地铁pis系统车地无线技术方案研究

地铁pis系统车地无线技术方案研究

瞿卫

[关键词]：地铁PIS系统；车地无线技术；技术方案

引言

随着我国城市化进程的不断加快以及科学技术的不断进步，社会越来越关注地铁的舒适性、安全性、服务水平等。而地铁PIS系统不仅能为地铁乘客提供优质的视频讯息、新闻、到站信息等服务，还能对现场情况进行有效监控，避免发生轨道交通恶性事件[1]。随着现代高清视频的发展，对无线服务需求也不断增加，对车地无线服务系统性能提出了更高要求。所以，分析研究地铁pis系统车地无线技术方案，具有非常重要的现实意义。

1地铁pis系统概念

地铁pis系统是以计算机系统为核心，通过多媒体网络技术系统向广大地铁乘客提供各种信息服务的一种系统。该系统主要有控制中心子系统、网络子系统、车载子系统、车站子系统等，其中网络子系统又包括车地无线网络和有线网络[2]。通过地铁PIS系统能将列车信息、各类时间等信息在显示屏上直观显示出了，乘客可根据自身乘车需求，即时了解到地铁进站情况，以便及时乘车。同时利用地铁PIS系统还可随时接收并处理乘客的投诉以及故障报修问题等，大大提升了地铁的形象。

2地铁pis系统应用现状

随着计算机技术与WLAN无线通信技术的不断发展，使得地铁运营中的网络带宽不足等问题得到了有效改善，但现阶段仍然无法满足业务发展的需求。比如地铁PIS系统中的多媒体信息传输主要采用的是视频图形阵列信号，而该信号会受到传输距离的限制，很容易受到外界一些因素的干扰，导致显示器多媒体信息出现画面失真情况。同时，无线网络不稳定性很可能造成车载信息接收不完整，而造成这一问题的主要原因可能与地面无线和有线网络连接设备可靠性，和隧道AP与车载无线接收单元的网络连接等因素有关[3]。由于地铁运行过程中，大约每200米就需切换到下一个AP连接，而在切换过程中需重新进行网络连接与认证，这会导致其中存在50ms以内的网络连接发生中断，进而导致车地间传输的相关数据包发生丢失情况，显示器终端就会发生短暂的马赛克情况。假设地铁以每小时50km的速度行驶，那么大约每14s就会切换一次AP，导致在视频播放终端上周期性出现马赛克情况，难以保证视频播放质量。此外，如果隧道AP发生故障，或者车载无线单元发生故障，就会导致车地间的通信发生中断，进而造成图像播放出现中断情况。

3地铁PIS系统车地无线技术方案优化对策

3.1外界抗干扰的策略

第一，针对同频抗干扰，可在列车每个方向上的每一个车站区间设置AP设备，且保证AP设备间距约200米，并运用定向性好的天线，提升信息传输的性能，防止信号出现无效泄漏。通过这种方法实现无线信号的连续覆盖，从而消除同频干扰的影响。第二，针对相邻AP之间的干扰问题，可根据地铁实际的情况，科学设计相邻AP间的重叠区域，以降低相邻AP干扰影响。第三，针对多径干扰，可通过采取分极天线来降低多径干扰对系统的影响，也就说对每个车载无线单元配置双天线，通过对比两个天线接收信号质量的优良，择其较好的进行接收，在一定程度上能解决多径干扰问题带来的影响。也可在列车轨旁和车载部分运用定向天线方法解决多径干扰问题，由于定向天线发射角度小，在隧道中所产生的反射就会减少，就能有效降低多径干扰的影响。第四，在轨旁布设AP时，应遵循可视距离原则，结合工程实地勘测来调整具体的部署位置，尤其是线路交叉区域、共线区域以及高价区域，应根据实际勘测结果确定布置位置。在布设AP点时，还需避开隧道内的隔断门位置和抽风机位置，避免对无线信号曹正阻隔以及反射影响。

3.2保证地铁PIS系统无线传输系统可靠性的策略

地铁有关部门可从地面、地铁自身两个个方面稳定PIS系统无线网络的引用，确保无线信息传输的完整性以及可靠性。首先，可通过运用无线视频流重传技术来有效解决由于AP切换中而导致的网络短暂中断问题。也就说当经过控制中心将列车发送数据包的时候，列车需在接收到数据包后立即向控制中心发送验证数据包，若控制中心未接收到返回验证数据包，就会再次发送。通过这种方法，保障信息传递过程中的完整性。但采取此方法会造成播放终端的播出时间延迟，出现图像暂时定格现象。对此，可采取增加缓存方法确保视频播出的顺畅，并很好保证了图像播放质量。而缓存大小又是急需解决的又一问题。缓存时间的选择，还需将AP的单点故障考虑进去，在一定运行速度下，AP单点发生故障，通过加大缓存就能使地铁在无信号的某段区域内行驶过程中也可以播放缓存的信息。所以，缓存信息可提供1个AP的信息量。

其次，在列车的车尾部和车头分别配置一套车载无线单元，以解决因车载无线单元发生故障而导致播放图像中断问题。由于列车在运行过程中，列车的车尾无线单元和相连的AP渐行渐远，其信号也会随之越来越弱，在到达新AP点之后，检测到了更强的AP后无线单元就会进行切换，这就说明列车车尾具有更好的无线网络切换性能，所以，应将车尾设备作为主用设备，而将列车车头设备作为备用设备，并将两者的车载无线单元和控制中心保持同时连通，在列车反向行使时，主备用设备可进行切换。就可很好保证网络的顺畅，避免出现图像播放中断问题。如果车头和车尾的均无法连接无线网络，可先用缓存信息，当缓存信息用完后，可通过车载视频控制器将一些预制的公益片、宣传片等视频自动进行播放，确保播放不出现中断。

3.3地铁PIS系统发布功能扩展的对策

当前地铁车站区域存在很多多媒体触摸和查询设备，为进一步发挥其作用，可增加导向功能，比如在触摸查询设备中增设嵌入式打印机，技能为地铁乘客提供乘车路线查询，又能记录乘客的出行方案，无需乘客自备笔与纸，也无须使用手机，通过系统打印功能就能根据乘客需求打印出出行方案，比如出行示意图、出发达到的相关说明、图解文字等，同时也便于携带，促进多媒体触摸查询设备的功用发挥出最大效果[4]。也可增加无线交互功能，可在地铁服务区域内设置无线服务接口，通过WiFi和手机蓝牙等就可和多媒体触摸查询设备进行连接，为地铁乘客大大节约排队等待时间，加快地铁服务效率和运输效率。另外，地铁可利用计算机技术和无线通信技术，整合城市内的公共交通方式，并实现合理共享，通过无线服务接口、客户端形式等，为乘客提供更高层次的服务，极大提升信息的附加价值。地铁部门也可增设面向全网络的运营管理功能，将计算机作为控制中心，以系统软件实现可视化，根据不同情况实时作出响应，实现智能化管理，

结语：

综上所述，地铁PIS系统是地铁运营部门直接面向乘客的一个服务平台，随着当前乘客对列车的安全性、舒适性等的要求越来越高，对PIS系统车地无线技术提出了更高要求。所以，地铁行业必须对地铁PIS系统车地无线技术进行进一步的分析与研究，探索车地无线技术方案优化方案，以便更好满足地铁环境要求、运营要求、安全要求以及技术要求，提高地铁服务质量和运营水平，更好为乘客提供信息服务，保证列车的正常运营。

【参考文献】

[1]丁祎.地铁PIS系统的功能分析及其实现[J].住宅与房地产,2015(22):59.

[2]谢卫华.地铁PIS系统中无线局域网技术的应用分析[J].中国新通信,2015,17(20):52-53.

[3]王丽.地铁乘客信息系统车地无线技术方案探讨[J].中国新技术新产品,2014(07):17.

[4]彭耿林.地铁PIS系统中WLAN技术与应用[J].技术与市场,2012,19(03):37-38.