真空管道高速飞行列车车地宽带无线通信关键技术的思考

真空管道高速飞行列车(以下简称高速飞行列车)是一种新型轨道交通技术,可实现磁浮列车在接近真空的低压管道内全天候以低机械磨擦、低空气阻力、低噪声模式超高速(超过1 000km/h)运行。保障高速飞行列车安全运行的关键是列车-地面无线通信系统,一方面,列车运行控制、牵引控制、在途监测等安全类数据需要在车地间实时双向通信,并满足"低延时高可靠"的传输要求;另一方面,需要满足乘客的移动电话、互联网业务等非安全数据通信需求,并满足"大容量高移动"的传输要求。总结高速飞行列车车地无线通信的需求,分析高速飞行列车车地无线通信的特点,针对高速飞行列车无线宽带接入应用场景,研究新型漏波近场耦合、基于云端的集中式无线接入网络(C-RAN)、免切换移动小区等关键技术,探讨一种有效解决超高速移动无线宽带接入的理论与增强技术体系,从而为高速飞行列车的宽带接入提供理论与技术支撑。     

基于LTE的城市轨道交通车地通信综合承载系统

为保证城市轨道交通运营安全,迫切需要整合车地无线通信生产业务的承载需求,建立基于城市轨道交通专用无线频段的车地通信系统。利用我国自主知识产权的TD-LTE(time division long term evolution,分时长期演进)技术,设计出基于LTE(long term evolution,长期演进)的城市轨道交通车地通信综合承载系统(LTE-M),在北京的国家铁道实验中心环形道进行全球第1个LTE-M系统的试验段测试。整个测试过程完全复制列车的实际运行场景,包括真实的车辆、设备以及高架、隧道等实际通信场景。大量的测试结果表明,所设计的LTE-M系统抗干扰能力强、综合承载能力强、频谱利用率高,能够满足轨道交通业务需求。LTEM系统用于承载轨道交通综合业务,在保障CBTC(基于通信的列车控制)业务高可靠传输的同时,能够为CCTV(车辆视频监控)和PIS(乘客信息系统)等业务提供有效的传输通道。     

城市轨道交通全自动运行模式下的车地无线综合通信网络方案分析

针对城市轨道交通全自动运行模式下的车地无线通信需求,对LTE(长期演进)技术的承载能力和频率规划方案进行了分析,发现LTE技术传输带宽受限,需要建立备用的无线通信传输通道。提出了一种适用于城市轨道交通全自动运行线路的LTE+WLAN(无线局域网)的综合车地无线通信网络方案,利用LTE A/B双网系统设备进行车地无线通信安全类和非安全类业务的综合承载。WLAN作为TCMS(列车监控管理系统)、车载CCTV(闭路电视)、车载PIS(乘客信息系统)的备用传输通道,可满足车地无线通信业务的带宽需求和可靠性需求,并保障城市轨道交通安全运营。     

轨道交通车地通信TD-LTE综合业务承载研究

为研究采用TD-LTE技术进行轨道交通综合业务承载的可行性,分析车地通信业务的承载需求和TD-LTE的技术特点,提出一种适用于轨道交通综合业务承载的TD-LTE车地无线技术方案,并在郑州市轨道交通1号线一期工程上进行测试验证,结果表明,TD-LTE技术可以满足轨道交通综合业务承载的需要。     

城市轨道交通车地无线的网络架构及应用

基于目前城市轨道交通运营及安保对车地无线通信网络的需求,通过对WLAN(无线局域网络)及TD-LTE(时分长期演进)技术方案的对比分析,提出更为适用于城市轨道交通的TD-LTE车地无线技术方案.结合郑州市轨道交通1号线一期工程的实例,验证该方案能够实现高速移动状态下的大带宽传输、多业务承载,可解决轨道交通车地通信的瓶颈问题,满足承载需要.     

LTE-M车地通信中的综合接入技术研究

研究城市轨道交通LTE-M车地通信中多种业务综合接入技术,重点关注流量调度策略、带宽共享和流量分担技术。通过分析和实际测试,提出建议综合业务采用双网承载方式和负载均衡技术,既保证各业务承载的可靠性,又满足高实时性、大带宽业务(如视频传输业务)的传输需求。     

TD-LTE应用于CBTC车地通信系统的可行性研究

分析WLAN系统作为CBTC车地传输系统存在的一些问题,介绍TD-LTE系统的优点;结合地铁运行的无线信道条件建立了漏缆和自由波测试信道模型,并且对CBTC列车控制信息业务进行抽象模拟;选取不同厂家的TD-LTE设备进行充分的测试,测试结果表明:TD-LTE系统具备承载CBTC列车控制信息的能力,满足CBTC列车控制信息对无线传输系统的指标要求。具备后续在轨道交通中应用的可行性。     

5G通信网络承载CBTC系统业务的方案研究及现场测试

CBTC(基于通信的列车控制)系统是目前城市轨道交通中广泛应用的信号系统,其中的车地无线系统负责承载列控信息.介绍了5G(第五代移动通信技术)的发展趋势和性能特点,分析了CBTC系统的无线通信需求.在上海轨道交通5号线高架线路区段现场测试了不同场景下的5G承载CBTC系统业务的性能指标.测试结果表明:5G带宽、端到端时延、漫游切换等方面的技术指标高于CBTC系统对数据通信系统无线子系统的技术要求,在技术性能上,5G可以用于CBTC系统的业务承载;使用5G切片功能,在极端压力情况下,5G通信网络可优先保证CBTC系统的业务传输,提高了CBTC系统业务传输的高可靠性.     

杭州地铁4号线TD-LTE网络建设

2014年杭州地铁4号线率先在业内通过轨道交通乘客信息系统(PIS)招标,使用车-地无线通信(TDLTE)技术建设车地无线专网,用以承载PIS视频直播和车载视频监控业务。本文简述该项目的建设情况以及实际测试结果,在网络建设时,正线采用1785~1805 MHz的20 MHz频率进行组网,上下行子帧配比设置为2∶2,并与800 M TETRA数字集群通信系统共用漏缆。经过测试,各项指标符合设计要求,完全可以满足PIS业务承载需求。2015年7月,杭州地铁首次在全国范围内完成了基于已开通运营线路的轨道交通车辆综合通信系统(LTE-M)综合业务承载测试。通过测试验证3、5、10 MHz以及15 MHz等多个不同频宽下的业务承载能力,为杭州地铁后续线路列车自动控制(CBTC)系统业务的承载提供参考依据。     

基于工业以太网的高速列车通信网络仿真研究分析

现代高速列车需要传输大量的数据.传统的现场总线存在带宽低的缺点,不能满足大量数据的传输任务,而工业以太网具备带宽高、成本低等方面的优势.利用仿真软件OPNET,搭建了基于工业以太网的高速列车通信网络仿真模型.针对实际高速列车网络通信数据特性进行分类,并对其进行分析和建模.通过仿真,对基于宽带100 M和1 000 M的工业以太网列车通信网络的延时特性和利用率等方面进行比较分析.仿真结果表明,宽带1 000 M工业以太网能够满足列车通信的实时性和可靠性要求.     

上海轨道交通2号线龙阳路停车场CBTC改造后的运营能力分析

为解决上海轨道交通2号线列车高峰期满载及超负荷运行问题,需要在龙阳路停车场将列车插入正线投入运行。目前龙阳路停车场并未采用CBTC(基于通信的列车控制)模式,存在着插车效率低、出库间隔长等缺点,不能满足运营的需求。基于既有的土建条件、车辆参数和轨旁布置,结合卡斯柯信号系统,仿真分析了龙阳路停车场在CBTC改造后的运营能力。分析结果表明,改造后龙阳路停车场出入场线及插入正线的运营能力显著提高。     

基于TD-LTE的市域快速轨道交通无线综合通信网方案研究

随着市域快速轨道交通在我国不同城市中的建设发展,能满足列车高速运行下的无线通信网络显得尤为重要。对城市轨道交通无线通信网络承载业务的功能需求进行分析,提出适用于市域快速轨道交通的基于分时长期演进(TD-LTE)技术组建的无线综合通信网建设方案,综合承载无线集群系统、乘客信息系统、信号系统、列车视频和车辆状态信息监控系统等业务,进一步提高市域快速轨道交通的运营安全性和乘客满意度。     

GSM-R网络中调度命令、进路预告的故障排查

1概述GSM-R系统目前主要承载语音业务和数据业务.随着网络规模的扩大和用户数量的不断增长,调度通信、旅客服务、列车控制应用对语音、数据业务的需求持续增长.尤其是基于电路域的列车控制数据对信道的持续占用,导致铁路枢纽地区频率资源紧张.GSM-R网络中数据业务按照安全等级分为安全数据业务和非安全数据业务.安全数据业务是指与列车控制有关的信息传送业务,例如机车同步操作系统中的车-地双向数据,对传输质量要求较高需要采用电路模式全程占用信道;非安全数据业务包括调度命令、列车进路预告信息、绿色许可证及车次号信息等.     

城市轨道交通车地通信TD-LTE综合业务承载测试分析

郑州地铁1号线车地无线系统首次采用TD-LTE(分时—长期演进)专网。通过专用测试仪器和网络测试系统,对TD-LTE车地无线传输性能和综合业务承载能力进行测试。分析了测试内容和测试结果,指出TD-LTE专网具有实时性好、可靠性高、稳定性强、丢包率低、越区切换业务无中断且成功率高、终端连接时间短且成功率高等优点,适合高速移动下大带宽以及多业务服务质量保障的轨道交通综合承载要求。     

GSM公众移动通信网对GSM-R的干扰分析

1概述 GSM-R(GSM for railway)为铁路综合数字移动通信系统,是一种基于目前世界最成熟、最通用的公众无线通信系统GSM(全球数字移动通信系统)平台上的、专门为满足铁路应用而开发的数字无线通信系统,可满足铁路通信列车调度、列车控制、高速行驶等业务的通信需求.     

城市轨道交通LTE综合承载CBTC与专用无线集群业务

对宁波市轨道交通3号线及宁奉城际铁路工程采用的LTE(长期演进)技术综合承载CBTC(基于通信的列车控制)与专用无线集群信号系统的设计方案进行了介绍。这些设计方案主要包括LTE有线网络、LTE车-地无线通信、LTE时钟同步、业务隔离以及综合供电方案等,系在传统的LTE仅承载CBTC业务的基础上,考虑了同时承载集群业务。为进一步增强整个系统的可靠性、安全性,独创性地设计了基带处理单元的跨网连接、设备冗余配置、集群无线覆盖、轨旁漏缆安装高度以及跨专业供电的方案。     

基于无线局域网技术的乘客信息系统车地无线通信网络的设计与试验

城市轨道交通PIS(乘客信息系统)车地无线通信网络需要实现列车在不同无线接入点间高速切换情况下的车地间数据与视频的传输要求。通过对PIS车地无线通信网络进行系统设计,以及对系统构成、各部分作用的介绍和在线运行试验与数据分析,说明了所构建的PIS车地无线通信网络能够满足控制中心、车站与列车之间乘客信息直播、闭路电视图像上传等信息的双向高速传输。     

基于802.11g的CBTC车地通信子系统建模与分析

CBTC系统是利用连续、大容量的车地双向数字通信实现列车控制信息、列车状态信息传输的先进列车控制系统,CBTC系统中车地通信子系统对于保障列车安全高效的运营具有重要作用。本文根据CBTC移动闭塞系统中的列车追踪模型,分析系统对通信的要求;利用OPNET的三层建模机制,建立基于802.11g的CBTC车地通信系统的系统仿真模型;利用该仿真平台仿真列控业务下的通信系统性能;仿真结果表明,在区间追踪阶段,基于802.11g的无线局域网完全满足列车控制的需要;需要保证车站附近的AP信号覆盖以满足列车进入中间站停车时对通信的要求。     

TD-LTE技术在城轨信号系统车-地通信中的应用分析

城市轨道交通信号系统中的车-地无线通信是基于通信的列车控制(CBTC)系统的关键技术之一,传输涉及行车安全的重要数据信息。而针对目前被CBTC信号系统广泛应用的WLAN技术存在的干扰风险、不适应高速移动环境等实际情况,TD-LTE(分时长期演进)技术的崛起及发展为车-地无线通信提供了新的思路。分析WLAN技术和TDLTE技术的应用现状,着重阐述TD-LTE技术应用于城市轨道交通信号系统的可行性,并对基于TD-LTE技术承载多业务传输平台的车-地通信方案进行了详细分析。     

TD-LTE在有轨电车工程中的应用研究

对比LTE与WLAN在通信频率、覆盖范围以及抗干扰等方面的技术特点,阐述LTE在有轨电车车地无线通信应用的合理性,指出LTE在有轨电车发展中具有广泛应用的可行性;通过分析有轨电车的运营调度、售检票、乘客信息、广播、视频监控、列车状态监测等综合业务需求,给出有轨电车各业务的带宽需求和性能需求,并根据不同的业务需求分配合理的上下行设计能力。以武汉有轨电车车都T1线为例,全线采用LTE宽带无线集群通信系统网络进行无线信号覆盖,实现车地无线语音通信、数据传输及控制中心的录音功能。采用专用测试软件模拟业务数据测试系统带宽和丢包率,测试结果以及项目试运行的效果表明,采用LTE车地无线通信系统在稳定性、安全性、抗干扰性等方面表现突出,指标满足多样化业务承载和系统高可靠性要求,系统运行流畅,为未来有轨电车的通信发展提供参考依据。