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关于LTE技术在广州有轨电车信号系统的设计方案分析

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-10-13 编辑:成功

0简介

信号系统在提高现代电车的运行效率和安全性方面起着重要作用。基于无线通信技术的车对地通信系统是实现电车控制和操作的重要技术之一。车对地通信系统设计的合理性是整体的。电车安全运行的关键是降低无线信号的抗干扰能力,同时降低电车的建设成本。

无线通信系统(DCS)具有宽带和网络的优势,并为电车信号系统提供双向,可靠和安全的车辆数据信息传输和交换通道。该技术在轨道交通的应用中已经成熟。

1头头线

概述

广州海珠环岛新电车位于海珠区环岛路和新港东路。线路总长度为41.08公里。海珠试验段全长7.7公里,已于2014年12月开始试运营。龙头段规划长度为10.2公里,高架段为0.9公里。总共建立了12个地面站,平均站间距为0.93 km。最小站距为605m,最大站距为1780m。

柱状线信号系统继续采用无线通信系统,以实现信号车辆信息的安全,实时和可靠的传输。伦头线可行性研究计划将采用目前在轨道交通应用中已经成熟的2.4GHz无线通信技术。

2WLAN技术功能

作为车载设备与地面设备之间的信息传输的通道,无线通信系统应具有较高的可靠性,可用性和安全性。该系统可以有效避免信息实时传输过程中黑客和非法信息的入侵。然而,无线通信系统在城市轨道交通中的应用经验证明,基于WLAN技术的车辆无线传输网络存在一定的局限性。

2.1信号容易受到干扰

基于WLAN的车对地无线通信系统在2.4GHz不受保护的开放频段内运行。随着宽带互联网技术的普及,WLAN用户的数量激增,所有使用2.4G WLAN技术的设备都可能成为车辆对地面无线通信系统的干扰。污染源,影响城市轨道交通的安全运行。

广州电车海珠测试段的无线通信系统使用传统的2.4 GHz无线WLAN系统。由于易受外界干扰,在操作过程中经常发生无线通信中断,这对电车的操作影响更大。这也增加了操作和维护的成本。

2.2信号覆盖距离短

WLAN无线通信网络100mW的最大发射功率限制了普通传输模式的信号覆盖距离,无线接入点(AP)的信号覆盖距离约为200m。为了满足信号覆盖范围的要求,海珠测试区沿线安装了大量的接入点和辅助设备,增加了建设成本。

由于AP的信号覆盖距离短,因此板载无线单元在轨道侧AP之间快速移动所需的频繁的传输漫游切换过程导致分组丢失率的增加并降低了系统的稳定性。

2.3不适合综合承载

随着无线通信技术的发展,车对地无线通信网络不仅可以承载信号系统的数据信息,还可以承载视频,多媒体等多种业务。但是,现有的WLAN技术不能优先考虑信号系统车辆,火车视频监控和乘客信息系统的信息,并且不能保证高优先级服务的实际使用带宽。 WLAN技术不适用于集成承载。

海珠试验段的通讯,信号,PIDS等系统独立建立了传统的WLAN无线网络,增加了电车的建设成本。

2.4影响城市景观

海珠试验段站主要是地面施工。由于无线接入点(AP)的覆盖范围较小,因此沿线路需要安装大量AP天线和电线杆。这样的安装方案对城市景观有很大的影响,特别是主要用于旅游和观光的海珠线景观具有明显的影响。因此,基于地面站的电车线路不适合安装大量无线访问AP天线。

3LTE技术特性分析

长期演进(LTE)是一种基于正交频分多址(OFDMA)技术的高级无线通信技术。作为一种先进的无线通信技术,LTE技术在20MHz带宽组中考虑了高吞吐量的要求。在网络的情况下,峰值速率可以达到100 Mbit/s,上行链路可以达到50 Mbit/s。 LTE采用了先进的技术,例如正交频分复用(OFDM),多输入多输出(MIMO)和混合自动重复请求(HARQ),以有效地提高数据速率,频谱效率和抗干扰能力。随着LTE技术的发展,LTE技术更适合城市轨道交通多业务宽带无线通信承载,并且LTE技术具有比WLAN网络更多的优势。

3.1强大的抗干扰能力

与WLAN网络相比,LTE技术具有完善的抗干扰能力。 LTE采用OFDM技术,具有完善的编码,重发和干扰抑制合并(IRC)机制,具有毫秒级的调度机制,使用小区间干扰协调(ICIC)技术进行小区间干扰协调,并可以根据干扰条件。减少无线干扰影响的资源。

3.2覆盖范围广

LTE小区的覆盖范围比WLAN无线接入点的覆盖范围大得多。一方面,LTE采用了先进的信号处理技术,其接收灵敏度比WLAN设备更高。另一方面,LTE使用专用频带,并且设备可以采用更高的传输频率。理论上可以实现覆盖。超过1.2公里。

大距离的覆盖可以有效减少系统建设中基站的数量,减少基站沿轨道对城市景观的影响,更适合基于地面站的电车线路。

3.3业务优先级安排

LTE技术具有先进的服务优先级调度算法,可以根据服务的优先级调度不同的服务。 LTE技术实现了9个调度优先级,并根据预定义的可能的承载业务类型,根据相应的优先级进行资源分配和调度。在城市轨道交通车辆通信环境中,可以确保信号系统无线通信服务的高可靠性传输,并且电车信号系统不会受到诸如通信和乘客信息系统(PIDS)之类的系统访问的干扰。

4 lun头线LTE技术解决方案

通过对WLAN和LTE技术特性的分析,随着无线通信技术的发展,LTE技术具有更高的安全性,可靠性和可用性。 LTE应用于城市轨道交通的实际案例已经逐渐成熟。基于LTE技术,以低成本,高可靠性和可用性为基础,研究了广州有轨电车的无线通信设计方案。

4.1组网方案设计

根据仑头线规划设计的车站里程,小周村车站至仑头最大车站间距为1780m。萧州路至仑头最大的车站之间的距离是2460m,其他车站的平均车站间隔是827m。在正常LTE无线电覆盖范围的情况下,每个站都配置有一个LTE基站以满足全线信号覆盖范围的要求。

根据LTE的技术特点,LTE的正常覆盖范围在1.2 km以上。当基站建立LTE基站时,伦头与小洲村之间的距离,伦头与小洲路之间的距离分别为1780m和2460m,存在以下两个风险。

(1)如果伦头基站发生故障,则小周村基站的信号将无法满足伦头地区的覆盖范围要求,很容易造成车对地通信中断,影响电车的正常运行。

(2)如果小洲村基站发生故障,尽管从理论上讲,小洲路和仑头站的信号覆盖范围可以满足覆盖要求,但考虑到线路的外部因素,交叉口的信号强度已经处于临界点。该区域中的无线信号强度也可能会导致车辆对地面通信中断。

基于以上两个风险,解决了伦头和小洲村的基站发射天线冗余设置。信号发射天线分别安装在仑头和萧州村的发射塔中,分别连接到萧州村和仑头基站。当两个基站具有单点故障时,无线信号的覆盖范围要求。

4.2计划成本分析

(1)伦头线的长度约为10.2公里。如果将AP接入点部署为2.4G无线WLAN技术方案,则当分别安装红色和蓝色冗余双网时,AP电缆的主线大约需要20.4公里。根据广州电车海珠试验段的工程经验,无线AP电缆的价格为2050元/100m。根据LTE技术设计方案,基站塔架电源直接由站点连接,这将节省无线WLAN AP环形电缆。工程造价约41.82万元。

(2)LTE系统具有容量扩展能力强的特点。伦投线的LTE系统建成并投入运行后,系统服务器的大容量可以为后续电车新线的建设预留接口,有效降低了信号系统的建设成本。

(3)LTE技术适用于多系统集成负载,并具有优先级调度功能。除了信号系统的功能要求之外,轮头线路通信和PIDS系统还可以连接到LTE网络,而不会以高优先级干扰信号系统。还可以避免各种专业的独立网络建设现象,有效减少电车建设。设定费用。

5结论

本文简要分析了无线WLAN技术和LTE技术的优缺点。 LTE技术可用于构建电车信号系统的车地无线网络。考虑到技术要求和工程造价控制,结合广州有轨电车海珠试验段的施工经验分析,建议广州有轨电车伦头线应采用LTE技术来实现信号火车与地面的通信功能,采用冗余设置红色和蓝色网的设计,提高了无线通信系统的抗干扰能力,提高了系统的稳定性。定性和可靠。

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