域的ＣＢＩ子系统也可通过ＳＤＨ节点接入骨干网来实现信息交换和集中控制。使用这种子系统时，ＡＴＳ子网和信号子网同时处于工作状态，相关的子系统均可单独通过各自的两个网络来发送和接收信息。在其中一个网络出现问题时，子系统仍可通过另一个网络来进行通信，出现问题的网络可进行维修或单独维护，实现了整个系统的连续工作，便于及时维护和实时查询。现场工作站是联锁子系统控制的显示单元，它作为人机交互界面能方便地对本联锁区的信号设备进行实时监控，如道岔、进路、故障报警等信息，把这些信息通过车站ＡＴＳ发送给中心。这里还可查看车站ＡＴＳ所发送的中心操作指令，操作人员可根据操作指令将所需执行的指令信息通过操作界面方便地传送给联锁机。另外，它作为ＡＴＳ子系统的车站及显示终端，能形象地显示子系统内部所有列车运行的位置信息、运行计划信息和告警信息等。这些信息能给车站值班人员提供参考和依据，对故障和告警能及时进行反应和处理。现场工作站的操作指令必须通过ＨＩＬＣ校验的二次确认后才能实现有效的操作，确保了现场工作站操作的安全性。系统维护台也是该联锁子系统中重要的设备，它不但能完成联锁系统维护和接口设备监测，还能打印设备操作信息记录，将子系统内设备的运行状态和报警信息及时反馈给维修人

城市轨道交通各种制式系统

城市轨道交通的基本技术类别和优缺点城市轨道交通模式种类繁多，分类方法也较多。目前，世界上城市轨道交通分类大体如下：按构筑物的形态或轨道相对于地面的位置划分为地下铁路、地面铁路和高架铁路；按列车服务范围划分为传统的城市轨道交通、区域快速铁路和市郊铁路；按运能等级（大运量、中运量、小运量）及车辆类型可分为地下铁道、轻轨交通、单轨交通、有轨电车、胶轮地铁、直线电机车辆、中低速磁悬浮（HSST）、磁悬浮；按照列车驱动力可以大致分为轮轨系统和磁悬浮系统两大类，城市铁路、地铁、轻轨、单轨属于轮轨系统，而直线电机车辆介乎两者之间，原理上属于磁悬浮系统。目前，城市铁路、地铁、轻轨、单轨、胶轮地铁、磁悬浮交通等等形式在中国均有应用，北京13号线被称为国内第一条城市铁路，上海建成了世界上第一条投入商业运营的磁悬浮线路（其原理图如图2.2.1-1所示），重庆单轨，广州四号线采用直线电机驱动的车辆，各城市轨道交通模式的选择正在趋于多样化。由于分类方法很多，而且分类的界限越来越不清晰，下面暂按列车驱动方式分类方法（即磁悬浮系统和轮轨系统）简要地对各种制式进行比较论述。 1.磁悬浮模式（1）磁悬浮（TR）磁悬浮列车分为常导型和超导型两大类。常导型也称常导磁吸型，以德国高速常导磁浮列车Transrapid为代表，它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起，悬浮的气隙较小，一般为10毫米左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时400-500公里，适合于城市间的长距离快速运输。而超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型，以日本MAGLEV为代表。它是利用超导磁体产生的强磁场，列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用，产生电动斥力将列车悬起，悬浮气隙较大，一般为100毫米左右，速度可达每小时500公里以上。这两种磁悬浮列车各有优缺点和不同的经济技术指标。磁悬浮系统的突出特点是速度高，造价昂贵，而且应用经验不足。突出的缺点是： 1）由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的，断电后磁悬浮的安全保障措施，尤其是列车停电后的制动问题仍然是要解决的问题。其高速稳定性和可靠性还需很长时间的运行考验。

城市轨道交通车辆的类型与选用要素

广州华夏职业学院教案首页授课题目单元4 城市轨道交通车辆 4.1 城市轨道交通车辆的类型与选用要素授课时间第10 周星期3 第1,2 节授课班级14城轨3 课次第9 次课教学方法讲授课时 2 学时授课方式理论课□√实验课□讨论课□ 习题课□其他□ 教具多媒体教学目的了解城市轨道交通车辆的特殊要求掌握车辆的类型掌握城市轨道交通车辆的选用要素教学重点掌握车辆的类型教学难点掌握车辆的类型课后作业与思考题 P112 三—3 教学后记

广州华夏职业学院教案纸单元4 城市轨道交通车辆 4.1 城市轨道交通车辆的类型与选用要素一、复习提问城市轨道交通线路、轨道的基本组成城市轨道交通车站的类型与组成二、讲授新课 1. 城市轨道交通车辆的特殊要求（1）容量大、安全、快速、舒适、美观、节能（2）良好的动力性能较高的起动加速度和制动减速度（3）减少能耗、减少发热设备（4）对乘坐舒适性的要求 2. 城市轨道交通车辆的类型 A、按牵引动力配置分 ①动车：带受电弓和不带受电弓 ②拖车：带有司机室或不带司机室如上海地铁一号线车组由三种车组成： A型带有司机室列车自动控制装置、静止逆变器、空调装置和蓄电池组的拖车。 B型设有牵引电机、牵引斩波器、静止逆变器、空调装置和受电弓的动车。 C型设有牵引电机牵引斩波器、静止逆变器、空调装置和空气压缩机的动车。(不带受电弓的动车）运行编组近期（六节编组，四动两拖）－A=B*C=B*C＝A－远期（八节编组，六动两拖）一号线2009年底全部8节－A=B*C=B*C=B*C＝A－

－为全自动车钩＝为半自动车钩 * 为半永久车钩 B、按车辆规格分重型车辆：轴重较大，载客人数较多，车体尺寸较大。注轴重：车辆总重量与轴数之比，单位吨/轴轻型车辆轴重：每根车轴所能承受的包括车辆自重在内的载重量。上海地铁轴重为：16t C、按车辆制作材料分钢骨车新材料车：采用轻质合金材料（铝合金、钛合金等）拓展 1.与普通钢结构相比,制造时焊缝数量大为减少,焊接工作量可减少40%~60% 2.采用大型中空截面挤压型材制造车体,焊接变形易于控制,制造工艺变得简单、规范，从而提高了制造质量。 3.可根据结构强度要求制成不同截面形状的挤压型材，从而使材料得到充分的利用。 4.车体自重可得到大幅度的降低,与钢制车体相比自重可降低1/3~1/4. 5.耐腐蚀性优良，使用寿命长，维修维护工作量少。 3.城市轨道交通车辆的选用要素 1、车辆类型的选择因素早期地铁因客流小，车体尺寸相对较小。随着城市化的发展，尤其亚洲，建造地铁时，根据客运量的需要，采用更宽、更长的车辆。60年代，我国北京建造地铁，采用长春客车厂DK20型地铁车辆。上海地铁建造于90年代，采用较大尺寸的车辆。 2、城市轨道交通车辆的选用要素客流特点上下班客流、车站和机场的集中到达客流、节假日及大型活动的集中客流、流动人口集中进

5.8G频段的CBTC车地无线通信子系统

5.8G频段的CBTC车地无线通信子系统解决方案一、项目的开发背景众所周知，在2012年11月份深圳地铁信号多次受到便携式Wi-Fi的干扰造成地铁列车停止运行。便携式Wi-Fi一般使用2.4Ghz这个频率，这个属于非注册频率，不需要申请，谁都可以用，可以说是最方便但是最不安全的。而且，许多家用电子设备都使用2.4Ghz进行通讯，例如无线路由器、iPad、无线鼠标、无绳电话、蓝牙设备等，甚至微波炉也是使用这一频率。基于无线通信的列车自动控制系统，即CBTC(Communication based Train Control)，也称移动闭塞信号系统。该系统借助无线网络进行数据传输，也使用公用频段2.4Ghz。这势必会造成信号系统频率的干扰，随着现在移动通信系统上网速度越来越快，采用便携式WIFI的设备也会越来越多，也势必造成更大的信号冲突。因此，基于无线通信的列车自动控制系统采用新的频段也迫在眉睫、刻不容缓！二、地铁2.4G与5.8G通信系统的比较分析目前，在新建地铁信号系统的方案选择上，采用CBTC无线AP（无线接入点）接入方式的线路已越来越多。采用AP接入，具有成本较低、通讯带宽高、可部分使用商用设备、安装调试方案灵活、施工时间短等优点。现在我国在建或改造的的地铁线路中采用无线AP点接入就有北京地铁4号线，10号线，深圳地铁2号线等。这些方案在无线频率的选择上又分为2.4G ISM频段和5.8G ISM频段。我国开放这两个频段为ISM频段

的时间还比较短，应用在大型工程上的案例还不多，尤其是5.8G 频段更是较少。 1、地铁列车的拓扑模型地铁也是铁路运输的一种模式，它的运营组织和线路结构和大铁路相比虽然简单，但基本要素相同。采用AP 无线覆盖时的结构如图1。图 1 为提高可靠性采用的对向双信道覆盖地铁列车运行时不断从一个小区（AP 的覆盖范围）进入到下一个小区。这时，影响车地通信的可靠性的的因素，应从二个方面考虑： i. 小区内：因高速移动产生的多普勒频移；隧道壁反射无线电波引起的多径反射；地铁列车对信号的阻隔影响等。 ii. 穿越小区时：高速移动产生的多普勒频偏使AP 切换时检测不到临区；频繁的AP 位置登记和认证造成通信的暂时中断等。从图1可以看出，同大铁路的GSM-R 相似，地铁AP 覆盖的拓扑模型是典型的一维链状小区，而不是商用无线系统常用的蜂窝状结构。其模型如图2。图2 通信系统的一维链状小区模型这样，在移动电台在穿越通信小区时的信道切换关系大为简化。由于以地铁机车作为载体，电台的功率和尺寸比手持电台的限制小的多。同时，地铁

1 城市轨道交通练习题

城市轨道交通练习题一、填空题 1.我国第一个拥有地铁的城市是北京。 2. 列车折返方式根据折返线位置布置情况分为站前折返和站后折返。 3. 城市轨道交通车站按站台型式分为岛式站台、侧试站台和岛侧混合站台。 4. 城市轨道交通车站按运营性质可分为：中间站、换乘站、中间折返站和尽端折返站。 5.城市轨道交通的站间距在市内繁华区一般可控制在1公里左右。 6. 列车自动控制系统包括列车自动防护系统、列车自动操纵系统和列车自动监督系统。 7.世界上拥有地铁运营里程最长的城市是纽约。 8.城市轨道交通地下线一般选择在市中心繁华地区。 9.城市轨道交通敷设方式可分为地上、高架和地上。 10、城市轨道交通信号的基本色为红、黄、绿三种，再辅以月白色、蓝色，构成城轨交通信号的基本显示系统。 11、道岔是机车车辆从一股道转入另一股道的线路设备，由岔心部分、翼轨部分、护轨部分三部分组成。 12、由于城市轨道交通运行间隔小、车流密度大，列车运行安全由ATP系统防护，因此一条进路中允许多个列车运行，此种进路为多列车进路。 13、列车运行自动控制系统(ATC)包括列车自动防护系统、列车自动驾驶系统及列车自动监控系统三个子系统，简称“3A”。 14、列车自动监控系统的列车追踪间隔调整功能的两种调整方式：模拟方式、离散方式。 15、根据信源所产生的信号的性质不同可分为组呼信源和全呼信源。二、名词解释 1.轨道电路：有两根钢轨组成，用来反映轨道上是否有车与是否完整的电气回路。 2.岛式站台：位于两条线路中间的站台。 3．技术速度：指不包含停站时间在内的列车在站间平均运行速度。 4．旅行速度：指列车从始发站发出到达折返站时的平均运行速度。三、问答题 1.城市轨道交通的轨道由哪几个部分组成？一般有钢轨、扣件、轨枕、道床、道岔及其附属设备组成。 2. 城市轨道交通的构成包括哪几个部分？轨道交通系统由一系列相关设施组成，这些设施包括车站、线路、列车、控制以及通信信号系统等。 3. 简述现代城市轨道交通的种类,与城市道路交通相比的优势。现代化城市轨道交通种类主要有地铁、轻轨铁路、市郊铁路、AGT自动导向系统、独轨铁路和磁悬浮铁路等。优势：1、有较大的运输能力2、有较高的准时性3、有较高的安全性4、有较高的舒适性5、有较高的速达性6、能有效地节省土地7、对坏境保护作用好8、有较低的社会成本。

中国城市轨道交通发展及现状调查报告

中国城市轨道交通发展及现状调查报告篇一：城市轨道交通发展及现状调查报告一、调查背景当前，中国大中城市普遍存在着道路拥挤、车辆堵塞、交通秩序混乱的现象，已成为城市发展的“瓶颈”问题。随着中国城市规模和经济建设飞速的发展，城市化进程在逐步加快，城市人口在急剧增加，大量流动人口涌进城市，人员出行和物资交流频繁，交通需求急剧增长，城市交通供需矛盾日趋紧张。发展以轨道交通为骨干，以常规公交为主体的公共交通体系，为城市居民提供安全、快速、舒适的交通环境，引导城市居民使用公共交通系统是国外大城市解决城市交通问题的成功经验，也是中国大城市解决交通问题的惟一途径。城市轨道交通定义：城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统称为城市轨道交通。在国家标准《城市公共交一般见名词术语》中，将城市轨道交通定义为“一般以电能为动力，采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总称”。一般而言，广义的城市轨道交通是指以轨道运输方式为主要技术特征，是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轨道交通系统（有别于道路交通），主要为城市内（有别于城际铁路，但可涵盖郊区及城市圈范围）公共客运服务，是一种在城市公共客运交通中起骨干作用的现代化立体交通系统。二、调查的基本情况

（一）调查目的 1、了解中国城市轨道的历史发展概况 2、了解中国城市轨道的现状及存在问题 3、了解中国城市轨道发展对城市经济发展的，包括对装备制造业、就业、城市空间布局、城市环境等的影响。（二）调查方法本报告针对城市轨道交通的发展、现状及对社会的影响展开调查。调查采取从上搜寻大量资料并进行筛选总结的方法进行。（三）项目执行调查时间：自XX年11月12日至11月15日。三、调查结果（一）各大中城市的轨道交通发展历史（即已建成通车的城轨交通） 19 ，中国第一条有轨电车在上海建成通车，揭开了城市轨道交通建设的序幕。随后，大连、天津、沈阳、北京、哈尔滨等城市相继修建了有轨电车线路，也在当时的城市公共交通中发挥了骨干作用。旧式有轨电车行驶在道路中间，与其它车辆混行，运行速度不高，正点率低，。随着汽车工业的发展，城市道路面积明显地不够用。到了20世纪50年代，各大城市开始相继拆除旧式有轨电车，到50年代末，只有大连、长春、鞍山等个别城市保留至今。由于人口及汽车的猛增，有限的城市道路面积和无限增长的汽车数量产生了尖锐矛盾。城市轨道交通再次进入规划者的视

浅析车地无线通信传输系统构成及原理

技术与市场技术应用２０１９年第２６卷第６期浅析车地无线通信传输系统构成及原理万　建（深圳地铁运营集团有限公司，广东深圳５１８０００）摘　要：重点对深圳地铁１１号线信号系统车地无线通信传输系统构成及原理进行分析，皆在为相关工作提供参考。关键词：ＣＢＴＣ；ＡＰ；ＤＣＳ；ＴＲＥｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１９．０６．０６６　引言随着无线通信技术的发展。基于自由空间传输的无线传输技术在ＣＢＴＣ系统中得到了应用。无线的频点一般采用共用的２．４ＧＨＺ或５．８ＧＨＺ频段，采用接入点（ＡＰ）天线作为和列车进行通信的手段。　车地无线通信传输系统构成及原理１．１　无线网络的构成ＤＣＳ无线网络用于承载车载和轨旁ＣＢＴＣ系统间信号数据流的通信，它由位于轨旁的无线接入点（ＡＰ）、功分器、轨旁定向天线，及车载无线天线、车载无线调制解调器组成。１．２　无线网络系统原理１）车地双向通信网络。每个ＴＲＥ（轨旁无线设备）由红网、蓝网接入点组成，此红、蓝接入点与其各自的无线网络相连接。无线网采用８０２．１１ｇｑ协议，采用带宽为６ＭＨｚ的窄带技术，红网采用中心频率为２．４７２ＧＨｚ，蓝网采用频点２４１７ＧＨｚ。２）轨旁无线网络。ＴＲＥ是配置于轨旁的无线传输设备，用于与车载无线设备之间进行无线通信。ＴＲＥ箱内主要有２个无线调制解调器、２个电源转换器、２个光电转换器。红色、蓝色无线调制解调器分别连接到各自的功分器上，功分器连接到定向天线上用于传输射频（ＲＦ）信号。３）车载无线网络。每辆列车安装２个无线调制解调器，用于ＣＢＴＣ业务传输，每个无线调制解调器连接２个位于车体上方的天线，用于与轨旁天线进行无线信息传输。为满足列车双向行驶以及在岔区和车辆段等处保持通信，列车每端必须配置两个车载天线。车载无线调制解调器在无线覆盖区域能与无线网络快速完成握手及授权并接入，保证列车正常投入运营及故障恢复满足系统功能、性能及运营效率要求。１．３　ＤＣＳ无线系统冗余结构ＤＣＳ无线网络采用冗余结构，由红网和蓝网组成。无线系统的冗余结构能保证当任一轨旁或车载无线设备故障时包括单个接入点的故障、单个轨旁设备电源的故障、单个光交换设备的故障均不影响系统的正常工作。ＤＣＳ无线系统的典型冗余结构，如图１所示。图１　ＤＣＳ无线系统的典型冗余结构图１）正常情况下的连续通信。列车在隧道内运行，列车进入无线单元（Ｂ）和无线单元（Ｃ）的重叠覆盖区域。在该重叠覆盖区域内，车头红网车载无线调制解调器收到由红网接入点（Ｃ）和红网接入点（Ｂ）循环生成的识别信息。车尾蓝色车载无线调制解调器收到由无线单元（Ａ）蓝网接入点（Ａ）循环生成的识别信息红网车载无线调制解调器将测量并对比收到的功率，如果从红网接入点（Ｃ）接收的功率高于从红网接入点（Ｂ）接收的功率，调制解调器将执行从红网接入点（Ｂ）到红网接入点（Ｃ）的交接。如图２所示。９４１

城市轨道交通的概念

城市轨道交通的概念轨道交通很早就作为公共交通在城市中出现。起着越来越重要的作用。经济发达国家城市的交通发展历史告诉我们，只有采用大客运量的城市轨道交通（地铁和轻轨）系统，才是从根本上改善城市公共交通状况的有效途径。城市轨道交通（Rail Transit）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。世界各国普遍认识到：解决城市的交通问题的根本出路在于优先发展以轨道交通为骨干的城市公共交通系统。城市轨道交通的基本概念 ⒈城市轨道交通的定义城市中使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统称为城市轨道交通。在中国国家标准《城市公共交通常用名词术语》中，将城市轨道交通定义为“通常以电能为动力，采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总称”。城市轨道交通是指具有固定线路，铺设固定轨道，配备运输车辆及服务设施等的公共交通设施。“城市轨道交通”是一个包含范围较大的概念，在国际上没有统一的定义。一般而言，广义的城市轨道交通是指以轨道运输方式为主要技术特征，是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轨道交通系统（有别于道路交通），主要为城市内（有别于城际铁路，但可涵盖郊区及城市圈范围）公共客运服务，是一种在城市公共客运交通中起骨干作用的现代化立体交通系统。 ⒉城市轨道交通在城市公共交通的地位与作用 ⑴城市轨道交通是城市公共交通的主干线，客流运送的大动脉，是城市的生命线工程。建成运营后，将直接关系到城市居民的出行、工作、购物和生活。 ⑵城市轨道交通是世界公认的低能耗、少污染的“绿色交通”，是解决“城市病”的一把金钥匙，对于实现城市的可持续发展具有非常重要的意义。 ⑶城市轨道交通是城市建设史上最大的公益性基础设施，对城市的全局和发展模式将产生深远的影响。为了建设生态城市，应把摊大饼式的城市发展模式改变为伸开的手掌形模式，而手掌状城市发展的骨架就是城市轨道交通。城市轨道交通的建设可以带动城市沿轨道交通廓道的发展，促进城市繁荣，形成郊区卫星城和多个副部中心，从而缓解城市中心人口密集、住房紧张、绿化面积小、空气污染严重等城市通病。 ⑷城市轨道交通的建设与发展有利于提高市民出行的效率，节省时间，改善生活质量。国际知名的大都市由于轨道交通事业十分发达方便，人们出行很少乘私人车辆，主要依靠地铁轻轨等轨道交通，故城市交通秩序井然，市民出行方便、省时。城市轨道交通的主要技术特性 ⒈城市轨道交通有较大的运输能力城市轨道交通由于高密度运转，列车行车时间间隔短，行车速度高，列车编组辆数多而具有较大的运输能力。单向高峰每小时的运输能力最大

城市轨道交通cbtc信号系统工程施工质量安全监控继续教育

城市轨道交通cbtc信号系统工程施工质量安全监控继续教育一、单选题【本题型共6道题】 1.监理在施工阶段安全监控的主要工作不包含（）。 A．检查和审批施工单位施工组织设计 B．检查施工单位现场安全监控情况 C．按照防火防爆的有关规定，检查设置危险品库临时性构造物内，易燃易爆物品堆放间距 D．检查施工单位现场文明安全施工情况，是否符合安全文明施工管理要求用户答案：[A] 得分：10.00 2.工程质量主要风险来源不包括（）。 A．建设单位要求抢工期 B．设计单位设计质量不高，“错、漏、碰、缺”问题严重 C．监理单位不按规定程序和标准进行质量验收 D．施工单位非关键岗位个别职工业务素质不高用户答案：[D] 得分：10.00 3.城市轨道交通CBTC信号系统采用的先进的闭塞方式是（），最短追踪间距为40m，前后量列车追踪时间间隔由120-90s不等，最短时间可以是60s。 A．固定闭塞方式 B．准移动闭塞方式 C．电话闭塞方式 D．移动闭塞方式用户答案：[D] 得分：10.00 4.监理在施工准备阶段主要工作不包含（）。 A．编制并报批监理规划 B．结合实际情况，编制监理细则 C．开工前，熟悉和掌握质量控制的技术标准、依据等 D．与施工单位一起现场测量已施工桩位用户答案：[D] 得分：10.00

5.城市轨道交通CBTC信号系统技术设备在地铁运输系统中的作用有（）。 A．保证地铁运输环境湿度、温度和舒适度的关键性设备 B．保证行车安全、提高运输旅客效率，实现行车指挥和列车运行自动化 C．实现地铁下火灾自动报警和联动 D．实现地铁设备间门禁的自动控制用户答案：[B] 得分：10.00 6.城市轨道交通信号发展过程看，地面与车载设备的安全信息传输方式大致经历了三个过程顺序正确的是（）。 A．数字轨道电路----模拟轨道电路----无线双向通信 B．模拟轨道电路----无线双向通信----数字轨道电路 C．模拟轨道电路----数字轨道电路----无线双向通信用户答案：[C] 得分：10.00 二、多选题【本题型共2道题】 1.工程质量各验收层级主要有（）。 A．分部工程验收 B．单位工程验收 C．现场安全措施工作验收 D．竣工验收用户答案：[AD] 得分：2.00 2.CBTC信号系统的核心关键技术有（）。 A．列车定位技术 B．列车追踪技术 C．车地双向传输技术 D．列车控制技术 E．联锁控制技术用户答案：[AD] 得分：2.00

城市轨道交通系统各种模式的车辆

专业知识分享版使命：加速中国职业化进程摘要介绍城市轨道交通系统各种模式的车辆，涉及轮轨制式地铁系统( 包括直线电机系统) 、轻轨系统、单轨系统、自动导向系统、磁悬浮系统和无人驾驶系统的车辆。分析我国城市轨道交通的现状，指出国内城市轨道交通领域中的车辆以钢轮为主，并已基本实现国产化。最后对城市轨道交通车辆技术的未来进行展望。关键词城市轨道交通车辆技术特点展望美国的科学家曾对城市居民出行可容忍的时间进行研究，结论是 45 min 。这就是说，一个城市需要有与之规模相适应的、具有最高运行速度的交通工具。目前，世界上居住人口超过 1 000 万的城市约 20个，超过 100 万的城市约 300 余个，不少城市圈的直径超过 50 km 。因此，最高运行速度为 80 km/h 的交通工具基本可以适应，而目前能承担如此重任的只有城市轨道交通。无论是供给型还是导向型的城市轨道交通，运送出行居民是一致的; 无论是什么制式的城市轨道交通，载客的工具都是车辆。自世界上首条地铁线路建成以来，车辆在设计制造技术、性能、功能上都经历了不断发展的过程，出现了不同制式的车辆，以适应不同城市轨道交通模式的需求。 1 城市轨道交通车辆的制武 1． 1 轮轨制式车辆轮轨制式车辆有钢轮与橡胶轮两种，传统的城轨车辆采用钢轮。橡胶轮车辆在转向架上安装了驱动和导向橡胶轮，驱动橡胶轮运行在混凝土或钢制轨道梁上。橡胶轮具有较高的黏着系数，能发挥较大的启动牵引力和制动力，噪声相对较低，爬坡能力高于常规的钢轮钢轨制式。但是，由于橡胶轮污染环境、使用寿命短，使得技术成熟、适应性强的钢轮钢轨制式仍然在应用上占绝对优势。各种地铁车辆见图 1。现代城市轨道交通车辆集机械、电器、计算机、制冷、光学及噪声学等技术于一体，交流异步传动是当前电力牵引的主流模式。国际电工委员会规定的供电电压标准为直流 600、750 和 1 500 V ，我国国标规定为直流 750 和 1 500 V 两种，多数采用 A 型车的线路和近年来采用 B 型车的线路都用 DC 1500V 作为供电电压。电气绝缘材料的发展，为地铁车辆采用 DC 1500V 工作电压提供了有利条件。作为轮轨制式特例的直线电机车辆( 见图 2) 于20 世纪 80 年代问世，在技术上采取非黏着驱动，有利于提高车辆的启动加速度和制动减速度，爬坡能力强，电机结构简单; 采用径向转向架后，能适应曲线半径为 50 m 的弯道; 采用小直径车轮，降低了车辆高度，可用于较小直径的隧道; 自重轻，对线路冲击小，车辆运行时噪声相对较小。不过，直线电机车辆受电机功率的限制，车辆较小，载客量少; 由于电机气隙较大，损耗也较大，功率因数和效率相对较低。直线电机模式是轮轨制式的特例，只有在特殊的线路条件下应用，才能显示出它的优越性。 1． 2 轻轨系统车辆 1879 年，在德国西门子公司展示了一列 3 辆编组的小功率有轨电车后，美国于 1888 年造出了世界上第一列用于商业运营的有轨电车。在此之后，有轨电车在世界上得到了飞速发展。有轨电车系统是轻轨系统的前身。从 20 世纪 70年代开始，一些国家对城市的旧式有轨电车系统

浅析车地无线通信传输系统构成及原理

浅析车地无线通信传输系统构成及原理发表时间：2019-09-03T17:03:18.493Z 来源：《科学与技术》2019年第07期作者：沈斌 [导读] 接下来本文对地铁的车地无线通信传输系统构成及原理做具体阐述，希望给行业内人士以借鉴和启发。深圳市傲硕科技有限公司广东深圳 518028 摘要：随着无线通信技术的发展。基于自由空间传输的无线传输技术在CBTC系统中得到了应用。无线的频点一般采用共用的2． 4GHZ或5．8GHZ频段，采用接入点(AP)天线作为和列车进行通信的手段。接下来本文对地铁的车地无线通信传输系统构成及原理做具体阐述，希望给行业内人士以借鉴和启发。关键词：CBTC;AP;DCS;TＲE 引言早期的地铁车地无线传输系统存在的最大问题就是抗干扰能力较差，信号传输的质量较弱，在一定程度上会制约地铁运输的安全性。为了提高地铁车地无线传输系统的通信能力，需要加强技术设计。 1车地无线通信传输系统构成及原理 1.1无线网络的构成 DCS无线网络用于承载车载和轨旁CBTC系统间信号数据流的通信，它由位于轨旁的无线接入点(AP)、功分器、轨旁定向天线，及车载无线天线、车载无线调制解调器组成。 1.2无线网络系统原理 1)车地双向通信网络。每个TＲE(轨旁无线设备)由红网、蓝网接入点组成，此红、蓝接入点与其各自的无线网络相连接。无线网采用802．11gq协议，采用带宽为6MHz的窄带技术，红网采用中心频率为2．472GHz，蓝网采用频点2.417GHz。2)轨旁无线网络。TＲE是配置于轨旁的无线传输设备，用于与车载无线设备之间进行无线通信。TＲE箱内主要有2个无线调制解调器、2个电源转换器、2个光电转换器。红色、蓝色无线调制解调器分别连接到各自的功分器上，功分器连接到定向天线上用于传输射频(ＲF)信号。3)车载无线网络。每辆列车安装2个无线调制解调器，用于CBTC业务传输，每个无线调制解调器连接2个位于车体上方的天线，用于与轨旁天线进行无线信息传输。为满足列车双向行驶以及在岔区和车辆段等处保持通信，列车每端必须配置两个车载天线。车载无线调制解调器在无线覆盖区域能与无线网络快速完成握手及授权并接入，保证列车正常投入运营及故障恢复满足系统功能、性能及运营效率要求。 1.3DCS无线系统冗余结构 DCS无线网络采用冗余结构，由红网和蓝网组成。无线系统的冗余结构能保证当任一轨旁或车载无线设备故障时包括单个接入点的故障、单个轨旁设备电源的故障、单个光交换设备的故障均不影响系统的正常工作。2TD-LTE无线通信传输TD-LTE技术是3GPP标准的4G通信技术，它采用OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiple，正交频分多址）和MIMO（MultipleInputMultipleOutput，多入多出）技术作为其无线网络演进的标准，系统采用全IP网络架构，支持良好的移动性，移动速率达到120km/h～350km/h时移动终端能与网络保持连接，确保其不掉线。TD-LTE宽带集群是在TD-LTE技术上，承载数字集群业务，实现了无线数字集群宽带化，实现了语音、数据、视频功能，不仅使调度通信“听得到”，还实现了调度通信“看得见”，实现了现场图像上传、视频通话、视频回传、视频监控等。系统具有上下行工作带宽可灵活配比，系统支持工作在400MHz、1400MHz、1800MHz等多个频段。TD-LTE宽带无线数字集群主要技术指标如下：呼叫建立时间：小于300ms；话权抢占时间：小于200ms；单基站覆盖半径：市区1-3Km，郊区3-10Km；带宽：支持可变带宽，1.4～20MHz；频谱利用率：上行2.5bps/Hz，下行5bps/Hz；峰值传输速率：在20MHz带宽下，下行峰值传输速率100Mbps，上行峰值传输速率50Mbps。 2视频编码技术地铁的监控摄像头获取的数据量庞大，给主控制器带来较大的存储压力，如果仅仅依靠主控制器进行视频视距的传输将会造成主控制器的系统瘫痪，因此需要考虑在传输的过程中对视频进行压缩处理，减少视频存储的空间。MPEG-4、H.264两种视频压缩编码在近几年的发展中得到了广泛的使用，但是考虑到地铁无线网络传输的情况，采用H.264视频编码技术较为合适。在同等的传输码率下，H.264比MPEG-4信噪比高，H.264中的分离视频编码层具有良好的兼容性，能够适应不同的网络协议。H.264还可以改善传输的性能，通过高效率的压缩降低能耗，适用于列车无线视频传输系统。 3车-地无线通信系统车地无线通信技术比选城市轨道交通信号CBTC系统车地通信方式主要采用WLAN技术，其发展较为成熟，应用较为广泛。但LTE技术较新，其在市域快线信号系统车地无线传输领域较WLAN有如下优势：1）可靠性：WLAN使用公共频段，干扰源多，尤其公共干扰源，无法彻底清除；且区间有源设备众多，造成整体可靠性下降。LTE与之相比，使用专有频段，可通过清频去除周边干扰源；可采用漏缆覆盖，覆盖距离广，区间设备少，整体可靠性高。从可靠性看，LTE明显优于WLAN。2）可用性：WLAN采用的IEEE802.11g协议信道利用率低，标称54?Mbit/s实际可用带宽为15～20?Mbit/s左右；LTE在5?M、10?M、20?M的峰值速率分别为：43?Mbit/s、87?Mbit/s、150? Mbit/s。从带宽的可用性考虑，LTE明显优于IEEE802.11g。3）可维护性：LTE覆盖距离远，覆盖在1.2?km左右，维护简单。可以减轻运维人员工作量，减少运维成本，可维护性优于WLAN。4）抗干扰能力：LTE专用频段，避免外部系统干扰；小区间干扰协调（ICIC）、干扰合并（IRC），解决系统内干扰问题。高速移动传输LTE支持超高速移动，如450?km/h，能提供高速的接入服务。WLAN最高支持140?km/h 以下的低速环境，随着速度提高，切换失败率升高。高速下数据传输的有效性和可靠性是衡量通信系统无线链路最为重要的指标之一。有效性的测试指标为吞吐量，系统吞吐量是指单位时间内系统从信源到信宿成功传输的数据量。可靠性的测试指标为误块率，误块率（BLER）是数据传输中数据块经过CRC校验后得到错误的概率，用于反映无线链路控制层对差错重传的要求。5）技术发展趋势和政策支持：作为新一代无线移动通信技术，LTE在厂家技术支持与研发力度上远远大于WLAN，并且国家针对LTE在轨道交通的应用，在产业政策、标准建设、行业建设等方面都给予了明确的技术支持，制定一系列标准和规范，为其应用打下了坚实的基础。结语移动闭塞是基于通信技术的列车控制(简称CBTC)ATC系统，利用通信技术实现车地通信并实时地传递列车定位信息。通过车载设备、轨旁通信设备实现列车与车站或控制中心之间的信息交换，完成速度控制。系统通过建立车地之间连续、双向、高速的通信，使列车命令