城市轨道交通车地无线通信组网及应用探讨

浅析上海轨道交通5号线无线双网车地通信系统1. 引言1.1 研究背景上海轨道交通5号线是上海市地铁网络中的一条重要线路，随着城市发展和人口流动的增加，乘客的出行需求也相应增加。

为了提高列车运行的效率和乘客的乘坐体验，上海轨道交通5号线引入了无线双网车地通信系统。

随着信息技术的快速发展，无线通信技术在轨道交通系统中得到了广泛应用。

传统的有线通信系统存在着线路布置复杂、维护成本高等问题，而无线通信系统则具有灵活性高、安装维护成本低等优势。

由于5号线是一条高密度客流的线路，需要保证列车与地面控制中心之间的通信稳定可靠，因此引入无线双网车地通信系统成为必然选择。

通过研究5号线无线双网车地通信系统，可以为其他线路的无线通信系统设计提供经验和参考，推动城市轨道交通系统的现代化发展。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨上海轨道交通5号线无线双网车地通信系统的运行机制和技术特点，从而为轨道交通行业的智能化发展提供借鉴和指导。

通过对该系统的研究分析，我们旨在进一步完善其通信原理和技术特点，提高系统的稳定性和可靠性，从而提升整个轨道交通系统的运行效率。

通过对系统性能的深入分析和运行效果的评价，我们希望可以为今后轨道交通系统的升级改造和新建项目提供经验和建议，使其在未来能够更好地适应城市发展的需求和进步的技术要求。

通过本研究，我们也希望可以为相关领域的学术研究和实践应用提供有益的参考，推动轨道交通行业的发展和升级。

1.3 研究意义上海轨道交通5号线无线双网车地通信系统的研究意义主要体现在以下几个方面：无线双网车地通信系统的研究能够为上海轨道交通系统的发展提供技术支持和保障。

随着城市轨道交通的快速发展和扩张，高效可靠的车地通信系统是保障列车安全运行和系统正常运转的关键。

通过对5号线无线双网车地通信系统的研究，可以不断优化和改进系统的性能，提高系统的稳定性和可靠性，从而为上海轨道交通的发展提供有力的技术支持。

无线双网车地通信系统的研究还具有一定的学术价值和研究意义。

无线网络技术在城轨信号系统车地通信中的运用摘要：随着信息技术的发展，我国的轨道交通建设正朝着信息化方向发展，其在满足交通运输现代化的同时，还带动了城市轨道交通系统产业发展，从而推动了我国轨道交通行业的快速发展。

而在城市轨道交通行业中，车地通信系统是其重要组成部分。

本文分析了车地通信技术在城轨信号系统中的应用，并提出了车地通信系统在车地通信体系中存在的不足之处，以及未来车地通信系统发展方向。

随着智能城市建设的推进以及信息技术的不断发展，轨道交通行业已经进入了智能化信息时代，其安全、高效、便捷的运营成为人们关注的焦点，同时又对其提出了更高要求。

对于轨道交通系统而言，智能化系统主要体现在信息安全方面及运营效率方面。

本文通过对车地通信系统进行分析并提出相应的建议及发展方向来对其进行改进。

关键词：车地通信；无线网络；城轨信号随着我国城市轨道交通的快速发展，城市轨道交通运营的车辆越来越多，同时，伴随着城市轨道交通市场的不断壮大，地铁信号系统的建设也迎来了新的机遇。

而随着城市轨道交通车辆技术的不断进步，车地通信系统逐渐成为一种新型的城轨信号系统。

随着车地通信系统在城轨信号系统中的运用越来越广泛并逐步成熟，在此基础上，基于无线网络技术的车地通信系统被引入到了城轨信号系统中去，实现了城轨信号系统与地铁信号系统的互联互通。

“无线网络”技术能够提供安全可靠的无线传输、数据传输及实时数据处理能力。

”1.车地通信技术现状分析1.1车内信息采集设备较为落后随着信息技术的不断发展，越来越多的信息采集设备开始出现在轨道交通系统中，其中最为典型的就是自动驾驶车辆。

由于其具备速度快，系统配置灵活等优势，受到了众多轨道交通企业、消费者以及相关部门的青睐，而自动驾驶车辆所具有的优势，也将会成为未来发展趋势。

然而在实际操作时仍然需要对相关设备进一步深入研究，才能更好地保证其正常运行。

目前我国所应用到的自动驾驶车辆为国外品牌，而国内也拥有相应的信息采集设备并进行应用工作。

5G技术应用于城市轨道交通车地无线专用通信系统的探讨摘要：随着我国信息技术的不断发展，第5代移动通信技术已经被广泛用于人们的生活当中。

城市轨道交通车地无线专用通信系统作为整个轨道交通中最为重要的一个部分，其本身承载着整个交通运行的职责。

当前，我国城市轨道交通车地无线专用通信系统使用的主要是以IEEE的WLAN（无线局域网）技术，但这种技术在实际运行过程中存在一定的易受干扰、易故障以及延时长等问题。

将5G技术应用于城市轨道交通车地无线专用通信系统当中能够实现快速、规模化的业务网络结构，符合现阶段我国城市轨道交通车地无线专用通信系统的实际发展需求。

基于此，本文将从5G技术应用于城市轨道交通车地无线专用通信系统的现状出发，从技术以及频段的选择方面探讨5G技术应用于城市轨道交通车地无线专用通信系统的策略，促进我国城市轨道交通的稳定发展。

关键词：5G技术；城市轨道交通；车地无线专用通信系统前言：当前我国经济快速发展的同时也助力了城市轨道交通行业的稳定发展。

根据交通部门统计的数据显示，2022年8月，31个省共有51个城市开通运营城市轨道交通线路278条，运营里程9098公里，实际开行列车297万列次，城市轨道里程数位居世界前列，对于我国居民出行以及城市建设起着重要作用。

当前，绝大部分城市轨道在运行过程中使用的主要是以4G LTE-M(longtermevolutionformetro，城市轨道交通长期演进)无线通信技术为主。

随着我国5G技术的不断发展，电信运营商开始重视将5G技术应用于城市轨道交通车地无线专用通信系统当中，帮助提升系统运行的速度及质量[1]。

业务需求量在逐渐增大的同时也需要对现阶段5G技术应用于城市轨道交通车地无线专用通信系统的实际情况进行分析，并提出针对性的应对策略，有效提升系统运行的效率。

一、5G技术应用于城市轨道交通车地无线专用通信系统的价值在当今时代的不断发展下，通信技术的创新和研究从未停下脚步，5G通信技术作为当前通信方面最高级的技术，已经在我国不同的领域中得到了较好的应用。

城市轨道交通无线通信网络的融合及其方案应用摘要：城市轨道交通无线通信系统，从模拟技术发展到数字技术，从窄带通信发展到宽带通信，从承载集群语音通信起步发展到如今承载CBTC、无线集群调度、PIS、CCTV及车辆状态信息等多种系统的业务，真正实现了跨越式的发展。

无线通信系统作为基础网络设施，随着我国城市轨道交通的发展而发展，跟着世界无线通信技术的演进而演进，在城市轨道交通快速发展中发挥着不可或缺的作用。

关键词：城市轨道交通；无线通信技术；网络融合在智慧轨道交通的新形势下，云计算、大数据、物联网、人工智能、5G( 第5 代通信技术) 等新兴信息与通信技术的发展，对无线通信系统提出了更高的要求。

与此同时，无线通信系统建设也面临着系统制式陈旧、互联互通困难、网络架构封闭、数据带宽不足等诸多挑战，不适应交通强国战略实施、新基建建设、智慧轨道推进、城市轨道交通行业高质量发展和乘客高品质服务的需求。

1存在的问题通过统计分析发现，在宽带移动通信技术快速发展的今天，城市轨道交通无线通信网络建设仍趋于保守，其网络承载业务单一，可扩展性弱，未考虑新技术、新业务的承载需求。

主要体现在以下几个方面:1.1窄带通信与宽带通信并存经统计，在研究的109条地铁轻轨线路中，仅有21条线路采用了LTE宽带集群调度通信，其他线路仍采用TETRA窄带数字集群。

1.2LTE宽带无线通信频率利用率低，承载业务较少经统计，在研究的109条地铁轻轨线路中，54条线路仅承载CBTC业务，16条线路仅承载PIS业务，仅39条线路实现了综合承载。

70%以上的线路申请频率为10MHz及以下。

除了综合承载之外，其他业务承载的主要覆盖范围为区间及站台，其频率资源未得到充分利用。

1.3网络带宽受限，采用多张网络满足车地无线通信需求经统计，在研究的109条地铁轻轨线路中，仅11条线路实现了CBTC、PIS＆CCTV及集群调度的综合承载，其他线路大多在非授权频段另建了1张WLAN及LTE-U来承载PIS＆CCTV业务。

城市轨道交通车地无线通信网络探析1 概述目前，车地信息传输业务主要有集群语音调度系统、CBTC系统、PIS系统、车载视频监控系统及其他数据信息传输等。

集群语音调度系统为控制中心调度员、车辆段调度员、车站值班员等固定用户与列车司机、防灾、维修等移动用户之间提供迅速、有效的通信手段，是提高运输效率、确保行车安全及应对突发事件的必要保障。

CBTC系统主要作用为列车间距及速度防护、列车自动运行与调度，是城市轨道交通自动化系统中的关键部分，是保证列车和乘客安全，实现列车高效运行、指挥管理有序的自动控制系统。

CBTC系统车地传输数据主要为列车位置、运行控制、移动授权等信息。

该业务应用层要求低速的准实时数据的可靠传输；控制层要求最高优先级的低速逻辑通道；通道层要求独立、高可靠性及冗余的信道。

PIS系统用于列车车厢内资讯发布、乘客指引信息的视频展播。

PIS系统车地传输数据主要为视频信息。

该业务应用层要求直播（广播）为主、录播（点播）为辅、录播要考虑批量数据传输的带宽利用效率；控制层要求广播数据优先级高、小区切换不丢包、限制錄播数据带宽、以组播点播结合的方式进行节目数据传送；通道层要求高传输质量的广播通道、组播通道。

车载视频监控系统用于车内情况的视频监视，并为应急调度指挥提供实时的车内高清动态图像信息。

CCTV车地传输数据主要为视频信息。

该业务应用层要求海量的实时视频数据传输、带宽要求上行远大于下行及流媒体形式的录像回放；控制层要求实时视频数据优先级高、小区切换不丢。

限制录像回放带宽；通道层要求大带宽、高质量的实时数据通道，减少重传。

车况信息等主要是传输列车状况信息，一般为低速率的数据信息。

2 轨道交通现状分析2.1 集群语音调度系统目前，地铁内均采用TETRA系统单独组网建设，采用800MHz TETRA数字集群技术，该系统成熟可靠。

主要设备厂家有国外的MOTO和EADS两家，均有开通运营业绩；国内的主要有中电54所、东方通信、海能达，均处于试验或建设中。

浅析上海轨道交通5号线无线双网车地通信系统上海轨道交通5号线无线双网车地通信系统是一种先进的通信系统，它是指利用无线通信技术，实现车辆和地面信号设备之间的实时通信和数据传输。

该系统采用了双网技术，即同时使用车载通信网络和地面通信网络，以确保信息的可靠传输和车辆运行的安全性。

本文将对该系统进行浅析，介绍其工作原理、技术特点以及在5号线的应用情况。

一、工作原理无线双网车地通信系统的工作原理可以简单概括为车载设备通过车载通信网络和地面设备进行通信，实现车辆位置和状态的实时监控和控制。

具体来说，车载设备通过无线通信模块与车载通信网络连接，同时与地面设备建立无线通信连接，通过双向数据传输实现车辆与地面的通信。

在实际工作中，地面设备通过信号设备、控制中心等终端设备实时监控车辆位置和状态，并向车辆发送指令和数据。

车载设备也可以向地面设备发送车辆状态、运行数据等信息，以便地面设备对车辆进行监控和管理。

二、技术特点1. 双网技术：采用双网技术可以在车辆与地面设备之间建立双向通信连接，实现实时数据传输和指令控制。

2. 高可靠性：该系统采用了多重备份的通信技术，确保了通信的可靠性和稳定性，能够在复杂环境下保障通信质量。

3. 实时监控：通过该系统可以实现对车辆位置、状态的实时监控，及时发现和处理车辆故障或异常情况。

4. 安全性保障：系统采用了安全加密技术，确保车辆与地面设备之间的通信数据安全和可靠。

5. 节能环保：该系统通过智能控制和优化算法，实现了对车辆运行的智能管理和优化，减少了能源消耗和排放。

三、在5号线的应用情况上海轨道交通5号线是上海市的重要城市轨道交通线路，连接了市区的多个繁华商业区和居民区。

无线双网车地通信系统在5号线的应用，为线路运营和列车运行提供了重要支撑和保障。

通过该系统，5号线的列车可以实时与地面设备通信，获取线路情况、运行指令等信息，确保列车的安全运行和顺畅运营。

地面设备也可以监控和管理列车的运行状态，及时发现和处理列车故障或异常情况，提高了线路的可靠性和安全性。

5G通信技术在城市轨道交通信号车地通信中的应用探讨摘要：目前，城市轨道交通CBTC信号系统采用的车地无线通信技术主要有WLAN技术和TD-LTE无线移动通信技术。

WLAN技术具有成本低廉、技术成熟、极易网络化等优点，但其本身也存在较大缺点，它在列车高速行驶下带宽不足、切换频繁、极易受到外部干扰等，导致系统极易丢包，对城市轨道交通运营稳定性造成影响。

LTE作为第4代移动通信技术，可完成信号CBTC、车载PIS、CCTV等业务的综合承载，且使用1.8 GHz专用频率(1785 ～1805 MHz)，在工程实施阶段经过严格的频段审批、规划和控制，完美地解决了WLAN技术方面的缺陷，在近几年内成为主流技术。

关键词：5G通信技术；轨道交通1 前言随着城市轨道交通在数字化、智慧化和绿色低碳发展领域的不断探索，城市轨道车地通信业务对通信带宽的需求不断提升，LTE系统带宽不足的问题逐渐凸显。

考虑网络建设成本，也迫切需求能够提供一个统一承载多种业务的通信系统，并能够兼顾不同业务对时延、带宽、传输可靠性等的特殊需求。

5G通信技术的出现为上述需求提供了新的解决方案。

2 5G移动通信技术5G作为新一代蜂窝移动通信技术，主要优势在于：增强型移动宽带，数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络；较低的网络延迟，可满足用户具有低时延需求的无线传输；极高的可靠性(低于10-9的错误率)，对城市轨道交通车地通信业务具有重大意义。

5G技术在城市轨道交通领域产业化发展将依赖于以下技术。

(1)MEC移动边缘计算。

采用基于移动通信网络的全新的分布式计算方式，部署在网络边沿，提供计算和存储等功能，使一定的网络服务和网络功能脱离核心网络，实现成本优化、时延降低、流量优化、物理安全和缓存效率增强等目标。

(2)切片技术。

将5G网络划分为不同特征的切片子网络，为不同应用场景提供SLA(服务等级协议)保障的连接、服务定制化、相互隔离、时延和丢包可控、端到端的“专网”，满足多样化的场景需求。

城市轨道交通中无线通信技术的应用探讨城市轨道交通由于其地下空间的狭小和紧张的特点，不利于各类通信电缆的敷设，而随着各类无线通信技术的日益发展完善，传输带宽能力及实时信息处理能力的不断提高，无线通信技术在城市轨道交通中得到越来越广泛的应用。

文章简单介绍3G、WLAN、4G、Zigbee等无线通信技术的特点及优势，阐述其在城市轨道交通中的应用发展方向。

标签：无线通信；城市轨道交通；应用前言无线通信是利用电磁波信号可以在空间中自由传播的特性进行信息交换的一种通信方式，由于其传播不受通信电缆敷设的限制，近些年发展非常迅速、应用也非常广泛。

城市轨道交通具有运量大、速度快的特点，近几年在全国各大城市进入了建设高潮，随着智能终端的应用普及，乘客对地铁系统的无线通信服务提出了越来越高的要求。

目前，城市轨道交通无线通信用途常被分为三种如专网无线、公网无线（或民用无线）以及公安通信。

城市轨道交通无线网络需要在一个相对独立、专用的系统中进行各项数据的传输，在接入公网之后会存在一些干扰性问题，这是当前地铁建设中一个亟待解决的问题。

1 城市轨道交通无线通信概述当前阶段，城市轨道交通无线通信主要是为了保证列车安全运行和提供乘客信息的作用，其专用的专网无线系统，功能强大、涵盖面广，能够保障轨道交通安全正常运营、实时调度及智能监控，主要系统包括车载CCTV（闭路电视监控）、移动电视、信号系统CBTC（基于无线通信的列车控制技术）、通信PIDS（乘客信息）系统等[1]。

公网无线系统主要由电信运营商向乘客提供移动电话通信及职能终端的网页浏览等业务，现阶段出于对城市轨道交通中专网无线通信的可靠性的考虑，公网无线系统的建设滞后，无法真正满足乘客日常需求。

公安无线系统是城市轨道交通中较为独立的一套无线通信系统，是地面公安无线通信系统在地下车站和隧道区间的延伸，可实现警务人员地面与地下的移动通信，为警务人员在地下空间快速、有效地处理突发事件提供通信保障[2]。

城市轨道交通车地无线专用通信系统 5G技术应用探讨摘要：城市轨道交通作为一个大型综合系统，其信息化、智慧化建设是一项浩大的工程。

轨道交通通信系统主要分为专用通信、民用通信以及公安通信系统。

其中，专用通信系统包括电源系统、传输系统、视频监控系统、无线系统、PIS系统、集中告警系统等十几个系统，而无线系统作为轨道交通专用通信系统三大基础系统之一，主要服务于地铁生产网的运维人员日常工作的沟通与交流，通过组呼、单呼、派接呼、列车广播、转组、功能号呼叫、列车ATS位置显示等定制化的专网业务功能，为中心调度员对全线列车司机、车站值班员等各部门各专业人员的统一调度提供可靠有效的无线通信手段，满足地铁运营管理的需要。

关键词：城市轨道交通；车地无线专用通信系统；5G技术引言现阶段，5G通信技术在城市轨道交通领域中主要应用在车地通信系统内，用于提升列车与地面设备的通信效果，拓展车地通信容量，实现列车与地面通信间的双向数据传输，确保地面控制中心可实时掌握列车位置信息。

稳定可靠的通信技术可提升城市轨道交通运营安全性，且可提高城市轨道交通领域自动化程度，确保列车工作效率。

1 5Ｇ传输业务需求分析1）列车视频数据转存：铁总建设［2016］18号《中国铁路总公司关于发布设计时速200ｋｍ及以上铁路区间线路视频监控设置有关补充标准的通知》要求采用高清化监控，《中华人民共和国反恐怖主义法》规定车载视频录像存储需由30天增加到９0天，而目前列车实际存储不能达到以上要求。

目前每列列车的车载摄像机有４2个，每路的传输速率为2Mbit/s，需硬盘的存储容量为11×６Ｔ。

在列车的震动环境下，机械硬盘容易损坏，且人工拷取耗时耗力。

采用５Ｇ无线通信技术可将视频数据转储到地面，读取便捷；存储设备大部分设置在机房内，减少了车载存储设备的数量；机房环境比车载环境稳定，因此机械硬盘使用寿命更长，不易损坏。

2）车辆运行状态数据转存：每天每列列车的监测数据量大约为2.3ＧＢ，含受电弓网监测数据和车辆相关记录数据。