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[摘要]科技是第一生產(chǎn)力，科技發(fā)展的快慢決定著社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的速度，在城市發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。其中，城市軌道交通發(fā)展在科技信息技術(shù)支持下，逐漸成為了一個城市走向發(fā)達(dá)的重要標(biāo)志。下文中所介紹的城市軌道交通信號系統(tǒng)，是科技發(fā)展的產(chǎn)物，是城市軌道交通系統(tǒng)中的重中之重?；诖?，本文以城市軌道交通信號系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)為例進(jìn)行分析，為促進(jìn)城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展提供幫助。

[關(guān)鍵詞]城市軌道交通；信號系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)；分析

城市軌道交通信號系統(tǒng)在當(dāng)今社會中發(fā)揮著重要的作用，是軌道交通發(fā)展中必不可少的科研成果。隨著科技信息技術(shù)高速發(fā)展，列車對信號系統(tǒng)要求越來越高，不僅表現(xiàn)在安全方面，同時還表現(xiàn)在效率方面，都需要信號系統(tǒng)具有較強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)，為此，下文對城市中城市軌道交通信號系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究。

1城市軌道交通信號系統(tǒng)

1.1城市軌道交通信號系統(tǒng)在生活中的作用

城市軌道交通在實際運(yùn)行中具有舒適性、不間斷性、準(zhǔn)點性等特點，基于城市軌道交通的這些特點，在城市軌道交通系統(tǒng)中采用軌道交通信號系統(tǒng)能夠?qū)⑿盘栐O(shè)備的作用充分發(fā)揮，達(dá)到事半功倍的效果。從世界上先進(jìn)的軌道交通運(yùn)營中發(fā)現(xiàn)，只有高水平的信號系統(tǒng)，才能夠在交通中實現(xiàn)提高列車運(yùn)行的效率，并且安全性能比較高[1]。

1.2城市軌道交通信號系統(tǒng)特征

第一，城市軌道交通中所承擔(dān)的客流量比較多，基于安全角度考慮，對于行車之間的最小行車間距要求比較高，進(jìn)而對列車的速度監(jiān)控提出了較高的要求，其主要的目的就是為了實現(xiàn)列車運(yùn)行中的安全保障。第二，對城市軌道交通運(yùn)輸速度進(jìn)行分析，城市軌道交通運(yùn)行中的實際速度與鐵路干線相比，數(shù)值上相差很多，所以，在實際的城市軌道交通信號系統(tǒng)中，不需要數(shù)據(jù)傳輸較快的信號系統(tǒng)，只需要傳輸速度較低的系統(tǒng)就可以實現(xiàn)信號傳輸功能；第三，由于在城市中，列車的運(yùn)行間隔比較小，運(yùn)行中所展現(xiàn)的規(guī)律性比較強(qiáng)[2]。

2城市軌道交通信號系統(tǒng)設(shè)計情況

由于我國在城市軌道交通信號系統(tǒng)研發(fā)中起步比較晚，與國際水平間存在一定的距離。在城市軌道交通信號系統(tǒng)建設(shè)階段，由于在各項技術(shù)上，外商對信號系統(tǒng)設(shè)計的核心技術(shù)掌握著主動權(quán)，因此，在國內(nèi)市場中，不得不對信號系統(tǒng)進(jìn)行比較長時間的調(diào)試；在信號系統(tǒng)的運(yùn)營階段，進(jìn)口設(shè)備在實際運(yùn)行與維護(hù)上存在很多障礙，一些比較輕微的故障就需要外援，并且設(shè)備在實際運(yùn)行中的風(fēng)險比較大；在建設(shè)階段，對于網(wǎng)絡(luò)化比較復(fù)雜的城市，存在多種形式的信號系統(tǒng)，因此，在實際的信號系統(tǒng)投入使用中，要想實現(xiàn)多元化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實際使用，需要在多種線路中進(jìn)行線路互聯(lián)，但是該種方式在某種程度上嚴(yán)重影響了資源的共享[3]。

3基于LTE技術(shù)的城市軌道交通信號系統(tǒng)技術(shù)分析

3.1LTE技術(shù)概述

LTE技術(shù)是當(dāng)今比較適用的交通信號技術(shù)，該項技術(shù)在實際城市軌道交通信號系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)高傳輸速率，低時延，并支持信號系統(tǒng)中的多種功能，支持廣播組的播出業(yè)務(wù)，具有無線接入架構(gòu)。LTE技術(shù)的主體性能為：在20MHz頻譜帶寬條件下，技術(shù)系統(tǒng)能夠提供上行、下行分別為100Mb/s和50Mb/s的峰值速率。實現(xiàn)的城市軌道交通覆蓋率達(dá)到了100Km。為了實現(xiàn)更加優(yōu)化的功能，LTE系統(tǒng)中采取一種網(wǎng)格化結(jié)構(gòu)，集成了適用于寬帶移動傳輸?shù)谋姸嘞冗M(jìn)技術(shù)。LTE技術(shù)優(yōu)勢有很多，能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸效率高、頻譜使用靈活等功能[4]。

3.2LTE技術(shù)與WLAN技術(shù)性能對比

第一，在項目干擾方面，LTE技術(shù)能夠申請比較專業(yè)的頻段，有效避免外部設(shè)備的信號干擾，并且由ICIC來解決系統(tǒng)內(nèi)部干擾。但是WLAN技術(shù)在該方面采用的是開放性的頻段，信號很容易受到外部的干擾。從技術(shù)的可維護(hù)性上進(jìn)行分析，LTE技術(shù)在網(wǎng)元上的數(shù)量比較少，實現(xiàn)無線覆蓋距離比較遠(yuǎn)，城市軌道交通軌旁設(shè)備之間的距離比較大。在WLAN技術(shù)下，其信號覆蓋距離比較短，每200米就需要設(shè)置無線設(shè)備，后者在維護(hù)比較困難；從移動性上進(jìn)行分析，LTE自動頻率校正技術(shù)性能比較高，能夠保證信號平穩(wěn)。而WLAN只適合于低速環(huán)境；從技術(shù)的服務(wù)質(zhì)量上進(jìn)行分析，LTE技術(shù)支持優(yōu)先級的設(shè)置，能夠保證信號系統(tǒng)的無線傳輸，但是WLAN技術(shù)卻不能實現(xiàn)信號系統(tǒng)的優(yōu)先級。

3.3LTE信號系統(tǒng)在城市軌道交通中應(yīng)用

隨著科技不斷發(fā)展，LTE技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用越來越廣泛，LTE技術(shù)在諸多個城市軌道交通中應(yīng)用。信號系統(tǒng)主要涉及的問題就是安全，無線信息系統(tǒng)要想實現(xiàn)穩(wěn)定性以及可靠性，對于信息系統(tǒng)的要求比較高。信號系統(tǒng)在進(jìn)行通訊傳輸時實時性要求比較高，而在PIS系統(tǒng)中，無線通信傳輸要求比較低，但是在寬帶方面的需求比較大。兩者在技術(shù)需求上的方向不同，因此，不能單一的將PIS系統(tǒng)中的LTE技術(shù)靈活應(yīng)用到城市軌道交通信號系統(tǒng)中來[5]。2014年，在北京地鐵指揮中心的支持下，多家信號廠商對LTE技術(shù)在信號系統(tǒng)中的實際應(yīng)用進(jìn)行現(xiàn)場測試，希望能夠通過專業(yè)的技能檢測，促進(jìn)城市軌道交通信號技術(shù)發(fā)展。在現(xiàn)場測試中，具有代表性的廠商有華為、中興、普天等，通過這些廠商對LTE技術(shù)的實際測試，得出結(jié)論，并提出LTE技術(shù)在信號系統(tǒng)中應(yīng)用的測試結(jié)果：第一，從延時方面，其傳輸時延的測試結(jié)果為10~25ms，其中最長的延時為106.5ms；第二，從信號方面，信號丟包率上下行均為0.005%以下；切換延時為34~46ms左右，其中最長時間為135ms；15MHz頻寬的平均吞吐量為，上行11Mb/s，下行19Mb/s。在實際的測量下，LTE技術(shù)能夠完全滿足信號系統(tǒng)在無線傳輸中的要求。在頻率信息選擇上，工信部了與無線接入系統(tǒng)頻率使用的相關(guān)事宜，對城市中軌道交通的申請使用提供支持以及肯定，換言之，城市軌道交通單位可以使用該頻段，并獲取得該頻段的使用權(quán)。民用手持設(shè)備中，對于信號的頻段占位將不會影響頻段的使用。與WLAN的開放頻段相比，專用頻段能夠有效緩解外部信息的干擾。LTE技術(shù)逐漸成為移動通信發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)，在城市軌道交通信號系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。

4結(jié)論

本文中所介紹的城市軌道交通信號系統(tǒng)，在軌道交通行業(yè)發(fā)展中作用突出，是城市軌道交通的主力軍。在科技不斷發(fā)展的進(jìn)程中，城市軌道交通信號系統(tǒng)與科技相結(jié)合，逐步實現(xiàn)智能化與科技化。本文立足于城市軌道交通信號系統(tǒng)的作用、特點，針對目前我國城市軌道交通信號系統(tǒng)的發(fā)展近況，對相關(guān)問題進(jìn)行分析，為信號系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展研究提供了一定的幫助。

[參考文獻(xiàn)]

[1]劉曉娟.城市軌道交通CBTC系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].蘭州交通大學(xué),2009.

[2]王飛杰.城軌CBTC智能調(diào)度指揮系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].北京郵電大學(xué),2011.

[3]闞庭明.城市軌道交通乘客信息系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].中國鐵道科學(xué)研究院,2013.

[4]王東.軌道交通信號系統(tǒng)仿真測試與驗證技術(shù)研究與應(yīng)用[D].浙江大學(xué),2014.

[5]肖彥君.城市軌道交通聯(lián)調(diào)聯(lián)試關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用[D].中國鐵道科學(xué)研究院,2014.

作者：張志鋒 單位：蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營分公司