基于漏泄波导管的CBTC数据通信子系统设计

摘 要：数据通信子系统（DCS）是一个专有通信系统，由数据传输系统（DTS）和车-地通信系统（TWC）构成，提供控制中心、轨旁、车载子系统的设备之间的双向、可靠、安全的数据交换。DCS子系统的骨干网采用HIPER-Ring技术组成高可靠性的工业级环网，无线通信采用ISM2.4G开放频段的专用车地无线传输网络。

关键词：漏泄波导管；数据通信子系统；数据传输；车-地通信

0 前言

DCS子系统主要由以下两部分组成：数据传输系统（DTS），DTS是数据传输网络，用于为信号系统提供专有有线信息传输，为中心与车站之间、车站与车站之间、控制中心设备之间、车站设备之间提供信息的高速通道，确保信息的安全、可靠、及时传输。车-地通信系统（TWC）是目前比较先进的用于地铁数据传输的系统技术，在这个系统中可以实现对地铁列车、地面指挥通信人员的有效沟通联系，实现对通信数据的高效的可靠的传输，实现列车与地面的无线数据通信。本设计中采用的车地无线传输网络已经某地铁2号线、机场线成功运用。DCS系统网络由三层网络构成，从下至到上分别为冗余TWC无线网络、区域内冗余、控制中心、DTS骨干网及DTS局网冗余。每一层网络自成一个或多个独立冗余环网。每一个冗余环网都是双网结构，任何一台网络设备均接入两个环内。此种结构可以保障假如某一个网段因为损坏而无法通讯，网络设备也可以通过另一个网段进行通讯。

1 数据传输系统（DTS）

数据传输系统（DTS）网络按照性能和功能要求，分为区域DTS局域网、DTS骨干传输网和控制中心局域网三个子网络。在这个通信数据传输系统中，首先是ATC专用网络，在这个专用数据传输网络中，提供良好的数据专线传输服务，实现系统和数据的安全性能，可以很好的实现对数据的加密和隐私，对于地铁列车的数据通信传输中的系统来说，如果在数据传输的过程中出现数据交换的故障或出错，那么就可以通过其他的或冗余的通信传输网络进行数据传输的切换，这个过程就是数据传输网络的生成树的快速收敛，这样就可以实现网络冗余，并且可以自动激活其他的交换设备，在这个过程中数据通信的防火墙也可以实现冗余的方式，按照上述的需求进行相关的配置，对于系统其的具体的配置原理如附图所示：

2 车地通信系统（TWC）

CITYFLO 650 自动列车控制系统（ATC）是一种基于无线通信的列车控制系统（CBTC），车地通信（TWC）以无线通信作为传输手段。通过该系统，特定格式的数据信息能够在一定的传输速度和容错率下进行双向传输。在TWC系统中，数据传输采用以太网并基于无线通信信道（2.4GHZ）传输。TWC通信子系统设备由以下设备组成：

（1）无线通信处理器：在这个部分其主要的功能是进行RATP的信息的接收和处理，对数据其的正确性进行检测，确保其数据的可靠和准确。

（2）TWC核心机柜：在这个部分其主要的功能是进行数据的传送，实现网络数据信息的冗余。

（3）RAP：在这个部分其主要功能是进行无线信号的接入和处理，并且构建出环形的网络和信息，使得数据信息可以在环形网中即便出现故障也可以完成相关数据的传送。

（4）功率分配器：对于其中的接入点进行处理，实现不同的接入点的连接，这样就可以对各个节点进行电源的监督，保障电源的有效供应。

（5）泄漏波导管：在这个部分其主要的功能是进行车载信号设备的处理，对于其进行信号的载波传送。

车载设备可以接收额定电源为+12 到+32 VDC的宽范围输入，超出此范围时，可以根据需要使用一台DC-DC的变压器进行直流电压转换输出。车载无线单元与轨旁无线接入点（RAP）中的轨旁无线收发单元只是初始配置不同，在硬件上完全一样。典型车载无线单元配置有2个车载天线。通过车载无线单元中内置的天线转换器对连接天线的2个端口进行选择以激活相应的天线。

3 结语

论文完成了数据通信子系统DCS的设计，设计基于漏泄波导管的车地通信网络，并在设计中着重考虑轨旁无线接入点RAP的布置、WLAN标准的选择、漏谢波导管的覆盖范围、车载天线和桂旁天线的类型等因素。

参考文献：

[1]魏赟，鲁怀伟，何朝晖.基于802.11协议的CBTC系统数据通信子系统的探讨，铁道学报，2013（04）.

[2] 廖大强，邹杜，印鉴. 一种基于优先级的网格调度算法[J]. 计算机工程， 2014， 40（10）： 11-16.