应用背景
城市轨道交通凭借便捷、环保、节能、安全和运量大等特点，对缓解城市交通瓶颈、改善城市交通结构、促进经济社会可持续发展起着十分重要的作用。在大城市将逐步实现以地面常规公交为主体向以轨道交通为骨干的城市交通体系的过渡，地铁轻轨的建设规模越来越大。运营机构既要提高服务、管理水平，加强安全防范，还要为相关安全机关提供实时信息等，因此，在城轨应用中所要传输的信息种类也越来多元化。城市轨道交通的应用正在向系统化、网络化、信息化、智能化、一体化发展，尤其是无线通信技术的飞速发展和成熟，使车地间的实时通信成为可能，车地双向实时通信系统的采用，提高了轨道交通列车运行的自动化程度，系统安全性得到大大提高，车地间信息实时传输的实现也使地铁运营以车辆为中心的运营模式正在发展为以为乘客服务为中心的运营模式。 专用车地双向实时通信系统
我司轨道交通专用车地双向实时通信系统基于成熟的无线局域网802.11X系列技术标准构建，工作在2.4GHZ/5.8GHZ频段。系统主要功能是在城市轨道交通运行环境下，为车载应用设备和地面应用控制设备之间提供大容量、安全、连续、可靠的双向通信功能，实现列车与地面间数据、图像及语音信息的实时透明传输。 专用车地双向实时通信系统使列车与地面(轨旁)紧密结合、整体处理，改变了以往车-地相互隔离、以地为主的状态，通过车地间的实时信息交换，例如：图像信息、列车位置、联锁等重要信息，从而达到车-地联动，系统自动监控的目的。
由于轨道交通特殊的运营环境以及对传输信息的特殊要求，能否实现高速运行的列车在特殊环境下的可靠快速漫游就成为系统的关键。我司专用车地双向实时通信系统针对轨道交通的特殊需求经过定制开发，不仅实现了列车与地面间的快速漫游，而且通过采用相应的技术手段使隧道效应、干扰及外界攻击给系统带来的安全隐患减少到了最低，实现了轨道交通车地间的可靠通信。使列车在以时速120Km的速度行驶时仍能保持平滑通信。
系统构成及原理
我司专用车地双向实时通信系统由三层网络结构组成：地面中心控制层、轨旁接入层和车载层，相对应的设备分别为无线管理控制器、轨旁无线接入单元和车载无线终端。系统构成图如下所示：
在（区域）控制中心，无线管理控制器被连接到骨干网络。轨旁无线接入单元通过交换设备连接到骨干网络上，每个站台、隧道沿线均铺设AP，AP的布放位置，是通过严格的无线链路预算结合轨道的实际情况来决定的。在列车上，车载无线终端由车载无线单元主机及车载天线组成。每辆列车依据应用配备一至两台车载无线终端设备，并分别通过以太网接口连接到列车总线上。 列车通过车载层无线终端设备，无线接入到轨旁接入单元设备AP（无线接入点），轨旁AP通过100Mbps Ethernet光环网接入车站交换机，车站交换机通过1000Mbps Ethernet接入骨干网络。因此AP通过铺设在隧道内的光纤环网，接收从控制中心（OCC）发来的指令，列车无线终端依靠无线网络和光纤环网通讯技术接收来自列车所到位置对应AP发送的即时信息，并实现节目信息或是数据的实时传输。同时，由于无线信息传输的双向性，无论是PIS系统还是列车控制系统都可以将列车上的实时乘客信息、监控情况或是控制数据及时上传到车站控制室及控制中心（OCC）。 系统特性
1．抗干扰能力强 2．高带宽 3．高可靠性
4．高安全性 5．高速无缝漫游 6．先进的QoS保障机制
系统应用
1．在PIS系统应用中的应用
乘客资讯系统（PIS）依托多媒体网络技术，以计算机系统为核心，以车站和车载显示终端为媒介向乘客提供信息服务的系统，使乘客通过正确的服务信息引导，安全、便捷地乘坐轨道交通。乘客信息系统在正常情况下，提供乘车须知、服务时间、列车到发时间、列车时刻表、管理者公告、政府公告、出行参考等实时动态的多媒体信息；在火灾、阻塞及恐怖袭击等非正常情况下，提供动态紧急疏散提示。 PIS系统作为地铁公司与乘客之间最直观的信息交互平台，所有实时播放的媒体流不能出现图像马赛克、声音停顿的情况，这就需要车地实时双向通信网络在列车运行过程中要有足够的带宽和良好的QoS保障机制，同时网络的可靠性要求也非常高，不能因为网络的中断而导致PIS系统的故障。 在列车运行中车载设备要实时接收来自地面控制中心的乘客信息及在列车车厢LCD显示屏上显示音视频播放。同时该系统还兼有列车车厢乘客乘车情况的监视功能，将通过车厢内监视器采集到的运营中列车车厢内旅客乘车情况的视频信息实时上传至控制中心，作为管理部门安全决策的支持信息。
有了专用车地实时双向通信系统，在PIS系统下，地铁车站和控制中心值班人员可以实时观察运行中列车乘客车厢、司机室内情况，司机能实时观察本列车乘客车厢内情况；控制中心向运行中列车发布及时信息，实时转播数字电视节目；运行中列车的紧急状态，如火灾报警、紧急开关车门，实时上传到控制中心和车辆段车场调度中心。 因此，专用车地实时双向通信系统使PIS系统的应用将原有封闭的车辆空间变成一个 “信息娱乐中心”，增加了乘客舒适感。同时由于车、地无线通信系统还有富裕的带宽，PIS系统往往还与车辆监控系统相结合，将车辆内部图像实时上传到地铁控制中心和地铁公安系统，能及时发现车辆内的安全事故隐患并提前处理，确保列车行驶安全。 我司无线、有线一体化PIS数据承载网解决方案如下所示:
2．在CBTC中的应用
随着数字无线通信技术及计算机技术的飞速发展和成熟，通信技术与控制技术的结合已经成为可能，先进的基于无线通信技术的列车控制系统CBTC是列控技术发展的最终趋势。基于通信的列车控制系统CBTC是利用无线通信媒体来实现车地间的双向信息传输，而在此基础上构成的列车运行控制系统。由于采用了连续、双向的无线通信系统作保证，才使列控系统实现了真正的移动闭塞，改变了以往轨道电路单向、小容量、点式通信的功能，实现了车地间的双向、大容量、连续的通信功能，由于采用了无线实时通信系统，才使得列车与地面紧密结合、整体处理，改变了以往车-地相互隔离、以地为主的状态，通过车地间的实时信息交换达到车-地联动，系统自动控制的目的。 应用CBTC后降低了统设备成本、提高系统安全性、增加系统功能、提高运输能力。
我司无线、有线一体化PIS数据承载网结构图如下所示：