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地铁通信系统简介目前地铁专用通信系统主要包括以下几个子系统：传输系统、公务电话系统、专用电话系统、无线通信系统、广播系统、闭路电视监控系统、乘客信息系统、视频会议系统、时钟系统、集中网络管理系统、地铁信息管理系统、电源及接地系统、通信光缆/电缆及其他等。
1、传输系统地铁传输系统能迅速、准确、可靠地传送地铁运营管理所需要的各种信息。
该系统采用技术先进、安全可靠、经济实用、便于维护的光纤数字传输设备组网，构成具有承载语音、数据及图像的多业务传输平台，并具有自愈环保护功能。
目前地铁传输系统普遍采用MSTP设备，随着信息化程度的不断提高，对数据传输要求高带宽、低时延，通道保护智能化高，会采用更先进的OTN传输设备。
目前传输系统所承载的语音、数据及图像信息的业务主要有：（1）公务电话系统（2）专用电话系统（3）无线通信系统（4）广播系统（5）闭路电视监控系统（6）时钟系统（7）UPS电源系统（8）信号电源及微机监测（9）自动售检票系统（AFC）（10）安防系统（11）门禁系统（12）屏蔽门系统（PSD）（13）其它运营管理信息传输系统的光纤环路具有双环路功能。
当主用环路出现故障时，能够自动切换到备用环路上，保证系统不中断，切换时不影响正常使用。
当主、备用光纤环路的线路在某一点同时出现故障时，两端的网络设备自动形成一条链状的网络。
当某个网络节点设备出现故障时，除受故障影响的节点设备外，其它网络节点设备能保持正常工作。
2、公务电话系统公务电话主要为运营、管理和维护部门之间的公务通信以及与公用电话网用户的通信联络，向地铁用户提供话音、非话及各种新业务。
公务电话系统按车辆段、车站两级结构进行组网，由设置在车辆段和车站的数字程控交换机、电话机及各种终端、配线架等辅助设备构成。
两相邻车站交换机通过实回线模拟中继相连，一旦车辆段交换机、传输设备及光线路发生故障，车站内部通信仍能保证，站间行车电话、轨旁电话等仍能畅通，不影响列车运营。
地铁通信系统包含各子系统功能图文简介城市市轨道交通工程通信系统是直接为轨道交通运营、管理服务的，是保证列车安全、快速、高效运行的一种不可缺少的综合系统。
通信系统包括专用通信、警用通信、商用通信三个大系统。
1专用通信系统专用通信系统包括：传输系统、公务电话系统、专用电话系统、专用无线通信系统、视频监视系统（CCTV）、广播系统（PA）、时钟系统（CLK）、乘客信息系统（PIS）、集中告警系统、信息网络系统、综合电源系统及接地11个子系统。
（1）传输系统作为专用通信系统的基础网络，是城市轨道交通通信系统的重要子系统，它将为其它通信子系统和列车自动监控（ATS）、自动售检票（AFC）、门禁系统（ACS）等专业提供可靠的、冗余的通道。
（2）公务电话系统用于城市轨道交通内部的一般公务通信和城市轨道交通内部用户与公用电话网用户的电话联络。
在城市轨道交通专用电话系统（如：调度电话系统）出现重大故障时，公务电话系统可以作为专用电话的应急通信手段。
（3）专用电话系统为城市轨道交通工作人员提供用于运营、管理、维修等业务的专用电话系统，主要包括调度电话、站间行车电话、站（场）内电话等。
（4）无线通信系统是为了保证城市轨道交通能够安全、高密度、高效运营而建设的一个安全、可靠、有效的通信子系统，为运营固定用户（控制中心、车辆段调度员、车站值班员等）和移动用户（列车司机、防灾人员、维修人员）之间的语音和数据信息交换提供可靠的通信手段，它为行车安全、提高运输效率和管理水平、改善服务质量提供了重要保证；同时，在城市轨道交通运营出现异常情况和有线通信出现故障时，能迅速提供防灾救援和事故处理等指挥所需要的无线通信手段。
（5）视频监视系统是城市轨道交通维护和保证运输安全的重要手段,它能够为临时控制中心、控制中心的调度员、各车站值班员、列车司机等提供有关列车运行、防灾救灾、乘客疏导及运营管理等方面的视觉信息。
（6）广播系统是控制中心调度人员和车站值班员向乘客通告城市轨道交通列车运行以及安全、向导等服务信息、向工作人员发布作业命令和通知的通信设备。
地铁通信无线系统的覆盖及网络优化探究一、地铁通信无线系统的特点2. 客流密度大：地铁作为城市的重要交通工具，每天要承载大量的乘客。
在高峰时段，地铁车厢内人满为患，乘客的移动速度快、密度高，给通信网络的建设和优化带来了很大的困难。
3. 信号干扰：地铁车厢内存在大量的电子设备，如手机、平板电脑等，这些设备同时工作时会产生大量的电磁干扰信号，对通信网络造成严重的干扰。
1. 信号传播障碍：地下隧道和站台结构复杂，电磁波的传播受到很大的阻碍，容易导致信号的衰减和波动，从而影响通信质量。
2. 客流密度大：在高峰时段，地铁车厢内的乘客密度非常大，这会导致无线信号的覆盖面积和网络容量的需求剧增。
1. 天线设计优化：在地铁隧道和站台等地下空间，由于材料的屏蔽作用，信号的传播受到很大的阻碍。
为了提高信号的覆盖范围和质量，需要对天线的设计进行优化，采用多天线多输入多输出（MIMO）技术，提高信号的传输效率和抗干扰能力。
2. 功率控制优化：针对地铁车厢内客流密度大、信号干扰严重的特点，需要对通信系统的功率控制策略进行优化，调整传输功率和覆盖范围，避免信号重叠和干扰，提高通信质量。
3. 多频段技术应用：通过引入多频段技术，可以有效地克服地下隧道和站台等特殊环境对信号传播的阻碍，提高无线网络的覆盖范围和容量，满足地铁车厢内大客流量的通信需求。
四、现有解决方案1. 信号增强器：通过在地铁隧道和站台等地下空间部署信号增强器，可以有效地增强通信信号的覆盖范围和质量，改善客户的通信体验。
2. 天线优化：采用新型的多频段、多天线MIMO技术，提高地铁通信无线系统的抗干扰能力和传输效率，改善通信质量。
3. 网络容量提升：引入大容量通信设备和技术，提高地铁通信无线系统的网络容量，满足客流密度大、通信需求高的特点。
五、未来发展方向1. 5G技术的引入：随着5G技术的发展和应用，地铁通信无线系统将迎来新的发展机遇。
5G技术具有更高的传输速率、更低的时延和更大的连接密度，能够更好地满足地铁车厢内的大客流量通信需求。
第一章城市轨道交通通信系统综述城市轨道交通（简称城轨）通信系统是指挥列车运行、公务联络和传递各种信息的重要手段，是保证列车安全、快速、高效运行不可缺少的综合通信系统。
城轨通信系统主要包括：传输系统、公务电话系统、专用电话系统、无线集群通信系统、闭路电视监控系统（CCTV）、有线广播系统（PA）、时钟系统、电源及接地系统、乘客导乘信息系统（PIS）、办公室自动化（OA）等子系统。
通信系统的服务范围涵盖了控制中心、车站、车辆段、停车场、地面线路、高架线路、地下隧道与列车。
第一节城轨通信概述一、城轨通信系统的作用首先，城轨通信系统与信号系统共同完成行车调度指挥，并为城轨的其他各子系统提供信息传输通道和时标（标准时间）信号。
此外，通信系统是城轨交通内部公务联络的主要通道，使构成城轨交通内部的各个子系统能够紧密联系，以提高整个系统的运行效率。
当然，通信系统也是城轨交通内、外联系的通道。
城轨通信系统在发生灾害、事故或恐怖活动的情况下，是进行应急处理、抢险救灾和反恐的主要手段。
城市轨道交通越是在发生事故、灾害或恐怖活动时，越是需要通信联系，但若在常规通信系统之外再设置一套防灾救护通信系统，势必要增加投资，而且长期不使用的设备亦难以保持良好的运行状态。
所以，在正常情况下，通信系统能为运营管理、指挥、监控等提供通信联络的手段，为乘客提供周密的服务；在突发灾害、事故或恐怖活动的情况下，能够集中通信资源，保证有足够的容量以满足应急处理、抢险救灾的特殊通信需求。
二、城市轨道交通对通信系统的要求城市轨道交通对通信系统的要求是能迅速、准确、可靠地传递和交换各种信息。
（1）对于行车组织，通信系统应能保证将各站的客流情况、工作状况、线路上各列车运行状况等信息准确、迅速地传输到控制中心。
同时，将控制中心发布的调度指挥命令与控制信号及时、可靠地传送至各个车站及行进中的列车上。
（2）对于城轨运行的组织管理，通信系统应能保证各部门之间、上下级之间保持畅通、有效、可靠的信息交流与联系。
地铁通信无线系统的覆盖及网络优化随着城市交通的发展，地铁系统成为了很多大城市日常生活中重要的交通工具。
作为一个城市的标志性建筑，地铁系统不仅需要保证运行的安全、高效和顺畅，还需要提供良好的服务体验。
地铁通信无线系统的覆盖和网络优化，对于地铁系统的正常运行和乘客的满意度有着至关重要的影响。
1.建设合理的信号基站分布：地铁车厢内应该设置多个信号基站，以保证信号的覆盖深度和覆盖面积。
站台上和通道内也应该有合理的基站分布，以保证乘客在候车时和进出站时都能够保持稳定的通信。
2.强化信号增强技术：在地铁车厢内，可以使用信号增强器或者中继器来加强信号的传输，弥补信号传播过程中的损耗。
在站台上和通道内，可以使用扩展天线或者信号中继器来增加信号的覆盖范围和强度。
3.优化信号传输协议：为了保证信号的稳定性和传输速率，可以采用多种信号传输协议，并根据实际情况进行优化。
例如，在车厢内可以采用无线局域网（Wi-Fi）技术来实现信号传输，在站台上和通道内可以采用蜂窝通信技术来实现信号传输。
1.频谱资源的优化利用：地铁通信无线系统所使用的频谱资源是有限的，需要合理进行规划和利用。
通过合理分配和调整频率资源的使用，避免频谱资源的冲突和干扰，提高频谱资源的利用效率。
2.强化网络规划和设计：地铁系统作为一个复杂的交通网络，需要进行合理的规划和设计。
在网络的布局上，应该考虑到地铁线路的运行路径、车站的位置和通道的布局，以确保网络的覆盖深度和面积。
在网络的拓扑结构上，应该考虑到地铁乘车区域的人口密度和通信需求，以实现网络的高容量和高速度。
3.强化网络管理和优化：地铁通信无线系统需要进行有效的网络管理和优化，以确保通信的稳定性和质量。
对于网络拥塞、信号干扰、截断和故障等问题，应该及时采取相应的措施进行处理和优化。
同时，还应该建立健全的监测机制和预警系统，及时发现和解决通信问题，保证地铁通信无线系统的正常运行。
浅谈城市地铁通信系统
摘要：城市轨道交通是解决城市交通问题的根本。
本文简要介绍了地铁通信系统组成及作用，重点深入分析了地铁通信系统中的传输子系统、广播子系统、时钟子系统组成及其功能。
根据目前地铁的发展趋势，就某些技术问题提出了一些看法。
关键字：城市地铁；通信系统；传输子系统；广播子系统；时钟子系统
中图分类号：f291.1 文献标识码：a 文章编号：
一、地铁通信系统组成及作用
地铁通信系统是调度列车运行、运营管理、行政办公联络的重要手段，并为其它专业、系统提供通信平台，以传输和处理各种信息，并在地铁出现异常情况时，能迅速为防灾救援和事故处理提供指挥系统。
二、地铁通信系统传输子系统不同传输系统方案的比较
目前，国内外城市地铁采用的传输系统不是单一的，有多种体制，包括 s d h 、a t m 、o t n 和r p r 。
1. sdh 网络传输
sdh（同步数字体系）是公网上应用最为广泛的光纤传输技术，是一种将复接、线路传输及交换功能结合在一起并由统一网络管理系统进行管理操作的综合宽带信息网。
sdh由itu－t（国际电信联盟－电信委员会）综合了世界几大厂商的方案，形成国际统一的标
准。
2. atm 传输网络
atm（异步传输模式）是一种快速分组交换技术，带宽分配方便，拥有标准化的技术细则，不存在传输距离的限制，具有成熟可靠的多媒体通信网络国际标准，能与传统的网络连接，并可与传统的网络并连，允许用户建立多个虚拟电路，可同时运行多个宽带的应用程序，能满足地铁通信系统的业务要求。
atm cell（信元）、atm vc(虚电路)、atm switch（交换）构成了 a t m 的三大技术基础。
3. otn 传输网络
otn（开放式传输网络）是西门子公司推出的一种时分复用(tmd）技术，它的网络拓朴结构是一种双光纤双向通道环路，即网络中的节点是以双光纤链路（点到点）互连的，这些光纤构成了2个互为反向循环的环路。
数据帧在一个环网上不断地传递，这些帧包含了节点间通讯的数据（图1）。
在逻辑上，将图１中顺时针方向传送数据的环称为主环，逆时针方向传送数据的环称为副环或次环。
在正常工作时，所有数据都在主环上沿顺时针方向传送，而副环处于备份状态。
副环的工作主要是和主环保持同步，并时刻监视主环的工作状态。
在紧急情况下根据需要，它可以部分和全部替代主环所有的数据传输任务。
采用双环网结构可以在发生故障或网络配置变化时自动恢复正
常工作。
这种环具有自愈功能，就是环路保护功能，当有一段光纤
不通时，可在另一段上传输，保证每一个节点正常收发信息。
otn 支持大量接口标准和不同类型数据的同时传输，如模拟电话、数字电话、公共广播、cctv 监控、无线通信、lan 和 scada 各级系统等。
otn 的模块接口几乎涵盖了所有的物理接口，如语音、视频、数据、局域网等。
otn 有一定的限制，比如 otn体制不存在相关的国际标准，对与其他专业配合和以后的开发都存在一定开发工作量。
4.rpr传输网络
rpr（弹性分组环技术）是一种基于ip业务为核心的新兴传输体制，适应网络发展的方向，技术先进，互连方便，在网络可靠性、可管理性、支持传统业务等方面存在很大优势。
对城市地铁通信业务涉及到的视频信号、语音信号、各种数据业务、局域网等能提供良好的组网方案。
三、地铁广播子系统
地铁通信系统广播子系统完成车站值班员和控制中心调度员对
车站旅客进行公众语音广播功能，并且可以在车站旅客公共区播放背景音乐。
当车站发生火灾、毒气等灾难情况时，广播子系统可以兼做消防广播，及时疏散人群。
1. 广播子系统的基本组成及其作用
广播子系统由广播控制盒、设备机柜、扬声器网、录音计算机、维护管理终端计算机等组成。
广播控制盒有以下几种工作功能：广播选择功能、话筒/语音合成广播功能、编程功能、监听选择功能。
扬声器网的布置与车站广播区的划分一致，对于岛式车站,播音区按站台、站厅、办公用房3个区域进行设置；对于侧式车站，播音区按上行站台、下行站台、站厅、办公用房4个区域进行设置。
录音计算机可实时记录广播内容，记录的信息包括操作者、操作对象、广播内容、操作时间和操作结束时间。
当中心的广播控制盒有操作时，操作信号将经中心广播控制单元转发至录音微机，录音计算机收到后，将启动或停止录音，实现自动录音的功能。
中心的网管终端用于监测系统全线设备的运行状态，通过专用电缆与中心控制单元连接，接收控制单元发来的信息，可监测到中心及各车站每个模块及设备的状态。
利用系统配备的便携电脑，与车站数字汇接模块的数据口连接，可在任一站查看其他车站设备的运行状态，得到的信息和显示的结果与中心网管终端类似。
2.广播系统新技术
广播系统方案应该适应地铁系统的特殊要求。
首先是功能技术性能满足要求，地铁系统是公共交通设施，操作使用频繁，电磁环境复杂，因此，要求配套设备有极高的可靠性。
为了合理地权衡以上因素，根据地铁广播系统多年运营的经验，并参考一些厂家同类广播产品及现代新技术、新工艺的应用，对提高广播子系统可靠性、先进性提供了新的功能要求。
2.1 先进的控制总线技术
串行码总线技术与新一代单片机应用，非常适用于标准化与模块化的结构，电路结构简单，编程简洁，即可实现多种功能，又有非
常高的可靠性和可维护性。
在设计中，同时还有后退功能，带电插拔，掉电保护，自动复位等多项保护功能。
新一代器件具有更为优异的特性，外围电路更为简化，更多的智能化功能。
2.2 数字化信号处理技术
近几年来，有关 dsp（数字信号处理）技术逐年升级换代，功能日趋完善。
广播系统中，前级信号需调整的参数，可以全部由数字化处理实现，如电平调整、频响调整、通道选择，并可实现遥测、遥控功能，即在全线任何一个车站对其他各站进行调测，记录或检测增益、音调范围、失真度、输出电平等项指标。
2.3 实用的“看门狗”电路
广播系统控制板 cpu 设置“看门狗”电路，自动监测程序的运行，当程序运行出现异常情况时，“看门狗”电路及时发出控制信号，迫使程序回到正常的运行状态。
2.4 环境噪声的连续检测控制技术
传统的噪声检测方式是在广播声间断的瞬间状态下检测环境噪声，然后再经单片机测算后，实时控制广播输出声压。
新技术的特点是：在广播声不停止的情况下，连续的检测环境噪声，检测信息经 a/d 转换软件处理后，自动滤除广播声信息，保留实际的环境噪声数据，然后实时控制广播输出声压。
这种方式可以在环境噪声变化时，实时控制调整广播声压，广播声压可以即时跟踪环境噪声进行调整，保障广播声压总高于环境噪声。
四、地铁时钟子系统
为保证地铁列车的安全、准时、畅通，需要各部门、各专业的密切配合。
时钟子系统，就是为这种配合提供技术保障，所以必须具有高度的可靠性、准确性和各站点的统一性。
1.时钟系统构成
地铁的时钟系统由中心设备、车站2级母钟、子钟、传输通道组成。
中心设备包括中心母钟控制系统、中心传输接口及监控系统等，其中中心母钟控制系统包括 gps 校准模块、cctv 校准模块、切换模块和工作时钟模块等（图2）。
2.时钟子系统主要功能
时钟子系统主要功能有：同步校时功能、中心 1 级母钟的高稳显示驱动功能、2 级母钟的显示驱动功能、子钟显示功能。
在控制中心设置时钟系统监测管理终端设备，具有集中维护功能和自诊断功能，可进行故障管理、性能管理、配置管理、安全管理。
另设有便携式管理维护终端，可在车站通过 2级母钟的车站接口对时钟子系统进行维护管理。
结束语
地铁通信系统是整个地铁运行的平台，包括子系统较多，接口复杂，对其可靠性要求高。
目前通信系统设备国产化率虽然已经较高，但个别通信子系统，如传输、无线子系统主要设备还依赖国外进口，这不利于降低城市地铁建设造价。
面对可靠性要求极高的通信子系
统设备来说，国产产品还有待于进一步研发、提高。
参考文献
1 李棠之. 通信网络技术. 北京：科学技术文献出版社，2000
2 黄永峰. ip网络多媒体通信技术.北京：人民邮电出版社，2003
3 周德泽. 计算机智能监测控制系统的设计及应用. 北京：清华大学出版社，2002
4 杨仕平. sdh光同步数字传输设备与工程应用. 北京：人民邮电出版社，2001。
