郭閃閃

摘 要： 在城市建設(shè)和發(fā)展中，城市軌道交通信號系統(tǒng)是最重要的組成部分，不僅有利于促使列車正常運行，而且有效推動了軌道交通的全面發(fā)展，對城市的進步具有一定的促進作用。為此，本文主要論述了LTE技術(shù)的特點，并重點對其在城市軌道交通信號系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了分析，以便從根本上提升信號系統(tǒng)的有效性。

關(guān)鍵詞： LTE技術(shù);城市軌道交通信號系統(tǒng);具體應(yīng)用

引言：

隨著時代的進步，科學技術(shù)的發(fā)展，LTE技術(shù)也不斷成熟和完善，它是介于3G和4G之間的過度技術(shù)，其應(yīng)用范圍越來越廣泛，現(xiàn)階段已經(jīng)逐漸應(yīng)用到城市軌道交通中，逐漸成為強化信號系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。LTE技術(shù)的融入，大大提升了交通信號系統(tǒng)的性能，并促使列車運行逐漸朝著自動化方向發(fā)展。

一、LTE技術(shù)的特點

在城市軌道交通信號系統(tǒng)中，LTE技術(shù)之所以發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，主要是因為它具有獨特的優(yōu)勢。首先，該技術(shù)具有較強的抗干擾功能，將其應(yīng)用到城市軌道交通信號系統(tǒng)中，可以在一定程度上減少外部環(huán)境的干擾，提高小區(qū)吞吐率，保證系統(tǒng)正常運行。一般來說，其干擾主要是指相同頻率的干擾，而LTE技術(shù)的頻段資源是十分有限的，這就促使其需要一定的高寬帶，在這種情況下，有效減少了同頻段信號干擾。其次，LTE技術(shù)還具有可維護性，主要是因為其構(gòu)架為扁平化，組成無線網(wǎng)的元件也是比較少的，這就在一定程度上降低了維護難度，大大提高維護的有效性。再次，LTE技術(shù)還具有傳輸帶高的優(yōu)勢，不僅支持非成頻段上部署，而且在成對頻段上的部署也給予一定的支持，而且其上下行速率都是比較快的。通常情況下，其下行速率在45Mb/s左右，其下行率在17Mb/s左右，因此LTE具有較好的傳輸帶寬。最后，該技術(shù)接通成功率和切換成功率都是比較高的，有利于滿足現(xiàn)階段城市軌道交通信號系統(tǒng)的需求。

二、LTE技術(shù)在城市軌道交通信號系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

（一）LTE技術(shù)在城市軌道交通信號系統(tǒng)中的使用專用頻率

LTE技術(shù)專用頻率與其抗干擾能力是息息相關(guān)的，因此將該技術(shù)應(yīng)用到城市軌道交通信號系統(tǒng)中，必須要充分發(fā)揮專用頻率的功能，通過使用專用頻率，可以進一步提升信號系統(tǒng)抗干擾能力，提升運行的有效性。隨著LTE技術(shù)的完善，在城市交通軌道應(yīng)用越來越頻繁，相關(guān)單位及部門對其專用頻率也更加關(guān)注和重視。在這種情況下，工信部還對相關(guān)頻段進行了明確的規(guī)定。該規(guī)定主要是針對軌道交通信號系統(tǒng)1785-1805MHz頻段的接入而言的。在這種情況下，在一定程度上為LTE技術(shù)使用專用頻段提供了有利條件。因此，為了促使城市軌道交通信號系統(tǒng)高效運行，不僅要對LTE技術(shù)進行充分的應(yīng)用，而且還要注重對專用頻道的申請，這樣可以增強自身抗干擾性能。在申請成功的情況下，可以將其當作商用通信運營之外的獨立頻段存在，進而可更有效的對其系統(tǒng)進行控制。另外，LTE技術(shù)在該系統(tǒng)中專用頻段的應(yīng)用，還防止外界環(huán)境的影響與干擾。例如，民用手持移動設(shè)備。并且還大力推動了城市軌道交通的發(fā)展，為其提供了強大的技術(shù)支撐，促使其更具有先進化、現(xiàn)代化[1]。

（二）LTE信號系統(tǒng)的應(yīng)用

在科技時代背景下，LTE技術(shù)含量不斷提高，并且在城市軌道交通信號系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用，促進了城市軌道交通飛速發(fā)展，大大提升了列車運行的安全性。例如。在鄭州城市軌道交通發(fā)展中，對LTE技術(shù)進行了有效的應(yīng)用，該城市的地鐵1號線在運行中所應(yīng)用的PIS系統(tǒng)，就與先進的LTE技術(shù)進行了有機結(jié)合，并且在無線通信中進行了科學的應(yīng)用，不僅促使地鐵1號線有序運行，而且也充分發(fā)揮了LTE技術(shù)的作用，有利于促進城市進步與發(fā)展。另外，隨著LTE技術(shù)不斷完善，也越來越受關(guān)注和重視，在深圳、杭州等多個城市得到了有效應(yīng)用。通常情況下，城市軌道列車是有多個系統(tǒng)的，在眾多系統(tǒng)中，該技術(shù)在其安全系統(tǒng)中發(fā)揮的作用是最大的，有利于促使列車安全、穩(wěn)定運行。除此之外，在城市交通信號系統(tǒng)運行過程中，為了提升信號傳輸?shù)挠行裕琇TE技術(shù)需要很小的帶寬，這樣才能使其更好的運行，保證信號傳輸?shù)目煽啃?。PIS系統(tǒng)是城市軌道交通最重要的組成部分，但該系統(tǒng)與其信號系統(tǒng)又存在著很大的不同之處，所以為了促使其整個系統(tǒng)順利的運行，在應(yīng)用LTE技術(shù)時，還需要做好相應(yīng)的調(diào)試工作。這就需要對信號無線通信傳輸?shù)臓顟B(tài)與具體特點進行分析和探究，為其調(diào)試提供良好的條件，進而可更有效發(fā)揮LTE技術(shù)的作用。

（三）LTE技術(shù)在城市軌道交通信號系統(tǒng)中的應(yīng)用測試

近年來，城市不斷進步和發(fā)展，城市軌道不斷建設(shè)起來，為了更好的促進城市交通發(fā)展，逐漸將LTE技術(shù)與其交通信號系統(tǒng)有機結(jié)合起來。在這一過程中，應(yīng)用測試是必不可少的環(huán)節(jié)。為了提升測試的效率與質(zhì)量，很多北京交通相關(guān)部門都對該測試工作進行了研究。例如，北京市軌道交通建管公司、北京市地鐵運營公司等，為LTE技術(shù)在城市軌道交通信號系統(tǒng)中的測試提供了大力支持。與此同時，通信廠商也進一步加大了對應(yīng)用測試整合力度，有利于促進測試工作順利進行，為LTE技術(shù)在城市軌道交通中的運用奠定良好的基礎(chǔ)[2]。在測試過程中，CPBTC業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包是必不可少的部分，其具體大小為400bytes，在測試過程中，其發(fā)送的周期一般在100ms;為提升測試科學性，需要對其傳輸頻寬進行合理的控制，一般要將其保持在5MHz與15MHz這兩個頻率上。另外，ETU信道模型也是測試應(yīng)用平臺重要的組成部分，實際上它屬于一種比較常用的信道仿真器。在搭建好該測試平臺后，可以開展相應(yīng)的測試工作，該平臺具有多種功能，是LTE技術(shù)在城市軌道交通信號系統(tǒng)測試應(yīng)用的基礎(chǔ)與前提，有利于促進測試工作順利進行。在該平臺基礎(chǔ)上，不僅能夠?qū)TE技術(shù)的傳輸性能進行有效的測試，為其具體應(yīng)用提供可靠的依據(jù)，而且還能對其丟包性能、傳輸延時進行測試，進而更全面且準確的了解該技術(shù)的關(guān)鍵性指標。針對這一測試應(yīng)用，不僅北京相關(guān)部門給予了多種支持，而且應(yīng)用測試的信號廠家也不斷增多，具有比較豐富的測試經(jīng)驗。例如，普天、華為、富欣智控等。在各種測試過程中，可以對LTE技術(shù)功能、性能進行全面了解，進而更好的對其進行應(yīng)用，深入挖掘其在城市軌道交通信號系統(tǒng)中的應(yīng)用價值，進而促使該系統(tǒng)不斷完善，對城市軌道交通的進步與發(fā)展具有重要意義。

三、應(yīng)用實踐

（一）LTE技術(shù)

LTE技術(shù)的應(yīng)用可在低延時的基礎(chǔ)上，促使城市軌道交通信號系統(tǒng)中多項功能實現(xiàn)。例如，無線接入架構(gòu)、廣播組的播出業(yè)務(wù)等。在實際應(yīng)用中，在20MHz頻譜帶寬情況下，促使信號系統(tǒng)下行峰值速率與上行峰值速率不斷呈上升的趨勢，其中前者可以達到50Mb/s，后者可達到100Mb/s。同時，在具體實踐中，其城市軌道交通覆蓋面率也有所提高，最高可達到100千米。另外，LTE技術(shù)還在一定程度上提高了信號系統(tǒng)無線傳輸服務(wù)的業(yè)務(wù)質(zhì)量。因此，在應(yīng)用實踐中，LTE技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

（二）關(guān)鍵技術(shù)

本文以A市為例，通過CBTC系統(tǒng)和TDD-LTE技術(shù)結(jié)合的形式，促使城市軌道交通信號系統(tǒng)高效運行，并逐漸形成系統(tǒng)頻率專用化。為了有效實現(xiàn)這一目標，需要對相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)進行充分的運用。其有效的關(guān)鍵技術(shù)主要有三個，一是TDD-LTE的網(wǎng)絡(luò)綜合承載技術(shù)，二是多業(yè)務(wù)承載技術(shù)，三是WLAN網(wǎng)絡(luò)共存技術(shù)。通過借助關(guān)鍵技術(shù)，可對多系統(tǒng)合路的運行方案進行科學的設(shè)計，其最主要的目的是為了實現(xiàn)運用PIS的LTE網(wǎng)絡(luò)承載其CBTC系統(tǒng)，以便提高LTE技術(shù)在城市軌道交通信號系統(tǒng)中應(yīng)用的有效性。

（三）具體實施方案

在實踐應(yīng)用中，需要設(shè)計兩套LTE網(wǎng)絡(luò)承載CBTC系統(tǒng)方案，以便促使CBTC業(yè)務(wù)的可用性不斷提高。之所以要設(shè)計兩套實施方案，主要是其方案具有各自的用途，其中一套實施方案可以申請5MHz帶寬，為CBTC業(yè)務(wù)的開展創(chuàng)造良好的環(huán)境，有利于促使獨立承載CBTC業(yè)務(wù)的高效完成。而另一套實施方案主要是為了實現(xiàn)綜合承載的目的。在采用這一方案中，是需要對10MHz帶寬進行有效應(yīng)用的，為PIS、CBTC系統(tǒng)綜合承載的實現(xiàn)奠定了良好的基礎(chǔ)。因此，在制定相關(guān)實施方案中，設(shè)計兩套方案是很有必要的，有利于提高實際的應(yīng)用效果。

通過對以上應(yīng)用情況分析可知，CPBC所采用的無線系統(tǒng)全部是WLAN技術(shù)，因此，還可以在這一基礎(chǔ)上，適當?shù)膶BTC線路進行改造過渡。例如，在包含一期工程與二期工程項目中，如果前者采用了WLAN技術(shù)，難么后者可以對TDD-LTE技術(shù)進行充分的運用，以便實現(xiàn)兩者的兼容，最大限度發(fā)揮LTE技術(shù)的作用。但是在具體應(yīng)用中，不管采用哪種技術(shù)，都需要確保CPTC的有效傳輸，并且還要做到專頻專用。確保滿足這一條件與要求的基礎(chǔ)上，可以對其它的工程技術(shù)進行分析和適當?shù)牟捎?。另外，為了發(fā)揮LTE技術(shù)超低的網(wǎng)絡(luò)延遲、高速率網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葍?yōu)勢，還可以將其與WLAN技術(shù)有機結(jié)合起來。

結(jié)論：

總的言之，LTE技術(shù)具有較高的技術(shù)含量，在城市軌道交通信號系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用。因此，必須要對該技術(shù)加以重視。在實際應(yīng)用中，不僅需要對其使用專用頻率進行考慮，而且還要科學合理的進行測試應(yīng)用，明確LTE技術(shù)在信號系統(tǒng)中的應(yīng)用價值，進而為軌道交通發(fā)展提供技術(shù)支持。

參考文獻

[1]張衛(wèi)民.LTE技術(shù)在城市軌道交通信號系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].電腦與電信，2018（05）：48-50.

[2]史雅天.LTE技術(shù)在城市軌道交通信號系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（12）：122.

[3]趙運臣，陶宇龍，焦合峰.鄭州市軌道交通有限公司 ?北京城建設(shè)計發(fā)展集團股份有限公司 ?鄭州市軌道交通設(shè)計研究院有限公司 ?《LTE技術(shù)在城市軌道交通CBTC系統(tǒng)中應(yīng)用研究》[J].創(chuàng)新科技，2016（12）：97.