浅析地铁建设中通信系统的关键技术

摘要：城市交通压力越来越大，大中型城市为了缓解这种交通压力，纷纷开展地铁工程的建设、作为地铁正常运行的保障，构建完善迅捷的地铁通信系统十分重要。本文重点讨论了地铁建设中通信系统中的关键性技术，并对通信技术的发展趋势进行了分析。

关键词：地铁建设通信系统关键技术

中图分类号：E271文献标识码： A

电子通信技术的发展逐渐改变了人们的生活方式，借助电子通信技术人们能够进行更高效率的学习和工作，还极大的便利了人们的生产生活。地铁被认为是城市现代化程度的重要衡量指标，地铁工程中的通信技术十分重要，有着很高的研究价值。

一、地铁通信系统

地铁的建设有多个环节，包括通风、空调、信号、土建、排水和消防以及其他自动化设备等。地铁中各个环节之间需要能够协调合作才能够保证地铁的高效安全运转，而地铁通信功能的主要功能就是实现地铁不同功能环节之间的信息交流，是机电系统中的基础。地铁工程中的通信系统主要包括广播系统、时钟系统、公务电话系统、闭路电视监视系统和光缆线路系统等。地铁工程的通信系统能够实现列车运行的调度和对列车运行情况的实施掌握，同时还能够为其他技术平台提供信息，并在出现紧急事件时担负起事故处理和防灾救援的指挥工作。地铁通信信息技术依赖计算机网络技术，并随着这些技术的发展在不断不完善和改进。

二、地铁通信系统关键技术

地铁无线通信技术的使用功能是保证行车安全，提升地铁运行效率，提高管理水平，改善服务质量，主要工作内容包括行车调度、维修调度、停车场调度等。设计地铁通信系统要求能够具有语音和数据通信功能，保证全线覆盖和通信质量。

1.无线寻呼技术。多数无线寻呼系统工作频段要低于地铁专用无线通信频段，漏泄同轴电缆传输衰耗随着距离增加逐渐增大，这使无线寻呼信号传播可以考虑共用地铁无线通信的漏泄同轴电缆实现全线覆盖。随着近些年来全球移动通信的发展，新建地铁项目如果没有业主的强烈需求，一般不必再引入无线寻呼系统。

2.公共移动电话系统。这是地铁建设项目通信工程中难度最大的项目之一，技术难度大，目前,公共移动电话系统在我国城市地铁建设中的接入主要涉及900 MHz/1.8 GHz频段GSM和CDMA移动电话系统。

3.有线电话系统。包括中国电信、中国网通的通信有线终端等都需要引入地铁站，进行地铁土工建设时要注意预留电缆引入和电缆路径。

4.传输子系统中的通信关键技术。传输子系统也是地铁工程中至关重要的环节，建设的主要目的是实现地铁中不同机电系统之间的信息交流。传输子系统在传输信息内容的同时 还能够为自动检票修通、电力监控系统和信号系统等提供传输通道。我国的地铁工程信息子系统并没有统一的建设标准，常见的集中传输形式有ATM 传输网、RPR 传输网、SDH 传输网络等。

4.1SDH网络信息传输技术。这是一种在公网中应用广泛的光纤通信技术，在实现交换功能、复接功能和线路传输功能之间的整合之后，在同一网络管理系统管理下形成了综合的宽带信息网络。SDH信息传输技术主要有世界范围内的几家供应厂商方案，目前已经具有了统一的国际标准，无论是复接方法，还是网络接口，都具有了统一国际标准。SDH网络传输技术有着广泛的网络兼容性，和包括PDH在内的大部分网络系统之间都能够实现对接，同时还具有对各种新业务信号具有适应性。SDH网络传输有着标准的信息等级，采用复用映射结构，无需添加专用硬件，通过软件就能够把高速信号分插出低速光路信号，简化操作流程和上下业务关系，并且提高了通信网络的稳定性和安全性。这种技术的同步分插功能能够形成自愈环形网络，但是这种技术对于局域网络来说并没有专用接口，需要额外填加切换器、分配器等附加设备。

4.2ATM网络传输技术。ATM传输技术是一种快速分组交换技术，有着统一的标准，并且能够方便的实现宽带的分配，不受到传输距离的影响。ATM传输系统能够和传统网络进行连接或者并联，能够同时运行多个应用程序，还能够建立多个虚拟电路，功能丰富，能够满足地铁通信的各种功能需求。ATM传输技术的基础技术包括ATM交换、ATM信元和ATM虚电路三部分，对数据网和电话网的有点进行了整合，为图像等数据的传输提供动态的宽带分配和连接。这种网络技术使用了物理 子网和逻辑子网相分离的方式，把整个网络中的用户组成了虚拟的局域网，并且放弃了传统的网络层地址和链路层地址，采用了嵌套层结构寻址结构。这种技术的不足在于技术本身会占用较高的带宽，需要设置专门的传输网络，同时这种系统的实时性差，成本又较高。

5．隧道电磁波覆盖技术。无线信号覆盖隧道有几种方式。

5.1采用传输衰耗合适的同轴电缆。同轴电缆的传播方式受到环境因素的影响小，能够形成较为均匀的场强区，拥有较强的信号连续性，有效避免了信号中断。采用宽带漏泄电缆则可以引入更高频段。但是这种方式需要铺设全隧道范围的线缆，造价较为昂贵，这种方式有着较高的可实现性，是目前地铁工程建设中应用较为广泛的一种形式。同轴电缆按照上行、下行信号区分可以采用上下信号同缆传输辐射的形式，能够节省一半漏泄电缆，但是如果有很多运营商，多种频段和制式设备同时存在可能会产生严重的相互干扰。为了防止CDMA和GMS系统与地铁专用无线通信网络之间的干扰，多数地铁工程采用了分缆辐射的形式。

5.2采用圆形波导形式，通过园极化介质螺旋天线进行隧道内定向辐射。这是一种建设成本较少的形式，但是覆盖效果不如漏泄同轴电缆，容易造成通信盲区，目前应用已经较少。

5.3漏泄同轴电缆和圆形波导内辐射两种方式相结合的网络覆盖方案。这也是一种应用较少的设计方案，设计单位进行设计时要注意采用主要设备的指数指标作为设计依据，准确确定漏泄电缆的最大传输距离，预留一定的覆盖场强余量，注意采用适当的是技术措施进行优化。

5.4地下车站电磁波覆盖技术。采用漏泄电缆的方式就能够获得稳定的信号，控制信号的分布也较为容易，但是地铁站内结构复杂，施工难度较大。比较常见的形式是在车站站厅和站台安装全向宽带天线，造价低于漏泄电缆，在公共区域需要根据输出强度和覆盖区域强度要求计算天线覆盖半径，设置车站公共区全向天线的具置和数量。

6.地铁通信系统中广播子系统关键技术。地铁通信系统中的广播系统的目的是实现中心调度员以及列车值班员对乘客的公共播报功能，出现火灾等突发状况时可以用作消防广播，指导人们疏散。广播子系统由广播控制盒、扬声器网、维护管理终端计算机、录音计算机等组成。广播子系统已经很成熟，目前涉及到的关键技术主要有环境噪声连续检测技术、数字化信号处理技术和控制总线技术等。

7.地铁通信系统时钟子系统关键技术。主要有中心设备、子钟以及车站2级母钟等。中心母钟系统由切换模块、工作时钟模块、GPS校准模块和CCTV校准模块等，主要功能有2级母钟显示驱动、子钟显示功能和同步校准功能等。

结束语：

本文简单介绍了地铁通信系统的组成，对地铁通信系统中的关键技术进行了介绍，包括无线寻呼技术、公共移动电话系统、有线电话系统、传输子系统和隧道电磁波覆盖技术等，这些通信关键技术是地铁工程交通运输功能正常发挥的保障，不断提高地铁通信设备的国产率，保证我国地铁工程建设水平的不断提高。

参考文献：

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