地鐵信息系統無線通信應用研究
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摘要：結合地下鐵路數據數據通信的特征對地下鐵路信息系統（PIS）實際應用和PIS系統關于搭載無線網絡的安全以及結構問題進行深入討論，通過應用分析得出結論無線數據通信應用在PIS系統中不僅應用可靠而且可以大幅度降低成本。
1乘客信息系統概述
十二五時期，中國的主要城市軌道交通網絡得到了很大發展，尤其是地下鐵路區間遠距離數據通信技術逐漸成熟，乘客信息系統（簡稱PIS）作為地下鐵路數據通信的重要組成部分之一，逐漸走入了人們的身邊。PIS簡單來說是憑借電子微處理器數據終端網絡，通過各種數據傳輸網絡以及無線數據通信等日漸成熟的技術，在車站的屏幕以及地下鐵路的車載屏幕上同步將信息數據服務發送給乘客的復雜系統。不僅能同步向地下鐵路列車的客戶傳遞到站提醒、換乘提示、導航等各種與提高乘車效率有關的數據信息，甚至還能播放一些人們感興趣的每日新聞、天氣狀況、財經娛樂等資訊類消息。假設當發生無法預料的突發事件時，還可通過取消常規信息播報，改換一些具有特殊時效意義的救災、安防信息，以指導乘客緊急躲避危險。
2PIS無線局域網技術的運用
2.1無線局域網的結構
PIS的主要功能是實現車、地站點之間的信息通信互換。同軸漏泄電纜的使用可以解決信號傳輸弱的問題，但是，因為同軸泄露電纜成本高，傳送帶寬受到的限制因素多，數據傳輸線纜中的數字信號特別容易和移動終端信號相互之間產生干擾。因此，目前先進的解決信息干擾的方法是采用單點獨立天線的方式，在PIS系統中使用無線局域網解決列車高速運行所造成的信號傳輸弱的困擾[1]。
2.2無線局域網的安全性
1）無線鏈路的安全問題。地下鐵路數據通信主要采用的是高速無線傳輸信號波段擴頻的技術，因為這項技術可以最大程度降低發射信號的功率譜密度，普通用戶是很難收到傳輸信號的，這為網絡系統的安全提供了巨大的保障。
2）無線信道安全。地下鐵路數據通信現階段已經采取最新的保密信道加密算法，這種加密算法既能夠為數據通信提供完整性的數據服務，同時還可以為無線信道加密。此外，由于有效保密等效算法的保密效果極佳，不僅可以對硬件進行加密，而且在無線網絡服務中還可通過動態隨機配置WEP密匙，實現為用戶加密的需求。
3）用戶之間的二層隔離。為了最大程度上克服用戶之間的不信任，實踐中采用的是二層隔離技術，這項技術可以實現通過無線方式接入的不同終端用戶之間的安全數據通信。
2.3車載組網方式及傳輸應用
列車所處的外界環境極為復雜，因此在飛速行駛的地下鐵路上，信息傳輸有時會出現丟包問題，也就是控制中心的各種信息無法完整且穩定地傳輸到列車裝配的無線接收器上。但基于無線數據通信技術設計的車載組網，能夠最大幅度地增強性能，并通過搭載遠距離視頻所需要的設備，順利實現控制中心工作人員與列車司機之間的視頻、音頻實時傳輸，從而提升雙方溝通的穩定性。
3無線數據通信地下鐵路乘客信息系統面對的重點課題
3.1服務質量（QoS）技術
數據承載網的QoS性能與PIS系統的數據傳輸連貫與否密不可分。PIS系統的有線網絡千兆骨干網帶寬完全有能力應對PIS數據傳輸業務，這樣QoS最終決定了PIS性能表現的關鍵。QoS的傳遞原則是在首個報文發送完畢后，等待DIFS的時間間隔，之后才允許終端使用用戶爭取時間片進行發送。技術人員最終實現了修改視頻數據的報文為SIFS或者PIFS這兩種格式的方法，保障媒體視頻的高質量。
3.2網絡安全
因為在MAC這一層上，無線信息傳輸協議能夠實現訪問控制的功能以及加密的核心機制，在訪問控制中，無線和有線網絡具有了同樣的安全性能。也就是說任何一個接入點都可以根據自己的實際要求完成依次編號工作。最終密鑰成為每一個收發數據的終端以及接入點實現加密的重要工具[2]。
3.3信號干擾
在地下鐵路無線數據應用中，工作人員為了做到車載客戶終端的無間隙漫游，所有的AP所覆蓋范圍都要有重疊，但是重疊范圍內的無線信號一旦出現頻道也重疊的狀況，就必然會帶來沖突，從而破壞網絡傳輸速率，因此，相鄰AP一般都是采取不重疊頻道的方式來避免干擾。根據已有的理論，為了消除干擾，同一頻段情況下需要采用不同的調制方式進行數據通信。但在實際工作中，對于此項指標的要求非常嚴格，否則就很難避免相互之間的影響。
4結語
在十三五期間，我國城市軌道交通網絡建設將會得到更大的推動，地下鐵路行業也必然要大步走入快速路。作為重要的輔助配套設施，地下鐵路PIS對無線數據傳輸質量要求也在跨越式提升，無線數據通信技術的應用也終將會變得越來越普遍，無線數據通信的技術在應用中逐步實現，PIS系統在地下鐵路運輸行業中廣泛使用,提高了列車與站點之間的數據傳輸質量。為了跟上這個重要的發展窗口期，不錯過這個發展的機遇，科學技術人才必須通過辛勤的努力，不斷提高理論研究水平和裝配技術能力，為地下鐵路建設提供強大穩定的技術保證，從而提升人們的生活水平，為中國在新常態下的經濟發展提供強有力的創新支持。
參考文獻
[1]張穎.乘客信息系統在軌道交通中的應用及發展[J].鐵道勘測與設計,2010(4):88-90.
[2]闞庭明.城市軌道交通乘客信息系統技術發展趨勢探討[J].鐵路計算機應用，2009(1):37-39.
作者：胡星煜 單位：蘇州軌道交通集團有限公司
