隨著中國軌道交通建設進入快速發(fā)展的階段，軌道交通的車地無線傳輸系統對移動性的要求也越來越高，本文則就這一部分目前最新的技術開發(fā)情況作簡要的介紹。
軌道交通具有運量大、速度快、安全、準點、保護環(huán)境、節(jié)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(yōu)先發(fā)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(fā)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(huán)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(yè)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(yè)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(yè)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(jiān)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(jié)車廂最多設置8臺)，乘客可以實時了解列車運行狀態(tài)和到站信息，還可以觀看實時電視節(jié)目及廣告。
車載視頻監(jiān)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(fā)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(jiān)控一直是軌道交通安全系統中關鍵而薄弱的一環(huán)。車載圖像監(jiān)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(jiān)控。運營列車每節(jié)車廂裝設2個小型半球型攝像機，用于監(jiān)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(jiān)視列車司機位，緊急情況下，監(jiān)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(fā)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(xù)、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(fā)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。
鐵路行業(yè)車地無線傳輸需求
GSM-R作為專門為滿足鐵路應用而開發(fā)的數字式無線通信系統，具有更適應鐵路運輸特點的、更成熟的技術優(yōu)勢，以及更符合通信信號一體化技術發(fā)展的需要，特別是運用于列車控制系統、鐵路維護通信、列車診斷、旅客服務和貨運跟蹤服務。
列車控制系統(TrainControlSystem，TCS)
系統是以GSM-R作為傳輸手段的列車自動防護/列車自動控制系統，甚至可以實現列車的自動操作(駕駛)。
鐵路維護通信
利用GSM-R技術，可建立鐵路沿線維護人員的業(yè)務聯絡通信(新的路邊電話和隧道電話)，并能夠根據維護人員的職能和所在的場所很快地確定他們的位置。
列車診斷
如果列車發(fā)生故障，診斷數據將通過GSM-R傳輸到下一個維修中心，使維修站能夠及時地為維修做好相關的準備，因而大大地縮短維修時間。
旅客服務
旅客服務主要包括列車時刻信息、在線售票(訂座)服務。基于列車自動控制和GSM-R的列車時刻信息服務，能夠隨時為旅客和乘客提供列車的動態(tài)位置和時刻信息；基于GSM-R連接的售票機可提供在線售票(訂座)服務。
貨運跟蹤服務
該項服務利用一個帶有GPS接收器的簡單GSM模塊，可指示該貨車(集裝箱)的精確位置，可實時掌握所運貨物的確切位置，并可將這一數據發(fā)送給其客戶。
現狀分析
目前，北京、上海、廣州、深圳等城市的軌道交通基本上是采用WLAN技術承載乘客資訊系統(PIS)、車載視頻監(jiān)控系統、基于通信的列車控制系統(CBTC)等，主要的出發(fā)點是基于技術和產品鏈的成熟度，供應商比較多，有西門子、摩托羅拉、思科、HP、H3C等。在城市軌道交通中沒有使用GSM-R承載信號系統的主要原因之一為頻點的申請問題。GSM-R是目前鐵路主要采用的車地無線通信技術，GSM-R的提供商主要有三家：華為、諾基亞西門子通信、北電。GSM-R技術已經在青藏鐵路、大秦線、廣深港高速鐵路、京津城際鐵路、武廣客運專線、上海磁懸浮等線路上得以應用，相信隨著技術的發(fā)展和產品的成熟，WiMAX等技術也將有可能會成為未來的發(fā)展方向之一。
