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          无线通信技术在地铁列车监控系统中的应用研究探讨                    摘要：地铁无线通讯具有技术要求高、限定空间、专业性强等特点，其无线通信系统作为当今地铁高效运营的重要组成部分，对地铁的安全运营起到非常关键的作用对此，本文对常见的无线通信技术作了分析，并就其在地铁列车监控系统中的应用进行了重点探讨，以供参考关键词：无线通信技术；地铁列车监控系统；应用引言：地铁已经成为人们生活的重要组成部分随着地铁事业的不断发展，客运量不断增加，地铁安全问题受到了社会各界越来越广泛的关注，保障地铁安全运行，需要一套稳定、可靠、高效的监控系统支持地下空间相对较窄，列车运行线路却很长，沿途站点又多，需要地铁列车与地面指挥中心进行很好的配合因此，相互通信显得尤为重要无线通信技术的快速发展，为地铁列车高质量、高速率的安全运行提供了良好的契机1 无线通信技术定义无线通信主要包括微波通信和卫星通信微波是一种无线电波，它传送的距离一般只有几十千米但微波的频带很宽，通信容量很大微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。

2无线通信技术的优点与缺点无线通信技术有着有线通信技术无法比拟的优点，但基于现阶段的技术，无线通信技术也有无法超越有线通信技术的缺点下面我们通过比较2.1使用无线通信方式组网，通讯系统建设周期短，安装调试简单、快捷，同时减少投资有线通信方式的建立必须通过架设通信电缆或光缆，而信号缆的架设一般通过挖掘电缆沟或建设通信杆的方式这种方式需要花费大量的人力和物力、建设时间长，一旦遇到特殊的应用环境，如山地、湖泊、林区等特殊地理环境或是移动物体等，布线相当困难有线网络的架构有很强的制约性而无线通信方式只需在每个终端连接无线传输装置和建设适当高度的天线即可2.2无线通信方式扩展性好如无线网络已组网完毕，一旦需要增加新的用户而扩大网络，只需增加相应新的无线通信设备而有线网络首先需要重新布线，其次增加通信设备和接口，不但施工周期长，而且大大增加投资并且无线通信方式可方便增加动态使用者，这是有线组网无法企及的2.3无线通信方式安全性较差，容易受到黑客攻击这一点是无线通信方式最大的不足任何事物都有两面性，无线通信方式就是因为有上述优点，就不可避免的容易被不法分子利用例如，我们家庭利用无线网络交换机组建的局域网，经常被邻居“赠网”，即使通过设置密码，现也有相应途径破解。

2.4无线通信方式带宽较低，通信速率短期无法超越有线通信以3G无线通信网络为例，3G无线通讯理论速率为：下行速度峰值理论可达3.6Mbit/s，上行速度峰值也可达384kbit/s而光纤理论通讯速率为16Gbit/s以上，两者相差甚远3地铁无线系统的覆盖范围一般来说，无线通信系统要能够满足不同工作人员所携带的便携式电台以及运行在不同范围内的车载电台的通信信号需要通过分析地铁的空间结构及运行特点，可以将无线系统的覆盖范围分为以下部分：3.1行车区间线路区域覆盖方式其中，主要包括了地下隧道、地面空间，为保障信号发送均匀，且无任何识别盲点，此范围内的信号覆盖采用的是漏泄同轴电缆，技术上不仅成熟，而且具有场强均衡，没有驻波场等特点，在隧道、地铁等区域以及人口密集区域运行良好3.2站厅站台区域覆盖方式地铁的车站区域涉及到地下车站的所有范围，包括但又不只是站台、站厅等部分此范围内采用的是室内天线及漏泄电缆有机结合的方式①站台层：电缆往往布设于站台侧面的隧道内，实现无线信号的覆盖考虑到某些地区的地铁占地面积比较大，范围广，并且遮蔽物等对信号具有一定的阻挡作用，建议在站台上再设置一套天馈系统对通信信号进行补充，以确保通信质量不受影响。

②站厅层：对于公共区域，应用室内天线，对于房屋分布较密集、出入道路等处则有所不同，可应用吸顶天线与射频电缆相结合的方式3.3车辆段/停车场区域覆盖方式对该区域的覆盖必须要结合现场实际情况来决定，如果范围较小，且建筑物较为分散，可以通过架设基站与室外天线形式进行覆盖，满足该区域的信号覆盖要求3.4控制中心区域覆盖方式如果控制中心范围较大，且建筑物较为密集，可以应用室外铁塔架设天线方式，并且采用全向天线，以满足相应区域对于信号的要求如果仅是单独矗立的一栋建筑，则既要用到室内天线，还要用到基站，通过两者的有机结合，进行信号覆盖4无线通信技术在地铁列车监控系统中的应用4.1地铁列车监控系统中的无线通信结构对于地铁列车监控系统而言，其主要受限于客观条件，因此需要借助无线通信技术的高速稳定优势予以改善，但在实际应用是要求无线技术必须满足系统对其数据传输速率、可移动性、安全可靠性、漫游切换以及条形覆盖等的要求，因此基于上述要求，构建了无线通信结构模型其中可移动的STA节点均位于列车上，考虑到列车运行速度一般在120km/h，所以可在列车沿途设置多个AP，以此将音频、视频等数据更好的提供给STA，然后结合利用列车控制系统对列车的行使状态和速度进行实时监控；但值得一提的是，为有效避免因切换延迟、数据丢包等对无线网络质量和通信系统的不良影响，关键在于应用无线通信技术解决STA和AP间的信息交换问题。

4.2无线通信技术在车载系统中的应用地铁列车监控系统中的车载系统主要涉及图像编解码、图像采集、传输网络、数据的服务、服务器、显示终端等结构单元，工作原理为：将两个CCD（摄像机）置于每个车厢中，用于视频信号的采集并将其传输至A/D转化机，完成视频信号转化后经压缩处理到达数据服务器，然后对上述数据进行二次封装之后，经无线网络到达车头服务器或车尾服务器，此时接收数据的服务器会在交替切换机的作用下实现数据项监控中心的无线传输其中图像编码结构单元主要负责编码压缩图像视频及其信号传输，而传输网络可结合使用2.4G或5.8G的无线网络和以太网、光纤等有线网络，具体应视情况而定；列车司机室中的显示设备可以将列车的运行状态呈现在驾驶员面前，以此发挥预警等功能4.3无线通信技术在轨旁网络中的应用地铁列车监控系统中的轨旁网络主要有接入系统和传输系统之分，其中前者主要是指位于轨旁的AP、服务器、交换机等，即先由AP接收列车中经无线传输的信号，然后在交换机的作用下到达服务器完成数据融合、冗余删除、数据重组等处理以形成稳定的数据流，最后再经交换机达到控制中心；而传输系统则主要负责汇接轨旁交换机，如此一来，交换机既可以在整理信息后将其传输至服务器用于融合处理数据，也可以路交换机的支持下传至外部网络。

此外由车控室、车站监控室、线路控制、轨道交通分局、应急联动等远程监控点构成的监控中心可以通过接收来自轨旁的视频图像数据和信息，实时掌握列车的运行情况，并在下行链路的作用下有效控制列车远端，同时将必要的图像、报警等相关信息快速传输至报警系统，以确保列车运行的安全性与可靠性5结束语 总之，狭窄的地下空间、增长的客流量、较多的沿途站点和较长的运行线路要求地铁列车和地面指挥中心之间保持良好的通信与配合，这就要求我们认真分析无线通信技术的优势特点，努力研究其在地铁列车监控系统中的最佳应用途径和方式，以此优化通信条件、提升通信速率、改善通信效益，进而促进地铁列车安全、高效、稳定运行参考文献：[1]李根胜.无线通信技术在铁路综合视频监控系统的应用[J].魅力中国,2019,(20).[2]刘潍清.地铁中的无线通信系统及其制式[J].技术装备,2020,(08).[3]张辉.无线局域网技术分析及在轨道交通建设中的应用[J].铁路通信信号工程技术,2019,(11).  -全文完-。