車—地無線通訊在地鐵中的應用論文

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隨著現代化建設程序的加快,人們對城市建設現代化的要求也越來越高,尤其是城市交通。近年來,各大城市都在逐步實施地鐵現代化建設,並不斷改進地鐵新技術。車—地無線通訊就是新技術中的一種,它對保證地鐵安全、穩定執行起著至關重要的作用。簡要介紹了車—地無線通訊的特點及其業務承載範圍、DVB標準的概念和執行DVB標準的車—地無線通訊在地鐵中的實際應用情況,以期為日後的相關工作提供參考。

車—地無線通訊在地鐵中的應用論文

1 車—地無線通訊的特點

1.1 業務承載範圍

將車—地無線通訊網路應用於地鐵時,其承載範圍包括以下3個方面。

1.1.1 車載電視監視系統

在車載電視監視系統中,將半球式廣角攝像機安裝在車載電視的前端,車廂前後端和司機駕駛室各安裝1臺攝像機。採集到的模擬視訊訊號經編碼器轉化為數字視訊訊號傳至車載環網,再經車載環網傳送到司機駕駛室的監視器上,以供司機檢視。另外,它也可以實現本地儲存,然後經過車—地無線通訊系統傳送給地面的網路系統,供地面管理人員檢視。

1.1.2 地鐵乘客資訊傳輸

地鐵乘客資訊系統用於顯示列車的多媒體視訊和字幕。它將採集到的訊號傳送到車載視訊的伺服器上,經過車載環網傳送到播放控制器,再由顯示器播放出來。採用這種方式傳輸的資訊被稱為音視訊流。

1.1.3 地鐵執行狀態資訊傳輸

利用車—地無線通訊技術,監控系統的介面會向控制中心即時傳遞列車的執行引數和故障情況。為了從列車各車廂向控制中心傳輸車載電視的監視情況和地鐵執行的狀態資訊資料,要求每列列車至少同時上傳2路影象。在此過程中,如果遇到特殊情況,要求每列列車同時上傳14路影象。

1.2 車—地無線通訊的特點

車—地無線通訊的特點有:①在地鐵執行區間,無線網路呈線狀覆蓋,無線通訊系統的切換動作必須要迅速;②因為地鐵車載機櫃裝置空間有限,再加上列車灰塵、溫度變化、振動、電磁環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櫃裝置;③由於地下空間狹小,地鐵車—地無線通訊所需裝置多,因此,需要統一調整裝置的.頻率,全面規劃,避免它們在地鐵執行過程中相互干擾。

2 DVB標準

2.1 概念

1993年,我國開始實施DVB標準。DVB是“Digital Video Broadcasting”(數字視訊廣播)的縮寫,其中包括DVB互動業務系統、基帶附加資訊系統、條件接收系統、廣播傳輸系統和介面標準等內容。該標準是由一些歐洲國家成立的國際視訊廣播組織確定,並統一建立執行的標準。DVB組織出臺了一系列用於互動業務的標準,它們為使用者與業務提供者提供了一個雙向寬頻無線傳輸的通道。

2.2 應用情況

在應用DVB標準的過程中,應在運營商與使用者之間建立2個通道——廣播通道和互動通道。其中,用來傳輸音訊、視訊和資料等的通道叫作廣播通道,它是運營商與使用者之間的單向寬頻廣播通道;互動通道既是一條資訊互動的雙向通道,也是運用於運營商與使用者之間、由前向互動通道和反向互動通道組成的通道。

3 車—地無線通訊系統的構成

3.1 概述

將DVB標準應用於地鐵通訊中時,可以將列車看成移動的互動終端,將線路中心看作廣播服務源和互動服務源,再結合實際工程情況,由上行鏈路和下行鏈路組成整體系統。使用上行鏈路時,能上傳列車執行狀態的CCTV影象;使用下行鏈路時,能完成PIS節目,實現控制命令的下傳。上行鏈路由車載無線發射閘道器、地面無線接收基站等組成,而下行鏈路則是由車載無線接收閘道器、地面無線發射閘道器、光纖直放站等裝置組成。

3.2 系統的工作方式

3.2.1 上行鏈路

經過編碼器編碼後的列車執行資訊和視訊影象通過上行鏈路傳送到車載區域網後,由車載無線閘道器和發射天線一起完成無線發射。同時,各基站轉換接收到的訊號,經光纖鏈路接入相鄰車站的交換機,再傳送到中心交換機上,這樣,中心排程人員就可以調出影象來監控列車的執行狀態。

經過分析可知,當地鐵執行速度保持在100 km/h時,車—地無線通訊系統切換和緩衝的時間很短。在地鐵行駛過程中,不同基站傳送的各路視訊傳輸沒有誤碼,而且影象清晰、流暢,不會出現馬賽克。該系統使用的是1.8 GHz頻段,一方面,它可以避免與專用和民用WLAN裝置互相干擾;另一方面,該頻段屬於非開放頻段,能防止非法使用者接入。

3.2.2 下行鏈路

下行鏈路設定在中心伺服器上,多媒體節目經下行鏈路傳輸給地面無線發射閘道器,再經過光纖直放站最後傳送到分佈在軌道旁的定向天線上,以實現資訊的無線覆蓋。為了增強無線系統通道的健壯性,實現分集接收,在地鐵的車頭和車尾處各安裝一部車載無線接收閘道器和接收天線。如果將車載無線接收閘道器接入車載區域網內,並轉換接收到的無線訊號,那麼,相關資訊就會顯示在各個車廂的LED屏上。

4 結束語

隨著社會經濟的快速發展,車—地無線通訊技術在地鐵中被廣泛應用。特別是在專用和民用WLAN裝置被廣泛使用、頻率資源越來越緊張的情況下,將DVB標準應用於地鐵的車—地無線電通訊系統中,可以為相關人員提供穩定、高效、安全的無線接入方案。這樣做,對各大城市新地鐵的建設、舊地鐵無線電通訊的改造有極大的作用,而且還能保證地鐵安全、穩定執行。