深度解剖軌道交通傳輸方式與安防應用

　　軌道交通具有運量大、速度快、安全、準點、保護環(huán)境、節(jié)約能源和用地等特點。當前，各國已普遍認識到，解決交通問題的根本出路在于優(yōu)先發(fā)展以軌道交通為骨干的公共交通系統(tǒng)。

　　軌道交通安防應用剖解

　　城市軌道交通中的弱電系統(tǒng)主要包括信號系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、公務及專用電話系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、時間系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、設備監(jiān)控系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)和屏蔽門控制系統(tǒng)等等。綜合安防系統(tǒng)采用集成和互聯(lián)的手段，對上述系統(tǒng)進行整合，實現(xiàn)信息互通、資源共享，達到簡化系統(tǒng)設備配置、壓縮設備用房面積、減少綜合投入、提高運營效率、提高應變能力、提高城市軌道交通現(xiàn)代化運營管理水平的目的，并且為優(yōu)化運營調度和值班模式提供靈活的平臺。

　　綜合安防系統(tǒng)以車站控制為基本單位，采用控制中心、車站兩級管理，以及控制中心、車站、現(xiàn)場三級控制的模式，分層分布式結構。

　　綜合安防系統(tǒng)集成或互聯(lián)的內容可以分為以下層次。

　　· 系統(tǒng)平臺集成：在系統(tǒng)平臺級集成的子系統(tǒng)不再設置獨立的網絡系統(tǒng)和數(shù)據服務系統(tǒng)，所需的系統(tǒng)資源由綜合安防系統(tǒng)統(tǒng)一分配。SCADA(電力監(jiān)控)、EMCS(機電設備監(jiān)控)、PSD(屏蔽門/安全門)、FG(防淹門)、ACS(門禁控制系統(tǒng))具有在系統(tǒng)平臺級集成的條件;

　　· 監(jiān)控功能集成：監(jiān)控功能集成的系統(tǒng)可以擁有獨立的網絡和系統(tǒng)資源，其與運營有關的設備的監(jiān)控功能被集成到綜合安防系統(tǒng);綜合安防系統(tǒng)可以在同一操作界面上調用這些系統(tǒng)的部分功能，操作這些系統(tǒng)的部分設備。AFC(自動售檢票系統(tǒng))、FAS(防災報警系統(tǒng))、CCTV(電視監(jiān)控系統(tǒng))、PA(廣播系統(tǒng))和時間系統(tǒng)等具有在監(jiān)控功能級集成的條件;

　　· 數(shù)據信息互聯(lián)：進行數(shù)據信息互聯(lián)的系統(tǒng)相互獨立設置，其間沒有功能調用關系，但設置通信接口交換各自的運行信息和報警信息，以實現(xiàn)相互間的控制協(xié)調;ATS(列車自動監(jiān)控)、公務電話、調度電話、無線通信、綜合故障監(jiān)管等采用數(shù)據信息互聯(lián)的方式。

　　軌道交通傳輸方式分析

　　軌道交通無線傳輸技術，即無線通信技術，分為民用無線通信、專用無線通信和列車控制無線通信。民用無線通信系統(tǒng)主要實現(xiàn)尋呼、GSM、 CDMA、3G(含3G-UMTS、3G-UWB、3G-LTE)等公用移動信號的覆蓋，用于軌道交通的民用通信;專用無線通信系統(tǒng)主要實現(xiàn)TETRA、 GOTA、GT-800、iDen、WLAN、DVB-T、WIMAX等專用信號的覆蓋，用于軌道交通的運營、生產，提供行車調度指揮與其他相關部門之間的聯(lián)系，包括列車調度、環(huán)境控制調度、公安調度、車輛段站場、維修部門等無線通信，用于軌道交通專用通信、公安通信、PIS/CCTV無線傳輸、移動電視;列車控制無線通信是軌道交通信號系統(tǒng)中最重要的組成部分之一，用于控制列車間的行駛間隔。

　　目前，國內軌道交通行業(yè)使用的無線通信技術主要有：WLAN、GSM-R、TETRA、GSM、CDMA、3G、WiMAX、DVB-T等。

　　城市軌道交通行業(yè)車地無線傳輸需求

　　城市軌道交通的列車與地面之間通信越來越多地采用無線通信技術，除了民用通信外，目前有三個業(yè)務子系統(tǒng)需求車地無線通信：乘客資訊系統(tǒng) (PIS)中的下行流帶寬需求約為8Mbps(1路標清)、車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)的帶寬共約為6~8Mbps(1路上行，1路下行)、CBTC信號系統(tǒng)帶寬需求為數(shù)百Kbps。

　　乘客咨詢系統(tǒng)(PIS)

　　系統(tǒng)通過分布于列車車廂的液晶顯示器(一節(jié)車廂最多設置8臺)，乘客可以實時了解列車運行狀態(tài)和到站信息，還可以觀看實時電視節(jié)目及廣告。

　　車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　列車運行安全事關重大，而列車運行中的事故時有發(fā)生，造成了重大損失，如英國倫敦地鐵爆炸案等。列車車廂內部的實時監(jiān)控一直是軌道交通安全系統(tǒng)中關鍵而薄弱的一環(huán)。車載圖像監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)列車司機、控制中心值班員、車輛段DCC和車站值班員對列車車廂情況的實時監(jiān)控。運營列車每節(jié)車廂裝設2個小型半球型攝像機，用于監(jiān)視車廂內乘客情況;兩端駕駛室各設置廣角半球攝像機，正常情況下監(jiān)視列車司機位，緊急情況下，監(jiān)視車內旅客疏散情況。兩端駕駛室設置一臺觸摸顯示器，根據需要顯示車內圖像或前方車站發(fā)送的站臺圖像。

　　基于通信的列車控制系統(tǒng)(CBTC)

　　基于通信技術的列車控制系統(tǒng)，其核心技術是車地連續(xù)、雙向的無線通信。隨著控制技術、計算機技術和數(shù)字無線通信技術的飛速發(fā)展，通信系統(tǒng)正在與列車運行控制系統(tǒng)相結合，基于通信的列車控制系統(tǒng)正在越來越多的被采用。

　　鐵路行業(yè)車地無線傳輸需求

　　GSM-R作為專門為滿足鐵路應用而開發(fā)的數(shù)字式無線通信系統(tǒng)，具有更適應鐵路運輸特點的、更成熟的技術優(yōu)勢，以及更符合通信信號一體化技術發(fā)展的需要，特別是運用于列車控制系統(tǒng)、鐵路維護通信、列車診斷、旅客服務和貨運跟蹤服務。

　　列車控制系統(tǒng)(TrainControlSystem，TCS)

　　系統(tǒng)是以GSM-R作為傳輸手段的列車自動防護/列車自動控制系統(tǒng)，甚至可以實現(xiàn)列車的自動操作(駕駛)。

　　鐵路維護通信

　　利用GSM-R技術，可建立鐵路沿線維護人員的業(yè)務聯(lián)絡通信(新的路邊電話和隧道電話)，并能夠根據維護人員的職能和所在的場所很快地確定他們的位置。

　　列車診斷

　　如果列車發(fā)生故障，診斷數(shù)據將通過GSM-R傳輸?shù)较乱粋€維修中心，使維修站能夠及時地為維修做好相關的準備，因而大大地縮短維修時間。

　　旅客服務

　　旅客服務主要包括列車時刻信息、在線售票(訂座)服務。基于列車自動控制和GSM-R的列車時刻信息服務，能夠隨時為旅客和乘客提供列車的動態(tài)位置和時刻信息;基于GSM-R連接的售票機可提供在線售票(訂座)服務。

　　貨運跟蹤服務

　　該項服務利用一個帶有GPS接收器的簡單GSM模塊，可指示該貨車(集裝箱)的精確位置，可實時掌握所運貨物的確切位置，并可將這一數(shù)據發(fā)送給其客戶。

　　中國城市軌道交通應用綜合安防系統(tǒng)才剛剛起步，這種對弱電系統(tǒng)進行有機集成的解決方案，是城市軌道交通建設的發(fā)展趨勢。