城市軌道交通的系統(tǒng)組成分析綜述城市軌道交通的車地無線通信系統(tǒng)主要包括基于通信的列車的控制系統(tǒng)（CBTC）、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、視頻監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）等?，F(xiàn)將對這三種車地無線通信系統(tǒng)對于LTE技術(shù)所需滿足的帶寬需求進行分析研究[6]。1.1基于通信技術(shù)的列車控制系統(tǒng)基于通信技術(shù)的列車控制系統(tǒng)（CBTC）的系統(tǒng)構(gòu)成如下圖1.1所示，接下來對其相關(guān)重要組成系統(tǒng)一一作出詳細的闡述。列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）功能可以大致概括為兩大類：監(jiān)督和控制。監(jiān)督主要體現(xiàn)在他需要實時監(jiān)控列車的運行信息，其中包括：開發(fā)車時刻表，停站時刻表，列車發(fā)車地點和?？康攸c等，然后通過城軌終端設(shè)備的媒介屏幕向行車乘客展示列車相關(guān)信息，方便他們完成登記等動作行為。與此同時，控制中心的工作人員和調(diào)度人員也根據(jù)其監(jiān)控所反映的情況實時對列車進行調(diào)度相關(guān)工作，保證列車正常運行。當發(fā)生緊急情況的時候控制中心根據(jù)監(jiān)控圖像實時迅速的對突發(fā)狀況作出反應(yīng)，全方位調(diào)配可利用資源，盡可能的減少突發(fā)狀況所帶來的嚴重損失?？刂乒δ苤饕w現(xiàn)在列車監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)規(guī)定好的列車運行圖對列車辦理進路相關(guān)工作。當列車發(fā)生偏離的時候及時的想出對策，把列車引入正確軌道上來運行，避免發(fā)生意外事故。列車超速防護子系統(tǒng)（ATP）是主要是保護列車運行安全，防止列車在運行過程中運行到別的列車運行區(qū)段或者超速而造成城軌交通事故的一個列車防護系統(tǒng)。它具有三大功能特點。其一，列車定位；它主要是利用ATP系統(tǒng)中的查詢應(yīng)答器和線路區(qū)段上的一些定位系統(tǒng)來實時監(jiān)測列車的運行位置，實現(xiàn)定位效果。其二，速度和距離的測量；列車運行的速度跟列車的運行安全息息相關(guān)，ATP系統(tǒng)可以利用其測速和距離測量的功能來幫助列車在遇到障礙物或者意外時可以及時的停下來，避免事故的發(fā)生。其三，對列車運行有監(jiān)督功能，它可以保證列車在最大限度范圍內(nèi)，對其進行緊急制動。列車自動運行子系統(tǒng)（ATO）主要是負責保障列車按照時刻表對列車進行正常的啟動駛出以及當列車達到一個指定位置以后安排列車在規(guī)定的地點停下。另外還有對列車的性能測試和調(diào)整能夠?qū)崿F(xiàn)無司機駕照運行模式，這樣子下來就可以縮短司機的駕駛工作時間，得到更加充分的休息時間，提高運行效率，降低交通事故，保證能夠更加精準的停車。計算機連鎖子系統(tǒng)（CBI）是城軌交通系統(tǒng)中的重要組成部分，可以通過實現(xiàn)車站軌道電路、信號機、道岔三者之間的聯(lián)鎖控制，這樣子的話就可以保障列車更加高效且安全的運營工作。數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)（DCS）主要是負責把基于通信技術(shù)的列車控制系統(tǒng)內(nèi)部各個系統(tǒng)聯(lián)系起來，相當于一座“橋”把整個列控系統(tǒng)連接起來構(gòu)成一個完成的整體，方便各個系統(tǒng)之間的信號傳輸和列車的高效安全運行?？偟膩碚f，基于通信技術(shù)的列車控制系統(tǒng)的主要功能在于它通過城軌交通系統(tǒng)內(nèi)的一些專用通信網(wǎng)絡(luò)來實時掌握整個城軌系統(tǒng)的全部情況。其中包括運行列車的運行速度、每輛列車的運載人數(shù)、運行列車所在位置。并且將這些所有有關(guān)信息實時傳輸給地上的軌旁設(shè)備，軌旁設(shè)備再將這些通過無線網(wǎng)絡(luò)收到的列車有關(guān)信息發(fā)送給控制中心的調(diào)度人員，從而保證了控制中心可以全面系統(tǒng)的掌握每個地方的每輛列車的運行情況，方便對他們進行指揮調(diào)度，保證列車的正常高效的運行。當出現(xiàn)緊急情況，列車需要強制停車或者需要及時處理的時候，控制中心也可以通過列車控制系統(tǒng)來及時的對列車進行專業(yè)的指導(dǎo)，避免發(fā)生不好的事情給社會帶來嚴重的損害。如果實在是危險不能及時阻止的話，列控系統(tǒng)也可以及時采取措施把危險盡可能降到最低。簡言之，列控系統(tǒng)主要就是保證列車安全高效的運行狀態(tài)。對于CBTC業(yè)務(wù)而言，對其在上下行的傳輸信號方面應(yīng)該把合計帶寬的要求嚴格控制在大于等于1Mb/s，所以我們可以把CBTC業(yè)務(wù)按最低標準暫且標記為1Mb/s，假設(shè)其上下行分別約為512kb/s。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t時間控制在一百五十毫秒以內(nèi)，數(shù)據(jù)丟包率小于百分之零點零五。圖1.1CBTC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.2乘客信息系統(tǒng)PIS系統(tǒng)以多媒體網(wǎng)絡(luò)為載體，通過計算機系統(tǒng)以車載顯示終端設(shè)備為媒介在車站進出站口的大屏幕上以及乘客候車區(qū)域的電子大屏幕上向乘客們顯示每輛列車的始發(fā)信息，候車站點。當發(fā)生火災(zāi)等一些緊急情況的時候也會借助于乘客信息系統(tǒng)在站內(nèi)各大電子屏幕上顯示緊急疏散和逃跑路線以及通知，及時的幫助站內(nèi)深陷危機的各位旅客脫險，引導(dǎo)擁擠人群安全疏散撤退到安全地方。與此同時，PIS系統(tǒng)可以實時的掌握監(jiān)控對列車上所發(fā)生的一切情況和列車上發(fā)生的所有畫面，做到對列車的所有情況了如指掌，并且再將其所有的監(jiān)控信息實時的傳送給列車控制中心，配合控制中心實現(xiàn)調(diào)度工作。如此一來，控制中心也就會對列車中的一舉一動更加清楚掌握，無論是列車內(nèi)的乘客流量還是發(fā)生緊急情況的時候都能夠快速的做出反應(yīng)，從而阻止災(zāi)難的發(fā)生，把危害降到最低，在某種意義上來講可以很大程度地提高列車的安全性能。其次，PIS系統(tǒng)件可以實現(xiàn)語音視頻功能的同時還可以主持無線數(shù)據(jù)和有線網(wǎng)絡(luò)兩者的兼容。當列車在線路上運行的時候，乘客信息體系統(tǒng)需要實現(xiàn)高質(zhì)量的視頻播放，減少視頻播放過程中出現(xiàn)不清晰或者中斷等現(xiàn)象。同時，列車內(nèi)的監(jiān)控信息在傳輸至控制中心的時候要求保證不能發(fā)生斷網(wǎng)的情況，必須讓控制中心可以隨時觀看所有運行列車內(nèi)的每分每秒的情況，了解所有的情況。綜上所述，我們在乘客信息系統(tǒng)的車地無線通信系統(tǒng)中應(yīng)該把其總寬帶維持在最低要求為12Mb/s。這樣子才能夠為后面城軌交通系統(tǒng)的后續(xù)其他相關(guān)業(yè)務(wù)的拓展和發(fā)展提供更多進步的空間。但考慮到實際情況的一個性價比問題，我們一般是要求數(shù)據(jù)傳輸通道的上下行平均帶寬嚴格控制在大于等于15Mb/s，信號傳輸過程中的切換時間應(yīng)該小于或者等于五百毫秒，丟包率應(yīng)該控制在百分之一以內(nèi)。1.3視頻監(jiān)控系統(tǒng)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的一種，其英文簡稱為CCTV。該系統(tǒng)功能的可以大致分為監(jiān)控和呈現(xiàn)兩大特質(zhì)。其監(jiān)控體現(xiàn)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實時監(jiān)控城軌交通站內(nèi)的所有乘客的人流問題，并及時的對擁堵情況作出城軌列車的運行情況來疏散人流；還可以監(jiān)控站內(nèi)所有的各種城軌設(shè)備，比如檢票系統(tǒng)、售票系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、消防滅火系統(tǒng)等一些的設(shè)施的正常安全狀態(tài)，若其中有系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候可以及時的安排相關(guān)人員前往進行維修工作。其呈現(xiàn)主要體現(xiàn)在他可以把車站內(nèi)的所有發(fā)生的一切都通過視頻媒介將其現(xiàn)實呈現(xiàn)在控制中心的電腦屏幕上，以便于調(diào)度人員和控制中心的操作人員可以了解站內(nèi)每時每刻以及每一個角落的全部情況，即使發(fā)生了比較危急情況的時候可以用最短的時間想出辦法制定出相應(yīng)的最準確的應(yīng)對措施，以此來把損失降到最低。在城市軌道交通系統(tǒng)中，