轨道交通PIS系统WLAN技术的问题探讨

轨道交通PIS系统WLAN技术的问题探讨

肖汉宁

（东莞市轨道交通有限公司广东东莞523000）

摘要：本文首先介绍了轨道交通PIS基本知识以及PIS车地无线通信的重要性，接着讲解了基于WLAN技术PIS系统车地无线通信的组网结构，进而从实际出发对当前基于WLAN技术PIS系统车地无线通信存在的问题进行了分析和说明，最后讨论了当前轨道交通行业发展趋势以及通信技术发展方向，指出了未来轨道交通PIS车地无线通信的美好前景。

关键词：PIS系统；车地无线通信；WLAN技术；LTE技术

1引言

城市轨道交通乘客信息系统（PassengerInformationSystem，简称PIS）可提供时刻表、出行参考、政府和管理公告、直播赛事、股票和广告等多媒体信息，遇到突发状况时，乘客可以借助PIS系统的提示紧急疏散和撤离。

PIS车地无线通信是PIS系统车地之间业务的数据通道，用来实现从控制中心、车站到列车的各种数据信息、视频信息和控制信息的双向传输。目前，我国已建成和在建的PIS系统车地无线通信大多数采用无线局域网（WirelessLocalAreaNetworks，简称WLAN）技术，实现车地双向通信。

2基于WLAN技术PIS车地无线通信的组网

一般来说，基于WLAN技术的轨道交通PIS车地无线通信网络典型结构包括：设置于控制中心机房的无线控制器、安装于轨道沿线的区间AP和隧道区间无线发射点(AP天线)、安装于列车车头(车尾)的车载AP和列车无线发射点(车载天线)等设备。图1是基于WLAN技术PIS系统车地无线通信网络架构。

无线局域网（WLAN）的代表是由IEEE802.11工作组规定的无线通信系统，其技术标准主要包括802.11b、802.11a和802.11g、802.11n四个物理层标准。基于WLAN技术的PIS系统车地无线通信采用IEEE802.11n的方案，工作频点选择5.8G频段。5.8G频段能提供更多的非重叠频点并可大幅减少来自其他无线系统的干扰，在无线网络性能和抗干扰能力提升上会有很大帮助。

图1基于WLAN技术PIS系统车地无线通信网

3基于WLAN技术PIS车地无线通信存在问题

近年来，WLAN技术虽已在轨道交通中车地无线通信中广泛应用，但由于各地、各线路不同的复杂电磁环境以及工程中不可预见的各种复杂工况，WLAN系统仍存在一些问题。

3.15.8G开放频段容易受到干扰

《关于使用5.8GH频段频率事宜的通知》中明确“5725-5850MHz频段作为点对点或点对多点扩频通信系统、高速无线局域网、宽带无线接入系统、蓝牙技术设备及车辆无线自动识别系统等无线电台站的共用频段”。可见，没有明确频段使用，轨道交通设备供货商之间的产品存在电磁互相干扰的可能。再者，5.8G在传输速率、传输带宽等方面的优势，在一定程度上会催生更多5.8G频段的产品诞生，居民使用无线设备也有较大随机性。以上情况都会产生较大干扰，造成的直接结果就是降低基于WLAN技术的PIS系统车地无线通信的稳定性、安全性和可行性。

3.2AP安装设计需考虑较多因素

以东莞轨道交通2号线为例，在隧道里，两个AP之间相隔大约150米。结合2号线线路全长实际情况，需要在轨旁布置PIS无线AP超过500个。由此可见，如此庞大的设备数量一方面既需要一笔较大的费用支出，增大企业负担。另一方面，根据2号线当前维护经验和故障处理状况，AP设备数量多的同时，设备故障出现的频率和次数也相应增加，给生产一线检修人员增加工作量，后期成本亦随之增加。

3.3列车高速运行下WLAN技术切换考验

列车高速运行过程中，车地无线通信需要充分考虑列车在高速情况切换问题。对基于WLAN技术PIS车地无线通信来说，列车PIS信息直播及列车CCTV视频上传至控制中心信息内存非常大，采用有效措施减少切换时间和降低因切换带来的数据丢失十分重要。在对轨道线路某区间AP断开连接以模拟AP单点、AP连续多点故障，查看AP单点故障对实时业务的影响。结果表明，区间AP的单点故障对列车高速移动过程中PIS直播与CCTV图像上传的影响并不大，但一旦出现多点故障，就有出现偶尔有马赛克或卡顿的效果。这就是说，列车高速运行下WLAN技术切换面临一定的考验。

4PIS系统车地通信未来展望

LTE（LongTermEvolution）是通用移动通信系统（UniversalMobileTelecommunicationsSystem，UMTS）技术的长期演进项目。LTE是近年来新兴的无线接入系统，优点在于传输速度快、技术较成熟、保密性好、抗干扰能力强，目前新在建或拟建的轨道交通项目也在尝试应用LTE技术。这是WLAN技术之后的完善。

其优势在于：①《关于重新发布1785-1805MHz频段无线接入系统频率使用事宜的通知》中明确“为适应1800MHz频段本地无线接入技术的发展，满足交通（城市轨道交通等）、电力、石油等行业专用通信网和公众通信网的应用需求，根据我国无线电频率划分规定及频率使用现状，现重新发布1785-1805MHz频段时分双工（TDD）方式无线接入系统使用频率有关事宜”，也即明确了LTE技术使用专用频段，避免干扰，解决系统内干扰问题。②LTE技术满足信号覆盖需求的同时，大大减少隧道设备布设，减少维护工作量，减轻企业经济负担。③LTE技术是行业公认的移动通信技术发展趋势，属于3G向4G演进的主流技术，其稳定性已在全球市场得到广泛的验证，较大地降低了列车行驶过程中视频卡顿、丢失等风险。

5结语

综上所述，基于WLAN技术PIS系统车地无线通信是目前轨道交通行业应用比较成熟的技术，是目前较为理想的车地无线通信方式。但是，不可否认，随着通信新技术不断发展和更新，WLAN技术的局限性也凸显出来。轨道交通行业逐渐发展壮大，LTE技术也逐渐被引入轨道交通行业，PIS系统车地无线通信的稳定性、安全性和可靠性也将得到进一步保障，给力城市轨道交通发展。

参考文献

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