軌道交通車地無線監控視頻傳輸技術探討

　　軌道交通具有運量大、速度快、安全、準點、保護環境、節約能源和用地等特點。當前，各國已普遍認識到，解決交通問題的根本出路在于優先發展以軌道交通為骨干的公共交通系統。

　　城市軌道交通和鐵路同屬于軌道交通的范疇。城市快速軌道交通包括地鐵、輕軌、有軌電車、磁懸浮列車等多種類型。因為有軌電車和磁懸浮列車占市場的份額很少，所以一般泛指地鐵和輕軌。劃分兩者的依據是單向最大高峰小時客流量的大小：采用中等載客量車廂，能適應遠期單向最大高峰小時客流量1.5~3.0萬人次的稱為輕軌;采用大載客量車廂，能適應遠期單向最大高峰小時客流量為3.0~6.0萬人次的統稱為地鐵。《中華人民共和國鐵路法》上所稱鐵路，包括國家鐵路、地方鐵路、專用鐵路和鐵路專用線。國際上根據鐵路線路允許運行的最高時速進行劃分：鐵路包括普通鐵路(100~160km/h)、快速鐵路(160~200km/h)和高速鐵路(既有線改造>200km/h;新建線>250km/h)。目前中國高鐵的最高時速接近400公里。隨著軌道交通進入快速發展的階段，軌道交通的車地無線傳輸系統對移動性要求也越來越高。

　　無線傳輸技術

　　軌道交通無線傳輸技術，即無線通信技術，分為民用無線通信、專用無線通信和列車控制無線通信。民用無線通信系統主要實現尋呼、GSM、CDMA、3G(含3G-UMTS、3G-UWB、3G-LTE)等公用移動信號的覆蓋，用于軌道交通的民用通信;專用無線通信系統主要實現TETRA、GOTA、GT-800、iDen、WLAN、DVB-T、WIMAX等專用信號的覆蓋，用于軌道交通的運營、生產，提供行車調度指揮與其他相關部門之間的聯系，包括列車調度、環境控制調度、公安調度、車輛段站場、維修部門等無線通信，用于軌道交通專用通信、公安通信、PIS/CCTV無線傳輸、移動電視;列車控制無線通信是軌道交通信號系統中最重要的組成部分之一，用于控制列車間的行駛間隔。

　　目前，國內軌道交通行業使用的無線通信技術主要有：WLAN、GSM-R、TETRA、GSM、CDMA、3G、WiMAX、DVB-T等。

　　車地無線傳輸需求分析

　　城市軌道交通行業車地無線傳輸需求

　　城市軌道交通的列車與地面之間通信越來越多地采用無線通信技術，除了民用通信外，目前有三個業務子系統需求車地無線通信：乘客資訊系統(PIS)中的下行流帶寬需求約為8Mbps(1路標清)、車載視頻監控系統的帶寬共約為6~8Mbps(1路上行，1路下行)、CBTC信號系統帶寬需求為數百Kbps。

　　乘客咨詢系統(PIS)

　　系統通過分布于列車車廂的液晶顯示器(一節車廂最多設置8臺)，乘客可以實時了解列車運行狀態和到站信息，還可以觀看實時電視節目及廣告。

　　車載視頻監控系統

　　列車運行安全事關重大，而列車運行中的事故時有發生，造成了重大損失，如英國倫敦地鐵爆炸案等。列車車廂內部的實時監控一直是軌道交通安全系統中關鍵而薄弱的一環。車載圖像監控系統可實現列車司機、控制中心值班員、車輛段DCC和車站值班員對列車車廂情況的實時監控。運營列車每節車廂裝設2個小型半球型攝像機，用于監視車廂內乘客情況;兩端駕駛室各設置廣角半球攝像機，正常情況下監視列車司機位，緊急情況下，監視車內旅客疏散情況。兩端駕駛室設置一臺觸摸顯示器，根據需要顯示車內圖像或前方車站發送的站臺圖像。

　　基于通信的列車控制系統(CBTC)

　　基于通信技術的列車控制系統，其核心技術是車地連續、雙向的無線通信。隨著控制技術、計算機技術和數字無線通信技術的飛速發展，通信系統正在與列車運行控制系統相結合，基于通信的列車控制系統正在越來越多的被采用。