隨著經(jīng)濟發(fā)展以及城市化進程的加速，全國各地都在大力發(fā)展軌道交通以解決交通擁堵問題，軌道交通逐漸成為人們生活中息息相關(guān)的一部分。而城市軌道交通的安全運行和舒適體驗，離不開專用的通信系統(tǒng)。

專用無線通信作為城市軌道交通中的通信系統(tǒng)必不可少的部分，主要用以車地無線傳輸，行車指揮調(diào)度，日常工作交流，比如傳輸話音信息，發(fā)送與行車指揮相關(guān)的命令，獲取沿線車站運轉(zhuǎn)的監(jiān)視信號等等。由于列車在隧道或者地面軌道上高速行進，車輛與監(jiān)控調(diào)度中心之間只能通過無線方式進行通信，因此，安全可靠的無線通信技術(shù)顯得極為重要。

傳統(tǒng)方案弊端浮現(xiàn)

當前，城市軌道交通的通信手段主要采用TETRA提供語音調(diào)度，WiFi負責列控承載和PIS等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。然而，這種組網(wǎng)方式的弊端，隨著近年來多起地鐵事故的發(fā)生而浮出水面，這對以安全為第一要務(wù)的軌道交通行業(yè)來說，毫無疑問是不可接受的。

WiFi有效覆蓋距離一般只有200米左右，這使得地鐵沿線需要部署大量密集的熱點（AP），不但成本高、故障頻繁難維護，且抗干擾性能差（因為WiFi所用的2.4GHz是公用頻段），很容易出現(xiàn)頻點干擾，給地鐵運營留下安全隱患。2012年深圳發(fā)生了多起因WiFi信號干擾逼停地鐵列車的事件，給我們敲響了警鐘。實際應(yīng)用中還發(fā)現(xiàn)，WiFi不能支持高速移動通信，無法提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，比如視頻監(jiān)控和媒體播放存在嚴重的卡頓和馬賽克。此外WiFi缺乏信息安全保障機制，容易發(fā)生信息泄露，甚至傳輸命令被篡改，從而引發(fā)安全事故。

同時在集群業(yè)務(wù)方面，單純語音調(diào)度已遠遠不能滿足行車調(diào)度、日常維修、防災(zāi)救護等安全通信的要求了，需要有更多的數(shù)據(jù)信息尤其是高清圖像和視頻信息來輔助判斷和高效決策，提供可視化的指揮調(diào)度。而且，語音調(diào)度往往存在漏聽、錯聽，也不能做到有效的管理改進，現(xiàn)在各行各業(yè)已經(jīng)采用數(shù)據(jù)應(yīng)用和電子工單逐步協(xié)同和補充，比如公共安全行業(yè)中的警務(wù)通。

TETRA系統(tǒng)由于不支持寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，不能滿足軌道交通日益增長的安全和業(yè)務(wù)需求，城市軌道交通的通信方式需要新的技術(shù)方案。

LTE帶來的技術(shù)變革

現(xiàn)在，LTE讓移動通信行業(yè)的廣泛商用，讓軌道交通行業(yè)看到LTE相較于TETRA和WiFi，各方面性能都得到極大的提升，尤其是在容量方面實現(xiàn)了無線寬帶（百兆速率），覆蓋增強（支持100km的覆蓋半徑），時延降低（小于300ms），移動性提高（能支持500km／h高速），更加安全可靠和快捷通信，可以提供多樣化的服務(wù)內(nèi)容，以及更簡易的操作和管理。

LTE已經(jīng)成為下一代移動通信的主流演進方向，成熟的產(chǎn)業(yè)鏈和不斷優(yōu)化改進的創(chuàng)新技術(shù)，也吸引了行業(yè)專網(wǎng)的廣泛關(guān)注。比如在公共安全領(lǐng)域，采用了2+4的組網(wǎng)（國內(nèi)為PDT+LTE，美國采用P25+LTE）；比如在智慧城市建設(shè)中，廣泛采用LTE構(gòu)建無線寬帶和應(yīng)急指揮網(wǎng)絡(luò)；比如在UIC組織中，正在研究和制定從GSM-R向LTE演進的技術(shù)規(guī)范和路線圖等等。

同時，我國通信標準化協(xié)會（以下簡稱CCSA）制定了基于LTE技術(shù)的寬帶集群標準B-TrunC和技術(shù)規(guī)范，融合了集群行業(yè)的專業(yè)特性要求和LTE的高品質(zhì)通信能力，為行業(yè)專網(wǎng)的應(yīng)用打下了標準基礎(chǔ)。LTE系統(tǒng)采用先進的SDR平臺技術(shù)，可以提供無線基站的主備、雙鏈路保護、雙網(wǎng)覆蓋等多種網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)能力，全球有千萬量級應(yīng)用，更高的安全保障。

可以看到，采用TD-LTE技術(shù)實現(xiàn)對城市軌道交通的語音調(diào)度、數(shù)據(jù)傳輸、圖像、視頻監(jiān)控和列控信號傳輸承載等應(yīng)用，同時增加軌道特色功能，是未來軌道集群調(diào)度的發(fā)展趨勢。因此，LTE是TETRA、WiFi城市軌道無線系統(tǒng)，以及大鐵路GSM-R系統(tǒng)的演進方向，未來所有的軌道無線通信必將在LTE上進行技術(shù)融合。

溫州市域鐵路無線通信開創(chuàng)多項第一

本月初，溫州市域鐵路S1線宣布采用基于TD-LTE技術(shù)無線通信系統(tǒng)，成為全球首條采用4G通信技術(shù)的軌道線路，翻開了軌道交通無線技術(shù)應(yīng)用的新篇章。

該系統(tǒng)以具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的國際標準TD-LTE技術(shù)為核心，由中興通訊提供技術(shù)裝備定制化研發(fā)及端到端的解決方案，實現(xiàn)基于TD-LTE的市域車地無線多業(yè)務(wù)傳輸及無線寬帶多媒體調(diào)度，具有技術(shù)先進、安全可靠、網(wǎng)絡(luò)融合等創(chuàng)新與示范特點。

目前，溫州市域鐵路S1線該項目經(jīng)發(fā)改委批準同意，正式列入“國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)示范工程”，成為首個被列入“十二五”國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)示范工程的軌道交通裝備項目。

溫州市域鐵路S1線一期工程，是發(fā)改委批復(fù)的《溫州市域鐵路建設(shè)規(guī)劃（2012-2018）》首期項目，一期工程為溫州南至半島二段，線路全長53.507公里。市域鐵路S1的建成，將成為未來溫州大都市核心區(qū)兩大中心——中心城區(qū)和甌江口新城的快速聯(lián)系通道，承擔都市區(qū)范圍內(nèi)東西向組團間快速交通聯(lián)系，串聯(lián)起了甌海中心區(qū)、中心城區(qū)、龍灣中心、溫州機場和靈昆半島，乃至遠期的洞頭島。

溫州市域鐵路S1線開創(chuàng)了國內(nèi)軌道交通工程的多個第一，市域鐵路速度比地鐵快，可以達到每小時120到160公里，載客量比地鐵大，結(jié)合了高鐵和地鐵的優(yōu)點，技術(shù)標準新，且綠色環(huán)保。

線路采用的TD-LTE無線寬帶多媒體集群系統(tǒng)是一套完整的多業(yè)務(wù)系統(tǒng)，基于TD-LTE的大帶寬、低時延、高速移動性能，充分滿足了行車調(diào)度、維修調(diào)度、防災(zāi)調(diào)度等安全通信要求。不同于傳統(tǒng)TETRA窄帶無線系統(tǒng)，4G系統(tǒng)利用多媒體大帶寬的優(yōu)點，可以真正做到聽得見、看得到的現(xiàn)代化指揮調(diào)度。該系統(tǒng)實現(xiàn)一張網(wǎng)承載多媒體專用無線通信、CCTV（視頻監(jiān)控）、PIS（乘客信息系統(tǒng)）三大關(guān)鍵業(yè)務(wù)。車載CCTV（視頻監(jiān)控）可以協(xié)助交通管理部門和公安部門，通過綜合調(diào)度豐富的高清圖像和視頻信息，迅速了解現(xiàn)場情況，來輔助判斷和高效決策，保障市民的出行安全。乘客信息系統(tǒng)則是一個和乘客溝通的多媒體窗口，包括列車到站和運行信息發(fā)布，也是新聞和周邊生活商業(yè)娛樂信息的發(fā)布渠道，緊急情況下還是指揮乘客現(xiàn)場應(yīng)對的有效工具,。采用4G無線寬帶進行實時傳送，大大提升了運營效率和乘客體驗。

溫州市域鐵路S1線通信系統(tǒng)的供應(yīng)商中興通訊表示，系統(tǒng)還預(yù)留了未來增加列車狀態(tài)監(jiān)控、信號系統(tǒng)及AFC系統(tǒng)等業(yè)務(wù)無線承載的空間，可以不斷提升列車自動化安全運營的能力。且系統(tǒng)支持平滑升級和技術(shù)演進，極大降低了客戶的總體投資成本和后續(xù)維護成本。這條線路的建設(shè)，對于未來國內(nèi)乃至全球的軌道交通通信的發(fā)展和應(yīng)用，具有非常重要的示范和指導(dǎo)意義。

軌道交通迎來4G時代

溫州市域鐵路S1線開創(chuàng)了4G在市域鐵路領(lǐng)域的應(yīng)用，而杭州地鐵4號線4GTD-LTE車地無線通訊項目是國內(nèi)率先采用4G車地無線技術(shù)的地鐵線路，預(yù)計明年初開通，乘客將看到基于4G技術(shù)的實時更新的媒體廣告、電視劇、賽事直播等多媒體信息；地鐵控制中心的工作人員可隨時查看列車車廂內(nèi)的情況以及列車的運行狀態(tài)；實時監(jiān)控與應(yīng)對突發(fā)事件，能夠在第一時間給公安、消防等提供第一手現(xiàn)場視頻資料，便于做應(yīng)急指揮和高效現(xiàn)場處理，提升快速響應(yīng)能力。

杭州和溫州都不是個案，今年越來越多的市域鐵路和地鐵線路宣布覆蓋4G信號。

看來2014年，是4G開拓軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用的一年。無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，讓人們的出行同時享受了“雙高速”出行體驗。根據(jù)我國《交通運輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，“十二五”期間將加快綜合交通運輸樞紐的建設(shè)，以高速鐵路、軌道交通等建設(shè)為契機，重點建設(shè)一批集多種運輸方式于一體的綜合客運樞紐。

未來十年，中國軌道交通市場將建7395公里的地鐵線，總價值達3萬8千億元，到2020年，中國將有33個城市配有177條地鐵線，如此大規(guī)模的軌道交通市場也為4G大展宏圖提供了重大機遇。

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