淺談計算機技術(shù)在地鐵通信系統(tǒng)中的應用

卓能?曾南海

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，地鐵已經(jīng)在各大中型城市普遍建設(shè)中，而地鐵通信系統(tǒng)對于地鐵來說又是特別重要的部分，本文著重介紹了計算機技術(shù)在地鐵通信系統(tǒng)中的應用。

關(guān)鍵詞：地鐵；通信系統(tǒng)；計算機技術(shù)

1 背景

目前地鐵通信系統(tǒng)主要包括傳輸系統(tǒng)、公務電話系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、集中網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、地鐵信息管理系統(tǒng)、電源及接地系統(tǒng)、通信光纜/電纜及其他等。

近幾年，無線局域網(wǎng)（WLAN）移動通訊技術(shù)不斷完善和發(fā)展，地鐵列車在以每小時80Km的高速行駛過程中，仍然能夠不間斷的與地面保持實時通信，這加大了旅客信息系統(tǒng)建設(shè)的可能性（Passenger Information System，簡稱PIS）。WLAN在地鐵PIS系統(tǒng)建設(shè)過程中起到非常重要的作用，PIS系統(tǒng)的探討應用會將原來封閉的車輛空間變成一個移動中的“信息娛樂中心”。

技術(shù)的進步使得網(wǎng)絡(luò)在傳輸傳統(tǒng)信息的同時傳輸語音等，將交換和控制的功能分開之后就產(chǎn)生了軟交換技術(shù)。軟交換技術(shù)是通過通信一方發(fā)出通信要求之后，軟交換的控制中心發(fā)出命令使信號接通來實現(xiàn)的。在整個過程中紅，通信產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不經(jīng)過控制中心而直接端對端，如此就在很大程度上節(jié)約了交換中心與通信者的帶寬。軟交換系統(tǒng)通過中繼網(wǎng)和傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)進行連接，保證了命令信息的及時傳遞和通信業(yè)務的傳輸。軟交換技術(shù)以其特殊的作用有能力取代電路交換，在通信技術(shù)中獲得廣泛的應用。

2 計算機技術(shù)在通信系統(tǒng)的應用

隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，計算機技術(shù)逐漸在地鐵通信系統(tǒng)發(fā)揮著巨大的作用，尤其是無線局域網(wǎng)技術(shù)和軟交換技術(shù)。

2.1 軟交換技術(shù)的應用

軟交換技術(shù)的應用使得數(shù)據(jù)網(wǎng)和語音網(wǎng)等的融合變?yōu)楹四?，其強大的功能也引起了地鐵通信部門的注意，當前，我國新建立的地鐵的通信系統(tǒng)都考慮采用軟交換技術(shù)。

2.1.1軟交換技術(shù)應用的意義

傳統(tǒng)的電路交換技術(shù)的功能單一，不能滿足用戶日益增大的要求，而且如果要加入新功能則需要對硬件進行大幅度的提升，面對軟交換技術(shù)的沖擊失去了發(fā)展的余地。軟交換采用智能而且相對集中的管理模式，可以迅速進行連接。

2.1.2軟交換技術(shù)在地鐵通信中實現(xiàn)的功能

將軟交換技術(shù)應用到公務電話中使得系統(tǒng)擁有一致的通信條件，并且采用軟交換平臺可以與網(wǎng)絡(luò)和視頻會議聯(lián)通，以實現(xiàn)：即時消息，用戶的信息及時溝通，不同的用戶之間能夠進行文件傳輸?shù)墓δ?；可視電話，用戶使用可視電話設(shè)備進行語音盒視頻的通話，語音用戶和視頻用戶通過軟交換技術(shù)進行連接；視頻會議，通過會議系統(tǒng)實現(xiàn)視頻會議同時可以進行圖像分屏等功能。

2.1.3軟交換技術(shù)與程控交換技術(shù)的比較

依據(jù)對城市地鐵電話系統(tǒng)的分析可以得出，用戶大量集中在車站、車輛段和控制中心附近。其中每個車站平均的用戶較少，因此軟交換系統(tǒng)智能集中的管理辦法和靈活的接入模式充分的適用于用戶分散的情況。從具體功能來講，傳統(tǒng)的交換方式智能實現(xiàn)單一的功能，不能適應人們對于清晰圖像通信的需求，而且整個系統(tǒng)不開放；而軟交換系統(tǒng)不僅可以提供各項服務還可以隨著用戶需求的增加新的功能。

2.1.4公務電話系統(tǒng)軟交換技術(shù)組網(wǎng)方式

通過對地鐵上公務電話客戶進行調(diào)查分析并考慮到多線路共用控制中心的特征，考慮采用兩級結(jié)構(gòu)構(gòu)建公務電話系統(tǒng)，使得接入點和中心交換節(jié)點的方式。中心交換節(jié)點是整個系統(tǒng)的交換核心，依據(jù)主備方式配置，設(shè)在控制中心附近；接入點設(shè)在車站附近。

考慮到軟交換系統(tǒng)是依據(jù)IP網(wǎng)絡(luò)而建立的，這樣就可以使在有網(wǎng)絡(luò)的地方能夠通過得到滿足。應用了軟交換技術(shù)之后就與傳統(tǒng)的用戶接入方式大不相同，使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化，靈活化。

2.2 局域網(wǎng)技術(shù)的應用

局域網(wǎng)技術(shù)在PIS系統(tǒng)得到了廣泛在應用。

2.2.1 PIS系統(tǒng)簡介

PIS系統(tǒng)是以計算機技術(shù)為核心，以多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托，以車載顯示終端為媒介和地鐵車站為媒介向乘客提供信息服務的系統(tǒng)。在正常情況下，PIS系統(tǒng)除了能夠顯示列車時刻表、乘客須知等文本信息外，還可播放媒體新聞、廣告、股票信息、媒體新聞、賽事直播等實時動態(tài)信息；在阻塞、火災及恐怖襲擊等非正常情況下，PIS系統(tǒng)還可以提供動態(tài)緊急疏散提示。PIS系統(tǒng)的應用不僅增加了乘客的舒適感，還能夠與車輛監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，由控制中心觀察到車輛內(nèi)部的實時圖像，從而充分保障了列車的行駛安全。

PIS系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、中心子系統(tǒng)、車載子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)構(gòu)成，其中網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)主要包括有線和無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，有線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)為PIS系統(tǒng)提供從中心到各車站、各車站到隧道間接入點用來傳輸各種信息的網(wǎng)絡(luò)通道；無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)為PIS系統(tǒng)提供從地面至列車用來傳輸各種信息的網(wǎng)絡(luò)通道。

PIS系統(tǒng)的功能主要有信號及數(shù)據(jù)傳輸、系統(tǒng)綜合管理、智能播出、電視轉(zhuǎn)播、實時資訊插播。一系列軌道交通行業(yè)PIS專用產(chǎn)品，

2.2.2局域網(wǎng)技術(shù)的應用分析

目前，城市軌道交通的PIS系統(tǒng)和承載CBTC基本上由WLAN技術(shù)承載。北京、上海、廣州等城市的城市軌道交通主要是從技術(shù)和產(chǎn)品鏈成熟度考慮，使得無線局域網(wǎng)進行PIS系統(tǒng)和CBTC的設(shè)計與測試。

安全和干擾問題是WLAN和WIMAX主要擔心的問題。WLAN和WIMAX的核心技術(shù)點在安全問題方面上是一致的，很大程度上改善了安全問題。WLAN和WIMAX在抗干擾能力方面的核心技術(shù)原則和工程原則是一致的，但是兩者在頻譜上的管理是不一致的，WLAN屬于管制頻點，WIMAX屬于非管制頻點。關(guān)于GSM-R技術(shù)，使用GSM＼CDMA等技術(shù)方案進行支持，肯定滿足不了統(tǒng)一徹底無線通信的業(yè)務需求。

由無線技術(shù)特點分析可知，WLAN技術(shù)雖然在帶寬上可滿足需求，但是在列車快速移動的前提下，系統(tǒng)需要很大的控制信息開銷以克服因快速移動帶來的頻移、摔落等，有效帶寬較低，在此情況下，系統(tǒng)容易受到外來侵入，致使其空間波傳輸距離變短，安全性降低，WIMAX技術(shù)在高速移動的情況下克服了WLAN技術(shù)的弱點，其空間波傳輸距離較遠，可以降低設(shè)備的投入，系統(tǒng)安全性能較高。

3 結(jié)束語

通過對計算機技術(shù)在地鐵通信系統(tǒng)各方面的應用分析，得知計算機技術(shù)在鐵路通信系統(tǒng)中起著無比重要的作用。計算機在鐵路通信中的應用將會伴隨著科學技術(shù)的進步更加普及，這必將帶動我國鐵路通信系統(tǒng)整體技術(shù)水平的提高。

參考文獻

[1]地鐵PIS系統(tǒng)車地無線技術(shù)的探討 李佳煒 鐵道工程學報 2009年

[2]移動WIMAX的發(fā)展與應用 李寶榮 電信科學 2008年

[3]淺談軟交換技術(shù)及其應用 程久洲 鐵道勘測與設(shè)計 2005年