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車(chē)—地無(wú)線(xiàn)通信在地鐵中的應用論文
隨著(zhù)現代化建設進(jìn)程的加快，人們對城市建設現代化的要求也越來(lái)越高，尤其是城市交通。近年來(lái)，各大城市都在逐步實(shí)施地鐵現代化建設，并不斷改進(jìn)地鐵新技術(shù)。車(chē)—地無(wú)線(xiàn)通信就是新技術(shù)中的一種，它對保證地鐵安全、穩定運行起著(zhù)至關(guān)重要的作用。簡(jiǎn)要介紹了車(chē)—地無(wú)線(xiàn)通信的特點(diǎn)及其業(yè)務(wù)承載范圍、DVB標準的概念和執行DVB標準的車(chē)—地無(wú)線(xiàn)通信在地鐵中的實(shí)際應用情況，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。
1 車(chē)—地無(wú)線(xiàn)通信的特點(diǎn)
1.1 業(yè)務(wù)承載范圍
將車(chē)—地無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )應用于地鐵時(shí)，其承載范圍包括以下3個(gè)方面。
1.1.1 車(chē)載電視監視系統
在車(chē)載電視監視系統中，將半球式廣角攝像機安裝在車(chē)載電視的前端，車(chē)廂前后端和司機駕駛室各安裝1臺攝像機。采集到的模擬視頻信號經(jīng)編碼器轉化為數字視頻信號傳至車(chē)載環(huán)網(wǎng)，再經(jīng)車(chē)載環(huán)網(wǎng)傳送到司機駕駛室的監視器上，以供司機查看。另外，它也可以實(shí)現本地存儲，然后經(jīng)過(guò)車(chē)—地無(wú)線(xiàn)通信系統傳送給地面的網(wǎng)絡(luò )系統，供地面管理人員查看。
1.1.2 地鐵乘客信息傳輸
地鐵乘客信息系統用于顯示列車(chē)的多媒體視頻和字幕。它將采集到的信號發(fā)送到車(chē)載視頻的服務(wù)器上，經(jīng)過(guò)車(chē)載環(huán)網(wǎng)傳送到播放控制器，再由顯示器播放出來(lái)。采用這種方式傳輸的信息被稱(chēng)為音視頻流。
1.1.3 地鐵運行狀態(tài)信息傳輸
利用車(chē)—地無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，監控系統的接口會(huì )向控制中心即時(shí)傳遞列車(chē)的運行參數和故障情況。為了從列車(chē)各車(chē)廂向控制中心傳輸車(chē)載電視的監視情況和地鐵運行的狀態(tài)信息數據，要求每列列車(chē)至少同時(shí)上傳2路圖像。在此過(guò)程中，如果遇到特殊情況，要求每列列車(chē)同時(shí)上傳14路圖像。
1.2 車(chē)—地無(wú)線(xiàn)通信的特點(diǎn)
車(chē)—地無(wú)線(xiàn)通信的特點(diǎn)有：①在地鐵運行區間，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )呈線(xiàn)狀覆蓋，無(wú)線(xiàn)通訊系統的切換動(dòng)作必須要迅速;②因為地鐵車(chē)載機柜設備空間有限，再加上列車(chē)灰塵、溫度變化、振動(dòng)、電磁環(huán)境等不利條件的影響，所以，要求使用體積小、散熱排量小、防護等級高和抗干擾能力強的機柜設備;③由于地下空間狹小，地鐵車(chē)—地無(wú)線(xiàn)通信所需設備多，因此，需要統一調整設備的頻率，全面規劃，避免它們在地鐵運行過(guò)程中相互干擾。
2 DVB標準
2.1 概念
1993年，我國開(kāi)始實(shí)施DVB標準。DVB是“Digital Video Broadcasting”(數字視頻廣播)的縮寫(xiě)，其中包括DVB交互業(yè)務(wù)系統、基帶附加信息系統、條件接收系統、廣播傳輸系統和接口標準等內容。該標準是由一些歐洲國家成立的國際視頻廣播組織確定，并統一建立執行的標準。DVB組織出臺了一系列用于交互業(yè)務(wù)的標準，它們?yōu)橛脩?hù)與業(yè)務(wù)提供者提供了一個(gè)雙向寬帶無(wú)線(xiàn)傳輸的通道。
2.2 應用情況
在應用DVB標準的過(guò)程中，應在運營(yíng)商與用戶(hù)之間建立2個(gè)信道——廣播信道和交互信道。其中，用來(lái)傳輸音頻、視頻和數據等的信道叫作廣播信道，它是運營(yíng)商與用戶(hù)之間的單向寬帶廣播信道;交互信道既是一條信息交互的雙向信道，也是運用于運營(yíng)商與用戶(hù)之間、由前向交互信道和反向交互信道組成的信道。
3 車(chē)—地無(wú)線(xiàn)通信系統的構成
3.1 概述
將DVB標準應用于地鐵通訊中時(shí)，可以將列車(chē)看成移動(dòng)的交互終端，將線(xiàn)路中心看作廣播服務(wù)源和交互服務(wù)源，再結合實(shí)際工程情況，由上行鏈路和下行鏈路組成整體系統。使用上行鏈路時(shí)，能上傳列車(chē)運行狀態(tài)的CCTV圖像;使用下行鏈路時(shí)，能完成PIS節目，實(shí)現控制命令的下傳。上行鏈路由車(chē)載無(wú)線(xiàn)發(fā)射網(wǎng)關(guān)、地面無(wú)線(xiàn)接收基站等組成，而下行鏈路則是由車(chē)載無(wú)線(xiàn)接收網(wǎng)關(guān)、地面無(wú)線(xiàn)發(fā)射網(wǎng)關(guān)、光纖直放站等設備組成。
3.2 系統的工作方式
3.2.1 上行鏈路
經(jīng)過(guò)編碼器編碼后的列車(chē)運行信息和視頻圖像通過(guò)上行鏈路傳送到車(chē)載局域網(wǎng)后，由車(chē)載無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)和發(fā)射天線(xiàn)一起完成無(wú)線(xiàn)發(fā)射。同時(shí)，各基站轉換接收到的信號，經(jīng)光纖鏈路接入相鄰車(chē)站的交換機，再傳送到中心交換機上，這樣，中心調度人員就可以調出圖像來(lái)監控列車(chē)的運行狀態(tài)。
經(jīng)過(guò)分析可知，當地鐵運行速度保持在100 km/h時(shí)，車(chē)—地無(wú)線(xiàn)通信系統切換和緩沖的時(shí)間很短。在地鐵行駛過(guò)程中，不同基站發(fā)送的各路視頻傳輸沒(méi)有誤碼，而且圖像清晰、流暢，不會(huì )出現馬賽克。該系統使用的是1.8 GHz頻段，一方面，它可以避免與專(zhuān)用和民用WLAN設備互相干擾;另一方面，該頻段屬于非開(kāi)放頻段，能防止非法用戶(hù)接入。
3.2.2 下行鏈路
下行鏈路設置在中心服務(wù)器上，多媒體節目經(jīng)下行鏈路傳輸給地面無(wú)線(xiàn)發(fā)射網(wǎng)關(guān)，再經(jīng)過(guò)光纖直放站最后傳送到分布在軌道旁的定向天線(xiàn)上，以實(shí)現信息的無(wú)線(xiàn)覆蓋。為了增強無(wú)線(xiàn)系統信道的健壯性，實(shí)現分集接收，在地鐵的車(chē)頭和車(chē)尾處各安裝一部車(chē)載無(wú)線(xiàn)接收網(wǎng)關(guān)和接收天線(xiàn)。如果將車(chē)載無(wú)線(xiàn)接收網(wǎng)關(guān)接入車(chē)載局域網(wǎng)內，并轉換接收到的無(wú)線(xiàn)信號，那么，相關(guān)信息就會(huì )顯示在各個(gè)車(chē)廂的LED屏上。
4 結束語(yǔ)
隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的快速發(fā)展，車(chē)—地無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)在地鐵中被廣泛應用。特別是在專(zhuān)用和民用WLAN設備被廣泛使用、頻率資源越來(lái)越緊張的情況下，將DVB標準應用于地鐵的車(chē)—地無(wú)線(xiàn)電通訊系統中，可以為相關(guān)人員提供穩定、高效、安全的無(wú)線(xiàn)接入方案。這樣做，對各大城市新地鐵的建設、舊地鐵無(wú)線(xiàn)電通訊的改造有極大的作用，而且還能保證地鐵安全、穩定運行。
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