地铁列车安防系统之车地无线传输系统研究

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1、地铁列车安防系统之车地无线传输系统研究　　摘要：地铁列车安防系统对无线传输技术的实时性、容量、稳定性、不间断性等各方面都提出了极高的要求，针对地铁行业的特殊应用需求和特殊应用场景，WLAN技术是目前最成熟、最符合地铁列车安防系统应用需求的一种无线传输技术。关键词：地铁列车安防系统车地无线传输系统分析中图分类号：U23文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）01（b）-0005-031车地无线传输系统需求分析1.1概述8迄今为止，主要无线传输系统数据通讯技术主要包括3G、GRPS、EDGE、CDMA、WLAN和WiMax等等。地铁列车安防系统对无线传输技术的实时

2、性、容量、稳定性、不间断性等各方面都提出了极高的要求，针对地铁行业的特殊应用需求和特殊应用场景，WLAN技术是目前最成熟、最符合地铁列车安防系统应用需求的一种无线传输技术。其特点主要有：高容量、良好的抗干扰能力、安全稳定、适合隧道环境等。车地无线传输系统为覆盖全线车站、区间和车辆段的高速数据传输网络，为车地之间提供视频、数据、语音等信息的传输通道。1.2系统构成车地无线传输系统平台采用符合IEEE802.11协议的无线局域网技术，主要由无线局域网交换机、无线接入点（AP）和车载天线等设备构成。1.3系统功能（1）车站至列车信息下传：具有广播、组播和寻址功能，能够将特定的信息

3、发送至指定的一列或几列列车，在车厢内发布反恐信息、旅客乘车信息、高清晰数字视频信息和紧急疏散信息等。（2）提供OCC中央控制大厅内的行车调度员实时发送的预定义信息至任意列车驾驶室内的触摸显示屏，为驾驶员提供视频、文本指导信息。此专用传输通道带宽应不低于600kbps。（3）列车至车站信息上传：将列车视频监控信息上传至控制中心，实现控制中心（OCC）、对列车旅客、司机位视频信息的选择、切换、监视和控制，以及车辆段控制中心（DCC）对车载视频信息的监控功能。1.4车地传输信息类型及带宽需求（1）正常情况下，每列车同时上传2路列车监视图像至控制中心和车辆段控制中心。紧急情况下，可

4、将列车全部视频监控图像上传至车站和控制中心，共14路。视频压缩、传输和存储编码采用MPEGⅣ格式，每路占用带宽不低于6008kb/s。（2）每列车可接收1路高清晰数字视频信息（乘客行车、安防反恐、运营紧急救灾、地铁公益广告、天气预报、新闻、交通信息、数字电视），视频编码采用MPEGⅡ格式，每路占用带宽不低于2Mb/s。1.5主要技术要求（1）无线传输系统应确保沿轨道线安装的无线接入点和在移动列车上的移动单元之间建立稳定、安全且能避免冲突的连接。（2）在列车高速运行时，不应丢失连接和引起画面质量降低。（3）通讯应基于802.11系列标准和TCP/IP标准。（4）轨旁的接入点和

5、列车天线的设置应保证列车和固定网络间始终存在可选的无线传输信号路径。当前接入点信号减弱的时候，车载无线设备应能无缝切换至最合适的接入点。（5）无线局域网应充分考虑列车在高速情况下的切换问题，应采取有效措施减少切换时间和降低因切换带来的数据损失，以保证在车上的实时播放不中断（切换时间应不超过50ms），且播放质量不受影响。（6）在布置AP时，应充分考虑系统的可靠性，每个AP的覆盖范围应有重叠区，在个别AP和其他设备出现故障时，系统应能正常工作。每个AP的输出功率应尽量小，满足国家规范要求。（7）无线局域网的空中接口、频点范围和加密措施应满足国家有关标准和规定。2网络架构设计8

6、无线传输系统总体设计思路是基于地铁业务需求，网络设备和技术发展趋势及业界最佳实践作综合考虑。（1）网络拓扑结构层次化，支持业务需要的灵活性及可扩展性。（2）功能模块标准化，可以缩短实施时间，提高部署效率。（3）冗余的架构来保证网络的可用性，可靠性和稳定性。地铁无线传输系统的总体实施网络拓扑如下图1所示，由有线网络、无线传输系统网络及车载局域网络组成。（如图1）首先部署两台WLAN控制器，每台控制器能够支持对300台AP全面系统深入的管理，另外一台做为1+1的冗余备份，两台控制器通过网络方式组成一个高性能，高冗余，高扩展的控制器群组，即能按需实现负载均衡，又能确保关键设备的备

7、份冗余，而且能够根据客户业务提升，高效快捷的拓展整个控制平台的容量。采用轻型接入点协议（LWAPP）协议实现AP与控制器的通讯，此协议可以让地铁的WLAN配置和管理功能可以自动进行。控制器无线传输系统服务模块（WiSM）为全网的AP提供了安全性、移动性、冗余。它让WLAN可以使用最安全的无线传输系统系统进行信息传递。3无线传输系统双向传输系统方案83.1无线通讯模式的选型3.1.1无线通讯模式简介针对地铁车地无线传输系统的需求，即特殊环境下系统的高可靠稳定性、使用的灵活性、业务支持的不间断性、安全性等特点。车载无线