车地无线网络技术方案(地铁无线网络技术)
地铁PIS系统车地无线技术研究与分析
地铁PIS系统车地无线技术研究与分析地铁PIS（列车信息显示系统）是一种用于地铁列车上显示车次信息的系统，通过显示屏或者扬声器播放车次信息、站点信息、列车运行信息等。
而车地无线技术是PIS系统中必不可少的一种技术，它实现了列车和地面控制中心之间的无线通信。
本文将对地铁PIS 系统中的车地无线技术进行研究与分析，探讨其技术原理、特点和发展趋势。
一、车地无线技术的原理车地无线技术是地铁PIS系统中的重要技术之一，它能够实现列车和地面控制中心之间的无线通信，从而实现车次信息的传输和显示。
车地无线技术主要包括车载通信设备和地面基站两部分。
车载通信设备安装在列车上，通过无线信号与地面基站进行通信。
地面基站则是地面控制中心的设备，负责与列车进行通信并传输车次信息。
车载通信设备主要由天线、无线模块、数据处理模块等部分组成。
当列车行驶时，车载通信设备能够自动搜索和连接最近的地面基站，并建立通信连接。
一旦连接成功，车载通信设备就可以通过无线信号传输车次信息、列车运行信息等到地面基站。
地面基站收到信息后，会将其传输至控制中心，并借助地面通信网络将信息分发至各个车站的PIS系统中，最终通过显示屏或者扬声器显示给乘客。
1. 实时性强：车地无线技术能够实现列车和地面控制中心之间的实时通信，能够保证车次信息和列车运行信息的及时传输和显示。
2. 高可靠性：车地无线技术采用了先进的无线通信技术，能够在复杂的地下环境中保持稳定的通信连接，具有很高的可靠性和稳定性。
3. 系统集成性强：车地无线技术与地铁PIS系统中的其他设备进行了紧密的集成，能够实现与车站系统、列车系统等设备的无缝连接和通信。
4. 节能环保：相比传统的有线通信方式，车地无线技术能够减少线缆的使用，减少对环境的影响，具有较好的节能环保特点。
1. 高速通信技术的应用：随着5G技术的逐渐成熟，未来车地无线技术将更加注重高速通信技术的应用，提升数据传输速度和通信稳定性。
2. 多模态通信技术的发展：未来车地无线技术可能会采用多种通信模式，如蜂窝网络、卫星通信等，以满足不同地区和地下环境下的通信需求。
LTE技术在地铁车地无线通信网络中的应用研究
LTE技术在地铁车地无线通信网络中的应用研究一、LTE技术简介LTE（Long Term Evolution）是一种高速数据传输技术，也是4G无线通信技术的一种。
LTE技术具有高速传输、低时延、高容量等优点，能够满足大规模数据传输和实时通信的需求。
与之前的2G和3G技术相比，LTE技术有着更高的带宽和更可靠的服务质量，适用于各种复杂的通信环境。
1. 提高通信速率地铁车地无线通信网络对于乘客的手机信号和网络接入速率有着很高的要求。
LTE技术可以提供更高的无线接入速率，满足乘客对于网络速度的需求。
2. 改善网络覆盖地铁隧道和站台等地形环境复杂，对网络的覆盖能力有着较高的要求。
LTE技术能够通过多天线技术和隧道分布系统等手段，改善地铁车地无线通信网络的覆盖能力，提高信号的稳定性和覆盖范围。
3. 提高通信质量LTE技术具有更好的抗干扰能力，可以提高地铁车地无线通信网络的通信质量，减少通话中断和数据传输错误的情况，提高用户体验。
4. 支持多种业务LTE技术支持语音通话、视频通话、实时数据传输等多种业务，能够满足乘客不同的通信需求，为地铁车地无线通信网络提供更多样化的服务。
5. 降低成本LTE技术的基站设备成本较低，能够降低地铁车地无线通信网络的建设和运营成本，为地铁运营商带来更好的经济效益。
三、LTE技术在地铁车地无线通信网络中的发展前景和优势1. 具有较高的发展前景随着人们对通信速率和覆盖范围的要求不断提高，LTE技术将会在地铁车地无线通信网络中得到更广泛的应用。
随着LTE技术的不断升级和完善，地铁车地无线通信网络的服务质量将会得到更大的提升。
2. 具有较强的竞争优势LTE技术相比之前的2G和3G技术，具有更高的带宽和更可靠的服务质量，能够满足日益增长的通信需求。
在地铁车地无线通信网络中，LTE技术将会成为主流技术，具有较强的竞争优势。
3. 推动地铁智能化发展LTE技术能够支持更多种类的业务，满足乘客的通信需求，同时也为地铁智能化发展提供了更多的可能。
LTE技术在地铁车地无线通信网络中的应用研究
LTE技术在地铁车地无线通信网络中的应用研究一、 LTE技术概述LTE（Long Term Evolution）是第四代移动通信标准，是3GPP（第三代合作伙伴项目）制定的移动通信标准之一。
LTE技术采用了多种先进的通信技术，包括多天线技术、OFDMA （正交频分复用）技术、MIMO（多输入多输出）技术等，能够提供高速、稳定的数据传输服务，适用于高速移动环境下的通信需求。
在地铁车地无线通信网络中，LTE技术能够支持大规模用户同时接入，实现高速数据传输和低时延的通信需求，为地铁乘客提供高质量的通信服务。
二、 LTE技术在地铁车地无线通信网络中的应用1. 高速数据传输地铁车地无线通信网络需要支持大量乘客同时接入，而且地铁列车在运行过程中速度较快，所以对数据传输速度有较高的要求。
LTE技术采用了多径传输、调制解调、信道编码等先进技术，能够在高速移动环境下实现高速的数据传输，满足地铁车地无线通信网络中的数据传输需求。
2. 多用户接入地铁车地无线通信网络需要支持大规模用户同时接入，而且在高峰时段，用户接入量会更大。
LTE技术采用了OFDMA技术和多天线技术，能够实现多用户同时接入，提高了通信网络的容量和效率，保障了地铁乘客的通信需求。
3. 低时延通信地铁车地无线通信网络需要满足低时延的通信需求，特别是在地铁列车运行过程中，需要保证通信的稳定性和时效性。
LTE技术采用了MIMO技术和智能天线技术，能够降低通信中的时延，提高了通信的稳定性和可靠性，保障了地铁车地无线通信网络中的通信需求。
三、 LTE技术在地铁车地无线通信网络中的应用案例1. 北京地铁车地无线通信网络北京地铁采用LTE技术构建了地铁车地无线通信网络，实现了地铁乘客的无线通信需求。
北京地铁车地无线通信网络覆盖了全市地铁线路，在地铁车厢内可以实现高速、稳定的数据传输，为乘客提供了便捷的通信服务。
四、 LTE技术在地铁车地无线通信网络中的未来发展趋势随着5G技术的不断发展和应用，LTE技术在地铁车地无线通信网络中将会迎来新的发展机遇。
轨道交通车地无线通信双网解决方案
应急处理效果
减少损失：降低事 故损失，保障人员
安全
增强安全：提高轨 道交通系统的安全
性和可靠性
快速响应：在紧急 情况下，能够快速
响应并采取措施
提高效率：提高应 急处理效率，缩短
恢复时间
6
实践与展望
实践案例
北京地铁16号线： 采用车地无线通 信双网解决方案， 实现列车运行控 制和乘客信息服
务。
上海地铁10号线： 采用车地无线通 信双网解决方案， 实现列车运行控 制和乘客信息服
功能实现
01
双网融合：实现车地无线通信网 02
实时监控：实时监控列车运行状
络的融合，提高通信效率
态，提高列车运行安全
03
数据传输：实现列车与地面之间
04
故障诊断：实现列车故障的自动
的数据传输，提高列车运行效率
诊断，提高列车维修效率
05
智能调度：实现列车智能调度，
06
乘客服务：提供乘客信息服务，
提高列车运行效率
性能和稳定性
实施效果
01
提高通信质量： 降低误码率， 提高传输速度
02
降低成本：减 少设备数量， 降低维护成本
03
提高安全性：增 强网络安全性，
防止数据泄露
04
提高效率：减少 部署时间，提高
系统稳定性
5
应急处理措施
应急预案
建立应急指挥中 心，统一协调指
挥
定期组织应急演 练，提高应急处
置能力
制定应急预案， 明确应急处置流
03
实时监控：实时监控列车运 行状态，提高行车安全
02
冗余设计：采用冗余设计， 提高系统可靠性和稳定性
04
地铁wifi方案
地铁WiFi方案1. 简介地铁WiFi方案是指在地铁车厢内提供高速无线网络服务，使乘客可以在地铁中无缝地访问互联网。
这种方案可以提高乘客的出行体验，增加地铁的吸引力，也有助于提升城市的信息化水平。
本文将针对地铁WiFi方案进行详细探讨。
2. 地铁WiFi方案的优势2.1 便捷的互联网接入地铁WiFi方案为乘客提供了便捷的互联网接入服务。
乘客无需额外的流量费用，仅需连接WiFi网络即可随时随地访问互联网，在地铁中轻松完成各种网络活动，如浏览新闻、观看视频、使用社交媒体等。
2.2 提升乘客体验地铁WiFi方案可以极大地改善乘客的出行体验。
乘客在地铁中可以利用无线网络时间，提高工作效率，学习知识，放松娱乐。
在长时间的地铁通勤中，提供WiFi服务能够有效地缓解乘客的疲劳感，提供更好的出行环境。
2.3 促进城市信息化地铁WiFi方案的推行，有助于推动城市信息化进程，提升城市整体科技水平。
乘客在地铁中可以通过在线服务获取各种实时信息，如交通路况、天气预报、旅游指南等。
此外，城市管理方还可以通过WiFi网络实时监控地铁设备运行状况，提供更好的维修和管理服务。
3. 地铁WiFi方案的实现步骤3.1 基础设施建设地铁WiFi方案实施的第一步是进行基础设施建设。
这包括安装无线路由器、接入点等设备，确保地铁车厢内的无线信号覆盖。
此外，还需要进行网络布线，确保网络的顺畅和稳定。
3.2 运营商合作实施地铁WiFi方案需要与运营商进行合作。
通过与运营商合作，地铁WiFi方案可以与运营商的网络进行无缝对接，提供高速、稳定的互联网服务。
运营商通常会提供相关技术支持和网络接入服务。
3.3 安全防护地铁WiFi方案的实施必须重视网络安全。
由于地铁WiFi是公共无线网络，存在一定的安全风险。
为了保护乘客个人信息和网络安全，需要采取相应的安全措施，如加密技术、防火墙等。
3.4 运营与维护地铁WiFi方案的运营与维护非常重要。
需要建立专门的团队负责运营和维护地铁WiFi网络，定期检查设备运行状况，及时解决网络故障和问题。
地铁车地无线通信解决方案
◆ 管理多台设备的ACL：提供配置模 板，在多台设备上增加ACL
◆ 部署ACL定义和ACL应用：将待部 署配置项下发到设备上
一套网管即可实现整网全部网络设备的统一管理，使得网络维护管理效率更高
无线组播大幅节约骨干网带宽
组播可以大幅节约站间骨干网带宽，但车载AP和轨旁AP之间的无线 链路切换障碍了组播到车厢 H3C 创造性地实现了无线组播技术，实现了车载设备可以稳定接收 组播报文
深圳地铁龙华线线实施经验表明：运用无线组播技术链路切换时间<30ms，PIS视频播放流畅,大幅节约骨干网带宽！
802.11g
● 标准速率
2.4G54M
● 兼容11b
802.11n（双流）
● 标准速率300M
● 兼容11a/b/g
● OFDM-MIMO
802.11n（三流）
● 标准速率450M
● 智能天线
● 射频增强
802.11ac(八流)
● 标准速率
6930M
地铁车地无线通信发展趋势 H3C新一代车地无线通信方案 H3C PIS车地无线通信案例介绍 LTE车地无线通信技术对比分析
H3C PIS网络子系统组网图
车地无线链路软切换技术
链路1
链路2
链路3
Mesh组网，车地无线链路预建立，后切换
MLSP【移动链路切换技术】专利技术使链路切换 平均时间从50ms以上降低到30ms以下
WLAN的频率偏移估计与补偿
WLAN支持基于前导码的频率偏移估计和 补偿算法
120KM/h速度下实测效果好，正积极寻 求更高移动速度的测试
车地无线通信网络
PIS核心交换机
轨道交通车-地通信无线局域网技术应用
频段。各标准的基本信息如表1 所示。
大带宽数据与视频。
表 1 丨EEE802. 1 1 标 准 技术对 比表
1)
车载乘客信息系统.执行信息
标准名称
预报与安全告知业务，同时推送视频资
讯 。视频播放有预录和实时2 种基本方 式 。以每列车接收一路图像信息计算下 发 信 息 ，保 证 D1 (720 X 5 7 6 ) 的图像 质 董 ，采 用 MPEG- 2 的 编 码 方 式 ，考 虑其他定时下载、传 输 丢 包 率 等 .下 传
Key words： Rail tra n s it；Communication between vehicle and track-side；Wireless local area net
work technology；Application；Wireless communication system 1 ) 0 1 ： 10. 13879/j . i s s n l 000-7458. 2020-02. 19537
谢 红 霞 ：中 移 铁 通 江 苏 分 公 司 丨 : 程 师 210000 南京 孙 林 样 ：南 京 地 铁 建 设 公 司 高 级 丁 . 程 师 2 1 0 0 1 7 南京 收 稿 日 期 ：2019-10-30
点.使目前国内轨道交通项S 纷纷采用该技术作为 车-地传输通道。那 么 ，无线局域网技术是否还会 继 续 用 于 车 - 地 无 线 系 统 ，本 文 就 此 对 无 线 局 域 网 技术的特性和应用进行研究。
IEEE802. 11
IEEE802. 11a IEEE802. lib IEEE802. llg IEEE802. lln
T.作频段 /GHz
通信机制
地铁PIS系统车地无线技术研究与分析
地铁PIS系统车地无线技术研究与分析一、引言地铁PIS系统（Passenger Information System，乘客信息系统）是地铁客运系统中一个重要的信息发布平台，其作用是向乘客提供列车运行信息、车站信息、乘客安全信息等。
而PIS系统的信息传播依赖于车地无线技术，也就是列车和地面控制中心之间的无线通信技术。
本文旨在对地铁PIS系统中的车地无线技术进行研究与分析，以期为地铁客运系统的信息发布提供技术支持。
二、地铁PIS系统概述地铁PIS系统是一种为乘客提供实时信息的系统，具有列车调度、车站信息、乘客安全等多种功能。
在地铁车站和列车上安装了显示屏、喇叭和LED等设备，通过这些设备向乘客呈现列车的运行信息、车站广播、安全提示等消息。
PIS系统的成功实施，不仅增强了地铁系统的信息化管理水平，也提升了乘客的出行体验。
地铁PIS系统主要包含以下几个方面的技术内容：1. 列车运行信息的获取、处理和传输；2. 车站信息的获取、处理和传输；3. 乘客安全信息的获取、处理和传输。
这几个方面的技术均涉及车地无线技术，本文将重点分析车地无线技术在地铁PIS系统中的应用。
三、车地无线技术概述车地无线技术是地铁PIS系统中用于列车和地面控制中心之间的无线通信技术。
它的作用是实现列车运行信息、车站信息、乘客安全信息等消息的传输，保证信息的准确、及时和稳定地传递。
地铁PIS系统中的车地无线技术需要满足以下几个方面的要求：1. 高可靠性：地铁客运系统对PIS系统的信息发布要求十分严格，因此车地无线技术需要有很高的可靠性，确保信息完整、准确地传输。
2. 实时性：列车运行信息、车站信息等都需要实时传输，因此车地无线技术需要具备良好的实时性。
3. 抗干扰性：地铁运行环境复杂，车地无线技术要能够抵抗各种信号干扰，保证信息传输的稳定性。
四、车地无线技术在地铁PIS系统中的应用1. 列车运行信息的获取、处理和传输列车运行信息是地铁PIS系统中最重要的信息之一，它包括列车的实时位置、行驶速度、预计到站时间等。
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流动模式 B到C
流动模式 A到B
A
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冗余通信
RSTP: 快速生成树协议
o 允许交换机环路 o 这环路不代表平衡负载,充其量为备用 o 因为这环路只允许一条链路通信
RSTP: 快速生成树协议-解决方案
o 网关组模式 o 提供平衡负载至后端系统,充其量为备用 o 应用网关界面以及网关服务器通过IP隧道模式
Line 6
Subway
18Ghz
Static Node
Mobile Node
18Ghz
Downbound
18Ghz
18Ghz
Subway
18Ghz
18Ghz
Subway
18Ghz
18Ghz
Moving
Subway
18Ghz
Subway
18Ghz
18Ghz
Upbound
25
深圳海能
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首尔地铁安全监控
15” LCD NVR
15” LCD NVR L2 S/W 함체 함체 L2 S/W 함체 함체 L2 S/W L3 S/W
L3 S/W
운전실 차상장치
운전실 차상장치
SMRT首尔地铁的控制中心，可实时的监控列车内的任何状况！
41 深圳海能
객실 차상장치
案例分析
深圳海能
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结构图：BSHS Gorky Station
“无线光纤”的设计:
利用海能 7020建置无线骨干， 作为讯息回路 (Backhaul)，取代 光纤回路的功能。
43
深圳海能
设备安装的照片
44
深圳海能
移动节点与固定节点切换过程
45
深圳海能
案例分析
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深圳海能
北京警大示范：可保证100Mbps的带宽
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深圳海能
北京警大示范：可保证100Mbps的带宽
1 毫秒 (无线链路之间)
100 Mbps @160公里/时, 0丢包 单一频道或多频道 5 GHz 双无线电 20兆赫 / 40兆赫 256位 AES 端到端的加密式
无法估计
最高速度120公里/时 多频道 2.4 GHz 单无线电 无 无
深圳海能
53
AutoMesh 技术优势 – 吞吐量 & 延迟
18Ghz 18Ghz
Line 6
Turn off
Downbound
Subway
18Ghz 18Ghz
Subway
18Ghz
Subway
18Ghz
Subway
18Ghz
Subway
18Ghz
18Ghz
Upbound Turn On
26
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首尔地铁安全监控
线性移动特性
6102节 点
15” LCD NVR
深圳海能 14
AutoMesh 技术优势-加密模式
加密
收到发送信息, 启动加密程序进行加密,加密后的信息 是通过“隧道式”将已加密信息传输到解密的目的地址
解密
海能 – 加密传输模式
其他厂商 – 加密传输模式
解密
加密
收到发送信息, 启动加密程序进行加密,加密后的信息不 是通过“隧道式”将已加密信息传输到解密的目的地址
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深圳海能
性能测试结果@ 100 km/h
Run #1
100Mbps
49
深圳海能
性能测试结果@ 100 km/h
Run #2
100Mbps
50
深圳海能
性能测试结果@ 100 km/h
HD Camera Video Streaming from Test Run
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深圳海能
技术对比
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深圳海能
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深圳海能
首尔地铁安全监控
关键性应用 (Critical Application)
视频监控 -沿地铁轨道无线移动。 18 GHz 的频率 - 公共安全频段
2009年5月25日 - 在9个月内完成试点
部署4条地铁线 5、6、7、8 地铁线在2011年初完工 总长：156公里 网格节点使用总数：1500套 列车最高速度：每小时80公里 有效带宽 : 20mbps 于2012年底另部署4条地铁线，目前共8条。
o 后端分布式系统链路 o 智慧管理交换机-添加虚拟局域网
(有线以太网基础设施)
假设每个以太网口添加无线电功能
o 交换机端口至端口是通过有线电路板通信 o 现在端口至端口是通过无线电通信
(有线以太网基础设施)
深圳海能
9
无线分离式交换机
将每个端口分离形成多个单独端口
o 各个单独端口通过无线电进行通信
UDP吞吐量(Mbps)
经过多跳的输送量对比
200 100 0
1 2 3 4 10 15
直线跳数
端至端延迟(ms)
经过多跳的延迟性对比
100 75 50 25 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
车地无线网络技术方案
Tel:15099923917 Mr.Wang
地铁无线网络技术
1
PIS 系统需求
2
深圳海能
9
PIS: 地铁乘客信息系统
• 应急功能 • 广告功能 • 车载监控 • 车载信息播放 • 时间显示 • 用户互动 • 数据传输 • 多级别管理层 • 集中式网络管理
• • • PIS 子系统结构: • • •
深圳海能
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首尔地铁安全监控
Challenges 挑战
隧道效应。 隧道复杂地形。 高速切换时的物理现象。
多路径干扰。
噪声干扰。 设备安装限制
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深圳海能
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首尔地铁安全监控
Line 6
Seoul Metro Line 6 Map
24 深圳海能
31
首尔地铁安全监控
18Ghz
电眼 x 4
海能无线网络线性移动特性
• • • •
27
移动节点总是提前连接到静态节点 经过最近的节点之前的漫游情况。 无缝漫游发生达到零掉包。 此功能适用于隧道内和户外。
深圳海能
指挥中心
34
首尔地铁安全监控
28
深圳海能
35
29
深圳海能
海能如何应对挑战？
深圳海能
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37
D
SMRT: 设计概念
上行线覆盖部分
车地无线技术对比
先进无线技术
整体优势 吞吐量 切换时间和稳定性 海能 AutoMesh-网状网 保证 100 Mbps 2 毫秒
传统无线技术
AP-网状网 15~18 Mbps，平均 9 Mbps 150 毫秒 (视无线传输环境而定)
Байду номын сангаас
延迟性
移动漫游速度 频道 频段 无线电 多进多出 (MIMO) 端到端的安全加密
深圳海能 15
专业版管理软件
基于客户-服务器结构模式
o 服务器 o 客户端 o 只要可以“通信”,世界任何角落都可以远程管理
服务器
公网
网格专网 客户端 – 可以通过网格专网 / 光纤专网登入管理
深圳海能
客户端 – 可以通过公 网来登入管理
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无线拓扑结构
分类
点对点模式 多跳模式 点对多点模式 结合模式 多点对多点模式 (网状) 混合模式
控制中心 车站与车辆段 车载部分 车地无线通信 系统网络 广告
系统功能:
3
深圳海能
10
PIS: 地铁乘客信息系统
PIS 系统性能要求主要分为五大项:
• 可靠性: 轨道交通的运行不允许有任何单点故障，所有的系统或设备都应具备冗 余功能。 • 实时性: 应急功能、高清视频监控与通讯、信息播放流畅。 • 安全性: 系统内部、外部风险管理，保证信息安全，运作正常。 • 容易运作及维护: 整体系统容易操作且需符合标准通信协议。 • 拓展性: 弹性网络架构，容易新增设备及接入现有的网络架构。
RSSI 门坎 RSSI 门坎与漫游及切换之间的关系
www.海能.com
Confidential
42
SMRT 移动逻辑
2
固定节点漫游顺序(Roaming Order):
射频波动这样的切换或交换，取决于特定的预先设定的顺序。 这是海能 AutoMesh的程序功能,不允许应有顺序跳过。 移动节点到每一个固定节点的漫游，一定会依据漫游顺序的设定进行。
深圳海能
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案例分析
深圳海能
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2003年韩国大邱地铁事件
2003年2月18日发生，当时一辆在韩国大邱市的地铁列车被纵火，并波及另一辆列车，最终导致 198名乘客死亡，147人受伤的重大惨剧 信息传递不完全导致列车应变处理错误造成灾害的扩大
19
深圳海能
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首尔地铁安全监控
在移动的捷运车厢内及站台上 安装了超过350个高清高画质摄 像头，提供站台及捷运运行之 安全监视。 双向视频提供旅客所需的实时 公告及播放商业广告。 在4条捷运线及车辆上架装超过 1,500套 海能 Mesh 设备
光钎网
o 网关接口可以通过任何通信模式以和网关服务器通信
o 除此还可以创建冗余通信
主要网关
深圳海能
次要网关
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AutoMesh 技术优势–有线冗余、结合网络共享
网格节点 A位置 网格节点 B位置 网格节点 C位置 网格节点 D位置
光纤专网
光纤公网
主网关
备用网关
机房B位置
充分的发挥自组网以及自动流量处理功能 通过网关节点保持无网络中断确保系统继续运作