CBTC无线通信子系统的设计与测试毕业论文

城市轨道交通CBTC系统关键技术探讨作为CBTC系统的关键技术，其研究与发展对城市轨道交通系统的安全性、便捷性和效率等方面具有重要意义。

本文将对CBTC系统的关键技术进行探讨，包括无线通信技术、数据处理与传输技术、位置识别技术等方面的关键技术，分析其在CBTC系统中的作用与发展趋势。

一、无线通信技术CBTC系统基于先进的无线通信技术，实现对列车的实时监控与控制。

作为CBTC系统的关键技术之一，无线通信技术对于CBTC系统的运行安全性和稳定性具有重要意义。

目前，CBTC系统中较为常用的无线通信技术包括LTE、Wi-Fi等。

LTE技术具有高速传输、低时延等优势，适用于对CBTC系统中的关键数据进行实时传输；Wi-Fi技术则可以实现对列车之间、列车与地面控制中心之间的数据通信，为列车运行的实时监控提供了技术支持。

随着5G技术的逐渐成熟，5G技术有望在CBTC系统中得到广泛应用。

5G技术具有更高的传输速率和更低的时延，可以实现更高效、更稳定的数据传输，为CBTC系统的运行提供更加可靠的技术保障。

二、数据处理与传输技术CBTC系统的正常运行依赖于大量的数据处理与传输技术支持。

在CBTC系统中，数据处理与传输技术起着至关重要的作用，直接影响着系统的运行效率和安全性能。

在数据处理方面，CBTC系统需要对来自列车、轨道等各个方面的数据进行实时处理，包括位置数据、速度数据、故障数据等。

CBTC系统还需要对这些数据进行分析与存储，以便对列车进行实时监控与数据分析，为列车运行提供技术支持。

在数据传输方面，CBTC系统需要实现对大量实时数据的传输，包括列车之间的数据传输、列车与地面控制中心之间的数据传输等。

CBTC系统需要依靠先进的数据传输技术，实现对大量数据的高效传输。

当前，CBTC系统中广泛应用的数据处理与传输技术包括分布式存储技术、实时数据传输技术等。

分布式存储技术可以实现对大量数据的高效存储与管理，为列车监控提供了技术支持；实时数据传输技术则可以实现对实时数据的高效传输，确保列车运行的实时监控与控制。

CBTC数据通信子系统的无线干扰提纲：1. CBTC数据通信子系统的基本原理和工作流程2. CBTC数据通信子系统的无线干扰与现有无线技术的关系3. CBTC数据通信子系统的无线干扰的成因和特点4. 针对CBTC数据通信子系统的无线干扰的解决方案5. CBTC数据通信子系统的无线干扰案例分析一、CBTC数据通信子系统的基本原理和工作流程CBTC（Communication-Based Train Control）是基于数据通信技术的地铁列车自动驾驶系统，由列车设备、地面设备、通信系统和控制系统组成，其中通信系统是CBTC系统的重要组成部分。

CBTC数据通信子系统采用Wi-Fi、LTE等现有的无线通信技术，实现列车和地面设备之间的信息交换和数据传输。

CBTC数据通信子系统通过与列车设备之间的无线通信，实现列车位置、速度、状态等信息的传输，并提供控制指令。

地面设备接收并处理这些信息，并发送控制指令给列车。

这一过程为列车的自动控制提供了可靠的技术支持。

然而CBTC数据通信子系统在使用Wi-Fi、LTE等通信技术的同时，也面临着无线干扰的等问题，影响着其工作效果与安全性。

二、CBTC数据通信子系统的无线干扰与现有无线技术的关系CBTC数据通信子系统采用的是Wi-Fi、LTE等通信技术。

而这些通信技术本身也存在着一定的无线干扰问题。

因此，CBTC数据通信子系统的无线干扰与现有无线技术是密切相关的。

Wi-Fi技术的无线干扰：Wi-Fi技术采用的是2.4GHz和5GHz频率的无线信号，这些频率段的信号易受到建筑物、障碍物、天气等因素的影响，出现抖动、衰减等问题，从而导致Wi-Fi的数据传输速率降低，数据传输质量下降，该问题称为Wi-Fi的无线干扰。

LTE技术的无线干扰： LTE通信技术采用的是更高频率的无线信号，高频率的无线信号功率较低，穿透能力较差，同时也容易被建筑物、地下隧道等环境干扰，导致LTE信号覆盖范围减小、信号质量不稳定、数据传输速率降低等问题，称为LTE的无线干扰。

CBTC无线通信子系统的设计与测试发布日期：2013-06-20 22:30CBTC无线通信子系统的设计与测试摘要：对CBTC无线通信子系统在隧道中的无线菲涅尔区和无线隧道损耗模型进行计算，提出了无线通信子系统AP设置的合理间距。

结合杭州地铁现场环境，对模拟系统进行测试，结果满足设计要求。

关键词：无线通信；子系统；设计；测试CBTC是基于通信的列车控制系统。

CBTC无线通信子系统（以下简称系统），实时传输控制命令和列车位置信息，是地铁运营安全、高效、可靠的保证。

系统由分布式系统、轨旁无线接入点AP、车载无线通信单元和无线传输媒介等四部分组成。

分布式系统，用来连接不同基本服务区（BSA）的通信信道，一般采用大容量、高速有线传输网。

轨旁无线接入点AP，是无线网络和有线网络的桥节点。

车载无线通信单元，安装在车头和车尾的车载设备机架内，是AP的通信客户端。

无线传输媒介，包括漏缆、波导管和空间波等。

列车在隧道区间运行时，地面AP机箱通过有线冗余网络将数据传至控制中心及各车站，实现车-地之间控制命令的上、下传递。

目前，国内外CBTC系统均采用2. 4 GHz频段，列车运行要求如下。

1 .传输带宽：列车高速移动时能满足系统传输速率需求, 于 1 Mb /s 。

2.丢包率：无线传输系统丢包率应不影响系统的有效性,3.传输延时：越区切换中断时间应满足不间断通信要求,最不利情况下传输带宽不小要求双网的丢包率为0. 01% 。

ATP允许的报文传输（更新）延时时间最大为0. 5 s。

1系统设计为确保隧道空间运行中的列车控制信息在任何地点、时间都能双向传输，系统设计时除了考虑无线协议、调制方式、切换机制和网络安全外，还必须进行合理的AP布点。

下面以杭州地铁1号线CBTC无线通信子系统AP布点为例进行介绍。

1. 1隧道中的菲涅耳区无线电波在发射机和接收机之间传播时，存在着一个对电波传播起主要作用的空间区域即传播主区，可用菲涅耳区来表示。

城市轨道交通CBTC信号系统无线通信抗干扰技术的思考城市轨道列车急刹车事件的频繁发生，引起了人们对轨道交通CBTC信号系统无线通信受干扰问题的重视。

基于这种情况，本文在分析城市轨道交通CBTC信号系统无线通信及其干扰问题的基础上，对DSSS技术、FHSS技术、CSS技术这三种无线通信抗干扰技术展开了分析。

标签：城市轨道交通CBTC信号系统；DSSS技术；FHSS技术；CSS技术引言：城市轨道交通CBTC信号系统拥有较好的兼容性，所以在城市轨道交通建设中得到了广泛应用。

但就目前来看，随着无线通信技术的发展，CBTC 系统容易受乘客携带电子设备、相同频段非WiFi设备等多种因素的干扰。

能否增强CBTC信号系统的通信抗干扰能力，直接关系到系统能否取得平稳运转，进而将对城市轨道列车的运营产生影响。

因此，还应加强城市轨道交通CBTC 信号系统无线通信抗干扰技术的研究，从而为列车运行提供保障。

1 城市軌道交通CBTC信号系统的无线通信及其干扰分析目前，城市轨道交通CBTC信号系统为能够实现车-地通信的列车自动控制系统，其采用的无线通信技术主要为2.4GHz频段的WLAN技术，即利用无线局域网的公共频段实现无线传输。

而WLAN网络的2.4GHz为免费开放频段，具有较强的扩展性和可移动性，能够为用户随时随地接入宽带网络提供便利，因此得到了各个行业的应用。

目前，该频段带宽为83.5MHz，共拥有14个频点。

国内城市轨道交通CBTC信号系统多采用1#和11#（6#）为主备信道，系统视频传输主要利用6#信道[1]。

为实现车-地无线通信，除了进行车载无线终端的布置，还要沿着轨道旁完成AP布置。

而车载终端和轨道旁的AP均采用IEEE802.11x 协议，因此CBTC系统的无线通信网络为典型无线局域网。

随着互联网的发展，WiFi无线已经得到了广泛覆盖，并被引入到了地铁上。

而WiFi无线采用的通信协议为IEEE802.11x，容易给CBTC信号系统的无线通信带来干扰。

浅谈基于漏缆传输的CBTC无线通信系统试验论文沙托梅基于漏缆传输的CBTC无线通信网络系统试验论文本文关键词：浅谈，通信系统，传输，试验，论文浅谈具体来说漏缆传输的CBTC无线通信系统试验论文本文简介：基于通信的列车控制(CBTC)系统依赖于数据传输子系统(DataicationSubsystem，简为DCS)，而车地无线通信管理系统是DCS的重要部分。

目前，CBTC车地无线通信系统大多采用IEEE802.11标准，其工作频段改采了 2.4GHzISM公共频段。

但该频段已有大量民用设备，且作浅谈基于漏缆传输的CBTC通讯系统试验论文本文内容：如上所述通信的列车控制(CBTC)系统内依赖于数据传输子系统(DataicationSubsystem，简为DCS)，而车地电子技术系统是DCS的重要部分。

目前，CBTC车地无线通信系统大多大多采行IEEE802.11标准，其基层工作频段采用了2.4GHzISM公共频段。

但该频段已有各种各样大量民用装置，且作为开放频段还有遭受恶意干扰受到的危险。

实测中发现近距离其他工作的2.4GHz频段无线设备会明显提高CBTC系统丢包率。

2021年11月，深圳地铁发生的上海多起列车紧急制动事件，就是缘于乘客携带的MiFi设备(一种3G信号转WiFi信号设备)干扰了CBTC系统。

彻底解决CBTC同频干扰的办法就是采用专频、专网，即CBTC 车地超高速系统使用专用频段，分立并且是独立的电子技术系统。

在上海积极开展开展了基于漏缆传输的专频、专网CBTC信号系统试验，采用400MHz频段，利用漏缆传输的优势，使单基站能够完全能够帮助覆盖相邻两区间，在相应区间轨旁无其他有源设备。

这大大简化了系统结构，提高了系统可靠性，且便于维护。

为证明低频漏缆传输的可用性及可靠性，首先，在上海大学无线通信的通信实验室对CBTC车地超高速系统的吞吐率、时延丢包、故障切换及CBTC网络性能进行测试;然后，在张江实训线上接入CBTC车地超高速系统，并进行系统测试。

基于漏泄波导管的CBTC数据通信子系统设计1.绪论1.1论文的设计背景随着我国经济快速发展，城市规模不断扩大，特别在经济发达的东部及中、西部地区，经济迅速发展，机动车飞速增长，交通拥堵情况日渐突出。

城市轨道交通具有其它交通工具望尘莫及的优点，客运周转量大、安全、速度快、受干扰少、环境污染小等，各地方政府和市民都希望加快本地的轨道交通建设来减缓交通压力，实现人与自然的和谐发展。

据国家发改委运输完成的《2012-2013年中国城市轨道交通发展报告》统计，2012年，全国有35个城市在建设轨道交通路线，估算完成总资产约2600亿。

2013年，已批准的项目将进入规模建设阶段，城轨投资规模有望达到2800亿元-2900亿元。

截至2012年底，全国共有28个城市继续建设轨道交通线路工程，续建线路共计63条，里程1399km。

车站970座。

预计至2020年，我国城市轨道交通累计营业里程将达到7395km，我国约有229个城市有发展轨道交通的潜力，2050年规划的线路将增加到289条，总里程数将达到11700km。

城市轨道交通需要列车运行速度高、密度大，特别是早、晚高峰，市民对列车追踪密度要求很高。

传统的以轨道电路进行定位，司机人工驾驶的固定闭塞运营方式已不能满足安全和效率要求。

准移动闭塞虽然在一定程度上提高了运营效率，但与市民对轨道交通的期望还有差距，基于通信的CBTC 系统正是为了迎合这种需求而开发的,是城市轨道交通发展的方向。

CBTC 列车控制系统能够根据前行列车和前方线路情况，在确保安全的前提下紧追踪前行列车运行，能有效缩短列车追踪间隔，运输效率也得到极大提高，因此在国内外得到迅速推广。

1.2现状和意义1.2.1国外CBTC的研究概况CBTC在国外的起步较早，20世纪80年代初国外开始对CBTC展开系统的研究并进行阶段性测试，90年代开始进入试验段测试阶段.北美的先进列车控制系统（ATCS）、德国的无线列车控制系统(FZB)、法国的实时追踪自动化系统(ASTREE)、日本的计算机和无线通信列车控制系统（CARAT）是这一时期的代表性试验系统。

地铁无线通信系统论文摘要：地铁在城市交通中的作用日益凸显，地铁的安全问题开始引起人们的广泛重视。

地铁采用无线通信系统运行的性质决定了必须要提高无线通信系统的安全性，尽量避免运行中可能出现的信号干扰。

这就要求相关人员加大对信号干扰源的研究，准确地分析产生干扰的信号源，并采取适当的技术措施进行改善，尽量减少信号干扰，从而为无线通信系统的正常运行创造条件，保证地铁的安全运行，保证人民群众的生命安全和财产安全。

关键词：地铁通信；无线；信号干扰；控制措施随着城市交通拥挤状况的日益加剧和科学技术的不断革新，地铁开始在人们的生活和城市交通中扮演着重要角色。

而无线通信系统对地铁的安全运行起着决定性的影响，特别是基于无线通信的列车控制系统（CBTC），直接控制列车的运行和安全。

CBTC系统通过部署在列车上和轨道旁的无线设备，实现了车、地间不中断的双向通信，控制中心可以根据列车实时的速度、位置动态计算和调整列车的最大制动距离，2辆相邻列车能以很小的间隔同时前进，从而提高运营效率。

但是在地铁运行过程中，车地无线通信信号会受到电流、磁场或辐射等的影响，致使信号系统出现故障，这样一来就会影响地铁的运行。

比如2012年深圳地铁因信号系统受干扰发生的暂停故障，就是因为车地无线信号受干扰而引发的。

现就地铁车地无线通信的干扰因素和应对措施进行探析。

1 CTBC无线通信系统信号的干扰因素目前，地铁CBTC系统的无线通信多采用公共的2.4 GHz频段，而2.4 GHz频段也是无线局域网、无线接入系统、蓝牙技术设备、点对点或点对多点扩频通信系统等各类无线电台站的共用频段。

因此，对地铁CBTC无线通信系统造成干扰的主要是外部信号，当然，也会存在内部干扰。

1.1 无线局域网（WLAN）干扰通过对干扰地铁无线通信系统因素的研究，发现干扰源可以分为WLAN干扰和非WLAN干扰。

区分前者与后者的方法是看干扰源发送的信号是否符合802.11标准：符合的就是WLAN干扰，不符合的就属于非WLAN干扰。

基于无线局域网的CBTC数据通信系统设计随着城市轨道交通的发展，CBTC（基于通信的列车控制系统）已成为主流的列车控制系统。

CBTC系统可以实现列车与控制中心之间的实时通信，从而保证列车的安全、高效运行。

无线局域网技术作为一种成熟的通信技术，已经被广泛应用于CBTC系统的设计中。

一、无线局域网技术无线局域网（WLAN）是一种通过无线方式连接计算机和其他设备的数据通信网络。

与传统的有线网络相比，无线局域网不需要布线，可以灵活地移动设备和增加站点。

在CBTC系统中，无线局域网可以提供高可靠性、高速度和高灵活性的数据通信服务。

二、基于无线局域网的CBTC系统设计1、网络架构基于无线局域网的CBTC系统采用星型网络架构，由一个控制中心和多个车载设备组成。

控制中心负责监控和管理整个系统，包括列车的位置、速度、信号状态等信息。

车载设备安装在列车上，负责采集列车的状态信息，并接收控制中心的指令。

2、数据通信协议在CBTC系统中，控制中心和车载设备之间需要实时传输大量的数据。

为了保证数据传输的可靠性和实时性，需要设计高效的数据通信协议。

基于无线局域网的CBTC系统采用TCP/IP协议作为数据通信协议，可以保证数据传输的稳定性和可靠性。

3、移动性管理在无线局域网中，移动性管理是非常重要的。

为了保证CBTC系统中列车的正常运行，需要设计完善的移动性管理方案。

该方案包括切换控制、位置更新、路由优化等功能，可以保证列车在移动过程中不中断通信。

4、安全性措施CBTC系统的安全性是非常重要的，需要采取一系列措施来保证系统的安全性。

基于无线局域网的CBTC系统采用以下安全性措施：（1）加密措施：为了保证数据的保密性，采用对称加密算法对数据进行加密，并使用密钥管理方案对密钥进行管理。

（2）访问控制：为了防止未经授权的设备接入系统，采用访问控制列表等机制对设备进行管理。

（3）认证机制：为了防止非法设备冒充合法设备进行通信，采用双向认证机制对设备进行认证。

地铁CBTC系统无线通信技术分析1．前言随着全国各大城市大力建设公共交通系统，具有大容量、高速率和高效率特点的地铁系统的建设也如火如荼的进行。

在整个地铁系统中，列车的自动控制系统无疑是其大脑和核心，目前地铁系统采用的是列车自动控制（ATC）设备，ATC通过车载设备、轨旁设备、车站和控制中心组成的控制系统完成对列车运行的控制；通过调节列车运行间隔和运行时分，实现列车运行的安全、高效和指挥管理有序。

ATC信号系统由ATP（列车自动防护）子系统、ATO（列车自动驾驶）子系统和ATS（列车自动监督）等三个子系统组成，主要分为固定闭塞制式、准移动闭塞制式和移动闭塞制式三种，其中固定闭塞制式已经无法满足当代地铁发展的需要,移动闭塞制式的应用规模越来越大。

移动闭塞制式信号系统主要是基于无线通信技术的列车控制系统（CBTC），CBTC系统集无线电通信技术和自动化控制技术于一体，利用高精度的列车定位（不依赖于轨道电路），双向连续、大容量的车-地数据通信和车载、地面安全功能处理器等实现的一种连续自动列车控制系统，利用轨间电缆、漏泄电缆和空间无线技术或者他们之间的结合组网来实现。

CBTC相比传统的铁路信号系统有着诸多优越性：以无线通信系统代替有线通信系统，减少电缆铺设、轨旁设备，降低维护成本。

可以实现车辆与控制中心的双向通信，大幅度提高了列车区间通过能力。

信息传输流量大、效率高、速度快，容易实现移动自动闭塞系统。

容易适应各种车型、不同车速、不同运量、不同牵引方式的列车，兼容性强。

可以将信息分类传输，集中发送和集中处理，提高调度中心工作效率。

便于既有线改造升级。

当前全球各城市轨道交通现状从单一线路建设逐步走向多线路并行建设，并初步形成线网轨道交通格局，具备了线网间联通联运的基础条件，同时国内的地铁系统对列车的发车间隔要求越来越短，对列车的精密调度和控制提出了很高的要求，加上通信、计算机、网络和列控技术的不断发展，尤其是无线通信技术的发展，使得基于无线通信的列车控制系统（CBTC）现得到迅速发展和普遍应用。