地铁CBTC系统——无线通信技术浅析（苏州华眸智能科技）(2)

另外，漏泄同轴电缆的安装要求不是很高，可以根据现场条件安装隧道侧墙(仅适用于全地下线路)，或隧道顶部（仅适用于全地下线路，且三轨供电）。漏泄信道，初期投入很高，这是它的不足之处。同轴电缆对于地面和高架线路安装比较困难，且美观效果较差。因漏泄同轴电缆的安装位置较高，不会影响一般轨旁维护工作，其自身安装调试完成后维护工作量很小。并且漏缆分布系统对解决GSM-R系统在隧道等弱场强区段的覆盖是一种非常重要的手段。

图3基于泄漏同轴光缆CBTC系统方案

4、基于裂缝波导管技术

裂缝波导管采用的是一种长方形铝合金材料,在其表面每隔一段距离(约6 cm)刻有一条2 mm宽3 cm长裂缝，能够让波从此裂缝中漏泄出来，因其波导管物理特性和衰减性能很好，传输距离较远，理论最大传输距离可达到1600 m,且沿线无线场强覆盖均匀，呈现良好的方向性分布，抗干扰能力较强。

电缆调制解调器也是组建城域网的关键设备，混合光纤同轴网(hfc)主干线用光纤，光结点小区内用树枝型总线同轴电缆网连接用户，其传输频率可高达550/750mhz。而且它本身带有kleer无损传输，这个可是好功能，我一起配了官方的usb的kleer无损传输，和蓝牙apxt无线传输，kleer方面让人感觉到明显的就是信息量非常多，把这套音箱的优点全部发挥，感觉比同轴和光纤方面更出彩，真正做到无损传输，应该和本来音箱内置的解码有关系，解码kleer声音很饱满，动态细节也丰富。经防水堵漏处理后的隧道地下工程可以充分发挥其作用，隧道堵漏公司在堵漏工程中，具有带水止水堵漏技术、带压堵漏技术、深层裂缝灌浆技术,对于厂房渗水堵漏工程、地下室渗水堵漏工程、水池渗水堵漏工程、电缆沟渗水堵漏工程、隧道渗漏水漏工程等，能够采用柔性防水和钢性防水相集合的综合治理方法，能有效解决各种堵漏工程的渗漏水问题。

即采用沿线铺设的裂缝波导及与波导连接的无线接入点作为轨旁与列车的双向传输通道。采用接触轨受电的道岔区，当电缆从隧道顶部过轨时，应核查顶部高度，必要时应采取局部加高措施。公司服务于：江、河、湖、海、水库等水下开槽铺设管道、铺设水下电缆、管道潜水安装、沉管隧道施工、市政管道施工、管道潜水安装、管道安装水下施工、沉管法施工、安装水下过河管道、管道水下安装规范、水下压力管道安装、虹吸管水下安装、水下管道安装工程、水下管道沉放、沉管施工、铺设水下光缆、水下法兰连接、水下法兰安装、管道潜水员安装、管道铺设、水下燃气管道安装、水下管道安装技术、管道水下安装技术、沉管井、管道安装、沉管隧道基础作业。

图4基于裂缝波导管的CBTC系统方案

5、基于TETRA的多基站+直放站+中继器制+漏泄光缆技术

TETRA数字集群系统除了包括一些控制中心设备、调度台设备外，本身还有一整套无线覆盖设备，包括集群基站、光纤直放站、终端设备、电缆及其附件和天线等，可以完成CBTC系统所需要的无线数据通信，其无线通信系统的组成决定了其本质是WLAN和漏泄光缆的结合式组网，目前这种结合式组网在在基于TETRA数字集群系统中有广泛的，成熟的应用。

大部分地铁采用此种方案。TETRA无线覆盖系统分为多基站小区制、多基站中区制（光纤直放站）和多基站（射频直放站）三种，多基站中区制由于其容量、可靠性、可维护性及传输时延上的缺陷已经无法适应现代地铁的发展需求，所以目前新建的地铁系统主要采用多基站小区制覆盖方案，该无线覆盖方案通过在控制中心设置集换机和调度台，在地铁沿线各基站、车辆段设置集群基站，在车辆段设车辆段调度台。

交换控制设备与基站之间通过有线传输通道连接，地铁沿线架设中继器和漏泄同轴电缆实现车站站台及隧道内的场强覆盖；各地下站站厅用小天线覆盖。各基站均采用2载频基站共8个信道。此方案较复杂，但从系统容量、稳定性及高速移动切换性能等多方面变现优异，应用广泛、成熟，系统如下：

图5基于TETRA多基站小区制系统方案

6、基于WiMax技术

WiMax的全名是微波存取全球互操作，是建立在IEEE802.16无线城域网标准基础上的无线数字通信技术，支持点对点或点对多点的网络结构，全球使用的频段集中在2.5G和3.5G，部分设备上也支持免申请的频段。理论上能提供70Mkbps的速率，目前主要使用的标准是IEEE802.16e，WiMax架构相对比较复杂，且目前存在很多问题。

协议不完善，尤其是核心网方面的标准仍在制定和完善中。

目前基于IEEE802.16e标准下的WiMax无法支持高速移动下的切换问题，目前主要应用还是游牧式的。

技术开展缓慢，诸多特性发展停止不前。

抗干扰能力一般。

语音只能采用VOIP实现，且目前没有大量应用。

主流运营商、通信设备厂商及芯片商不支持，虽然已经发展多年，但整个产业链不成熟，相关的配套产品匮乏。

目前尚未通过中国通信标准委员会审定，政府也没有对齐进行频率分配，在全球也没有固定的频段。

在全球列车控制信号系统中没有应用的经验。

● 优良性能通过实践考验：从2000年至今，已经在全球36家主流运营商的网络中商用700余端，积累了丰富的商用运营经验。面对区块链技术迎面而来的机遇与挑战，此次招行通过u-bank x率先将区块链技术商用于全球管理服务，重新梳理了境内外资金管理的信息交互模式，将区块链技术与全球管理的跨境直联清算、全球账户统一视图以及跨境资金归集三大场景应用相结合，从技术底层重塑全球管理平台。cmts主流厂商美国casa业界领先者，全球超过300个运营商采用其产品，2013年10月率先发布了基于docsis3.1的cmts设备cisco2015年广电展也发布了基于docsis3.1的cmts设备，同时具有软件定义网络技术(sdn)和网络功能虚拟化技术(nfv)cmts主流厂商鼎点视讯主推epon+ccmts有线宽带解决方案是国内首款商用、首款通过总局有线所测试的c-docsis产品的公司。

因此WiMax最好应用在提供宽带的上网或者视频业务（可以使用在列车上的PIS系统中），不适合应用在地铁控制系统中铁路通信漏泄同轴电缆。

三、 地铁CBTC无线通信技术比较和总结

无线通信的模块种类有很多，基于不同通信技术的方案随着应用场景的变化而衍生，下面我就给大家盘点下几大常规的模块/技术及厂商。利用wifi上网是什么意思也为大家做个简单的介绍，wifi(wirelessfidelity，无线保真)技术是一个基于ieee802．11系列标准的无线网路通信技术的品牌，目的是改善基于ieee802.11标准的无线网路产品之间的互通性，由wi-fi联盟(wi-fialliance)所持有，简单来说wifi就是一种无线联网的技术，以前通过网络连接电脑，而现在则是通过波来连网。培养目标：本培养德、智、体全面发展的，掌握地铁通信系统基本理论和基本操作技能，掌握本所必须的通信基本技术，掌握地铁专用通信系统、无线通信系统、数据传输系统实用知识，具备主要设备的操作技能，具备设备运行维护管理和分析处理故障的基本能力，能够从事地铁通信技术工作的应用型人才。

1、GSM-R、WLAN、WiMax和的对比

GSM-R、WLAN、WiMax和TETRA技术指标对比

表 1GSM-R、WLAN、WiMax和TETRA技术指标对比

从以上技术指标和工程方面的对比中我们可以发现，综合考虑各种因素，WLAN和TETRA（本质上TETRA无线覆盖主体也是WLAN）更加适合应用到现代地铁的无线控制系统中；而GSM-R在系统容量和隧道内的复杂勘测上有所欠缺，它的高速移动性更适合于在铁路上使用；而WiMax虽说在系统容量上有优势，但在技术协议、高速下的切换和产品链成熟度上多存在很多缺陷，且工程方面需要严格复杂的勘测和计算，这都限制了它在地铁列车控制系统这方面的应用。

2、裂缝波导、漏泄光缆和WLAN的对比

表2 裂缝波导、漏泄电缆和台的比较

以上三种技术在目前的地铁系统都有应用，各有优劣，单独建网时都会存在某些方面的不足，比如使用WLAN建网，目前大多数地铁系统使用的都是2.4G的免费频段，公众的某些发射机如果采用同样的频段有可能影响到地铁系统中车地的无线传输，进而影响到类车的调度；而选用泄漏电缆和裂缝波导管除了安装复杂外，成本也是不得不考虑的因素。

因此在实际建网当中除了考虑频段外，可以考虑选择其中的2种或者3种技术结合使用。这样不仅可以建立更加完善的覆盖，而且成本也能得到更好的控制，这也是目前很多地铁系统采用的方案，包括与TETRA中设备的结合。

3、总结

地铁是与民生密切相关的重大工程，我们在追求无线通信带宽性能的同时更应该注重的是稳定，成熟和安全性。目前地铁系统所采用的整体数字集群方案基本都是TETRA系统，国内更是如此。

发展至今，井通区块链已经成为国际上拥有优秀性能指标、成熟技术的区块链底层技术之一，也是目前国内前沿的区块链底层技术平台之一。本次发布会旨在抢抓贵州省建设国家大数据综合试验区的机遇，结合《贵阳区块链发展和应用》白皮书的总体设计，依托贵阳市在大数据领域的发展优势、良好生态以及相关企业的技术支撑、实践积累，进一步推动以智能合约、跨链技术等为代表的区块链核心技术发展，推动社会诚信体系建设，加快区块链技术应用落地。d、光突发数据交换技术：该技术是针对目前光信号处理技术尚未足够成熟而提出的，在这种技术中有两种光分组技术：包含路由信息的控制分组技术和承载业务的数据分组技术。

目前采用的频段也以2.4G频段为主，个别采用5.8G频段（5.8G供货厂商比较少、布置密度大，且频率高导致衰减也大，而且根据无委会规定还需要收费）。尽管基于WLAN的应用已经很成熟，应用也很广泛，但其采用的频段还是存在一些问题和潜在的风险，主要有：

开放信道，无法阻止被修改并转发，甚至伪造、干扰信息。

用户不必与内部网络进行连接，攻击者容易隐藏和伪装。

无线信号的衰减和丢失。

近期深圳地铁出现的列车被手持WIFI逼停的事件已经发生两次，经分析极有可能就是采用的2.4公共频段受到手持WIFI的干扰导致的。

地铁信号系统是地铁运输系统中，保证行车安全、提高区间和车站通过能力的手动控制、自动控制及远程控制技术的总称，是地铁行车调度依据行车计划或运力需求组织行车，并按一定的闭塞方式指挥列车安全、正点运行的重要设备系统，具有下达行车指令、办理列车进路、开放信号并指挥行车的基本功能。最常见的，是在地铁里，400多元的中兴手机依然信号很好，可以当做wifi热点供别的设备上网，而iphone信号则差了很多，给ipad当热点也经常连接不上。【就业去向】：毕业生面向城轨、地铁从事地铁列车信号、地铁行车监控信号、信号钳工、信号组调工、信号员的工作。

虽然目前主流地铁设备商大都提供基于2.4G频段的设备，且2.4G频段在地铁中的应用全球都很普遍，但随着信息技术的发展，WIFI作为无线覆盖会越来越普遍，乘客携带能发射WIFI信号的设备也会逐渐增加，因此采用公共频段的地铁调度未来系统受到的威胁越来越大。

3g信号上市后,现今市面上的手机信号屏蔽器的工作频段也由以前的四个频段升级成五个频段.在之前的四频段的基础上,又多了2100至2200这个频段.用于屏蔽和干扰3g频段.。航空信号用的是118mhz频段，而国内gsm手机用的是900mhz左右频段，wifi信号频率更高，它们相差这么大，理论上是不能干扰到一起的。所以在信号不好的情况下我们可以尝试修改信号发射频段，笔者的经验是最后一个或者第一个频段是最好的，很难有冲突发生，而频段6干扰最厉害，因为很多产品默认发身频段都是6。

同时，已经在对这些存在问题做研究来降低或者解决这些风险，例如：

通过建模计算AP的最佳密度，减少信号覆盖范围的同时留有相对冗余，防止数据丢失。

使用信息序列号（Message Sequence Number）、时间戳（Time Stamp）。

信息过时处理（Time-out）、源地址和目的地址鉴别（Source and Destination Indentifiers）、反馈信息（FeedbackMessage）、安全编码（Safety Code）。

使用动态密钥、随机密钥、数据加密算法等。

相信随着研究的深入和技术的发展，这些问题会逐步得到解决，而新的应用技术也会出现。

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