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摘要：人类进入21世纪，我国经济迅速增长，城市建设步伐进一步加快，地铁的建设成为一个城市的重要标记，地铁能够顺利运行的最重要的平台就是地铁的通信系统，地铁的通信系统是一个十分复杂的系统，它的接口很复杂并且所包含的子系统也有很多，因此对地铁通信系统的可靠性的要求就是很高的了。本文便对地铁通信系统的组成及作用、地铁通信系统中传输子系统的新技术、地铁通信系统中时钟子系统的新技术以及地铁通信系统中广播子系统的关键技术四个方面的内容进行了详细的分析和探讨，从而简单的论述了地铁工程通信系统的相关技术。
关键词：地铁工程；通信系统；功能组成及相关技术
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
1地铁通信系统的组成及作用
地铁建设一个庞大的工程，涉及的东西很多，如通风与空调、信号、土建、车辆、排水与消防、电梯以及自动扶梯等都是其涉及到的因素，而怎样才能保证各个系统能够更加高效和安全的运营呢，那么地铁工程就必须具备一个十分可靠的通信系统，这个通信系统在地铁工程的作用是极其关键的，它是一切机电系统的基础。
地铁工程通信系统的主要组成部分有：广播子系统、时钟子系统、传输子系统、公务电话子系统、闭路电视监控子系统、光电缆线路以及电源及接地等。地铁工程的通信系统不但能够很好的调度列车运行和对列车的运行情况进行有效的管控，同时它还能为其他专业的技术平台提供各种信息，当地铁运行的过程中出现异常情况时，通信系统就能够快速的为事故处理或是防灾救援提供指挥，而作为地铁通信系统的技术支持的是计算机技术以及通信技术，随着这些技术的不断发展，地铁通信系统也必将逐步的完善。
2 地铁通信系统中传输子系统的新技术
传输子系统也是地铁工程中通信系统中很重要的组成部分，它主要的作用就是为地铁中的所有的机电系统铺设一条信息化的公路，传输子系统不但能够传输信息内容，如图像、语音以及数据等，同时它还能够为自动售检票系统、电力监控系统以及信号系统等其他的系统提供传输通道。在我国的地铁工程建设的过程中，传输子系统的选择并不是统一的标准的，传输子系统的选择有多种体制，其中最为常见的集中传输体制是：MSTP 传输网络、OTN传输网络、RPR 传输网络以及SDH+ATM传输网络等。
2.1 MSTP 传输网络
该方案以MSTP作为传输平台,各种业务通过相应的接入网设备(AN)接入传输网络。此传输网络在北京地铁1、2号线，上海地铁1、4、9号线得到了成功的应用案例。
MSTP作为一个标准的传输平台,能直接提供标准的E1、E3、STM-1等接口，如语音中继、无线基站等业务通过SDH的2Mb/s支路接口板直接传输。MSTP提供丰富的组网方式，适合的运用特点。本线的传输自成系统，又要与既有的地铁系统互联互通，能够通过标准接口与其他系统互通。利用SDH的自愈机制，组成的“二纤双向复用段保护环”，能够有效提高通信系统的可靠性，保障行车、防灾应急、人员疏散等需求。
对于城市轨道交通来说,很大一部分业务(如以太网及图像)要求采用共享总线式的信道传输,如果通信传输网络不能支持共享总线式的信道,而全部采用点对点信道传输,将大量占用传输网络带宽,增加设备投资。目前MSTP已具备了提供这种总线以太网的传输能力。
2.2 OTN传输网络
OTN传输网络作为一种专用网络设备,集成了多种用户接口,包括RS422系列数据接口、模拟话音接口、广播接口、E1接口、10/100Mb/s局域网接口及图像接口。对低速数据可实现点对点、点对多点及总线方式连接;对话音信息可实现点对点传输;能在传输网络中实现高质量的宽带广播信息的传输;在OTN网络中,监视图像有两种传输方式,一是采用OTN网络配套的图像编解码设备,在网络中以M-JPEG编码方式传输,二是以IP方式在网络中传输,图像编码方式为MPEG-II。
OTN也存在一些不足，如与其它体系的传输网络组网时互联能力较差。其次, OTN的传输制式特殊,为独家产品,设备国产化程度低，完全依靠进口。
2.3 RPR传输网络
RPR传输网络在具备了传输以太网比较经济特点的同时，帧封装比POS更为简化和更灵活，同时具有空间复用机制和50ms环自愈保护特性。基于RPR技术的设备可以承载具有突发性的IP业务，同时支持传统2M业务（电路仿真），是适用于城域网汇聚层到接入层的技术，主要面向用户数据业务的需要。由于RPR技术最适合解决数据业务，加之RPR环的容量利用率很高，因此采用RPR技术是很好的数据业务解决办法。但考虑到地铁通信系统内还需解决大量的低速数据和语音业务的传输，RPR设备对低速数据和话音的接入還需要接入设备综合引入，并且现今的RPR技术对于语音业务的处理能力以及Qos的保证与MSTP技术还是有一定差距。因此在现阶段应积极跟踪RPR技术的进一步发展。
2.4 SDH+ATM传输网络
传统SDH传输技术对各种业务有固定的信道，对业务的QoS完全保证，而不需要进行复杂的协议控制，特别适合于实时业务的传输。而轨道交通中需传输系统承载的公务电话、调度电话、无线音频、广播宽带音频、广播控制数据、时钟信息、闭路电视控制数据、电源监控数据、无线控制数据、信号ATC数据、电力SCADA数据、BAS/FAS数据、AFC数据、闭路电视监视系统等业务绝大部分都是实时性很强的业务，需对QoS有100%保证。
网络的带宽按需分配和业务按分组传送是ATM技术的显著特点，但ATM网络需复杂的网络流量等控制协议来保证实时业务的短时延和小抖动，ATM技术是否能够对地铁/轻轨中的这些实时业务有较好的QoS，还需实践证明。但目前ATM技术在轨道交通领域的应用已经不是主流技术方案，究其原因，除ATM技术本身的局限性外，可选择的高品质的专网ATM产品供应商也越来越少。 有实际应用的方案是采用ATM网络来传输闭路电视视频等其它宽带业务，其它业务采用SDH网络传输。
3地铁通信系统中时钟子系统的新技术
地铁时钟子系统的主要的组成部分有：中心设备、传输通道、子钟以及车站2级母钟等。而中心传输接口、监控系统以及中心母钟控制系统又组成了时钟子系统中的中心设备，而中心母钟控制系统又包括了切换模块、GPS 校准模块、工作时钟模块以及 CCTV 校准模块等。地铁通信系统中的时钟子系统主要具有的功能有：2级母钟的显示驱动功能、子钟显示功能、同步校时功能以及中心1级母钟的显示驱动功能。
3.1指针式子钟三个指针分控技术
这种技术是国外先进国家最新研制出来的一种指针分控技术，我国所采用的技术也是借鉴国外的这种技术的，这种技术具有很多的优点，如电接口与数显式子钟是绝对相同的，在上电之后能够自动的完成校准工作，能够非常快速的进行自动校准工作，安装和使用时不会受到传统指针的钟表具有局限性的束缚以及不存在追时现象等优点。
3.2 系统扩展性十分的先进
为了使系统具备更优的可靠性、稳定性以及先进性，应将中心母钟的电路设置接入到其它校时扩展接口处，中心母钟在通过中心接口时，就会向其他设备系统以及 2级母钟发出校时的信号，这里接口的类型和数量都是可以补充的，如果想要增加新的类型的接口，只需要增加相应的中心编码模块，是不会影响设备的其他的功能单元的。根据过往的操作经验，为了确保系统具备足够的可靠性，是可以采用主备两路的，当然这要求2 级母钟和中心母钟间的传输通道的资源是足够充足的情况下进行。
4 地铁通信系统中广播子系统的关键技术地铁通信系统中的广播子系统的主要作用是实现中心调度员以及列车的值班员对乘客的公共语音的广播功能，同时也可在乘客休息和候车时播放背景音乐，当车站出现火灾以及毒气等突发情况时，其也可以用作消防广播，帮助疏散人群。广播子系统的主要的组成部分有：广播控制盒、扬声器网、维护管理终端计算机、录音计算机以及设备机柜等部分组成。由于通信系统中的广播子系统的技术已经是相对成熟的，因此在实际的建设和应用中，我们最常见到的关键技术主要有环境噪声连续检测技术、数字化信号处理技术、MP3 同步压缩技术以及控制总线技术等。
5 结束语
通过以上的论述，我们对地铁通信系统的组成及作用、地铁通信系统中传输子系统的新技术、地铁通信系统中时钟子系统的新技术以及地铁通信系统中广播子系统的关键技术四个方面的内容进行了详细的分析和探讨。地铁工程建设后能够运转正常最重要的平台就是通信系统了，地铁通信系统包含的子系统很多，接口极其复杂，同时可靠性的要求也很高。除了传输子系统以及无线子系统的主要设备，我国地铁通信系统的设备已经具备了较高的国产率，但是这还是不够的，要想更好的降低地铁工程的建设成本，就应验发出更为先进，可靠性能更好的通信系统的子系统设备，只有这样，我国的地铁工程才能更快、更好的发展壮大。
参考文献
[1]王辉.地铁建设中通信系统关键技术探讨[J].城市轨道交通研究.
[2]崔建乐.城市地铁通信系统新技术探讨[J].现代城市轨道交通，2008.
[3]李棠之.通信网络技术[M].北京：科学技术文献出版社，2004.
[4]周德泽.计算机智能监测控制系统的设计及应用[M].北京：清华大学出版社，2006.
关键词：地铁工程；通信系统；功能组成及相关技术
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
1地铁通信系统的组成及作用
地铁建设一个庞大的工程，涉及的东西很多，如通风与空调、信号、土建、车辆、排水与消防、电梯以及自动扶梯等都是其涉及到的因素，而怎样才能保证各个系统能够更加高效和安全的运营呢，那么地铁工程就必须具备一个十分可靠的通信系统，这个通信系统在地铁工程的作用是极其关键的，它是一切机电系统的基础。
地铁工程通信系统的主要组成部分有：广播子系统、时钟子系统、传输子系统、公务电话子系统、闭路电视监控子系统、光电缆线路以及电源及接地等。地铁工程的通信系统不但能够很好的调度列车运行和对列车的运行情况进行有效的管控，同时它还能为其他专业的技术平台提供各种信息，当地铁运行的过程中出现异常情况时，通信系统就能够快速的为事故处理或是防灾救援提供指挥，而作为地铁通信系统的技术支持的是计算机技术以及通信技术，随着这些技术的不断发展，地铁通信系统也必将逐步的完善。
2 地铁通信系统中传输子系统的新技术
传输子系统也是地铁工程中通信系统中很重要的组成部分，它主要的作用就是为地铁中的所有的机电系统铺设一条信息化的公路，传输子系统不但能够传输信息内容，如图像、语音以及数据等，同时它还能够为自动售检票系统、电力监控系统以及信号系统等其他的系统提供传输通道。在我国的地铁工程建设的过程中，传输子系统的选择并不是统一的标准的，传输子系统的选择有多种体制，其中最为常见的集中传输体制是：MSTP 传输网络、OTN传输网络、RPR 传输网络以及SDH+ATM传输网络等。
2.1 MSTP 传输网络
该方案以MSTP作为传输平台,各种业务通过相应的接入网设备(AN)接入传输网络。此传输网络在北京地铁1、2号线，上海地铁1、4、9号线得到了成功的应用案例。
MSTP作为一个标准的传输平台,能直接提供标准的E1、E3、STM-1等接口，如语音中继、无线基站等业务通过SDH的2Mb/s支路接口板直接传输。MSTP提供丰富的组网方式，适合的运用特点。本线的传输自成系统，又要与既有的地铁系统互联互通，能够通过标准接口与其他系统互通。利用SDH的自愈机制，组成的“二纤双向复用段保护环”，能够有效提高通信系统的可靠性，保障行车、防灾应急、人员疏散等需求。
对于城市轨道交通来说,很大一部分业务(如以太网及图像)要求采用共享总线式的信道传输,如果通信传输网络不能支持共享总线式的信道,而全部采用点对点信道传输,将大量占用传输网络带宽,增加设备投资。目前MSTP已具备了提供这种总线以太网的传输能力。
2.2 OTN传输网络
OTN传输网络作为一种专用网络设备,集成了多种用户接口,包括RS422系列数据接口、模拟话音接口、广播接口、E1接口、10/100Mb/s局域网接口及图像接口。对低速数据可实现点对点、点对多点及总线方式连接;对话音信息可实现点对点传输;能在传输网络中实现高质量的宽带广播信息的传输;在OTN网络中,监视图像有两种传输方式,一是采用OTN网络配套的图像编解码设备,在网络中以M-JPEG编码方式传输,二是以IP方式在网络中传输,图像编码方式为MPEG-II。
OTN也存在一些不足，如与其它体系的传输网络组网时互联能力较差。其次, OTN的传输制式特殊,为独家产品,设备国产化程度低，完全依靠进口。
2.3 RPR传输网络
RPR传输网络在具备了传输以太网比较经济特点的同时，帧封装比POS更为简化和更灵活，同时具有空间复用机制和50ms环自愈保护特性。基于RPR技术的设备可以承载具有突发性的IP业务，同时支持传统2M业务（电路仿真），是适用于城域网汇聚层到接入层的技术，主要面向用户数据业务的需要。由于RPR技术最适合解决数据业务，加之RPR环的容量利用率很高，因此采用RPR技术是很好的数据业务解决办法。但考虑到地铁通信系统内还需解决大量的低速数据和语音业务的传输，RPR设备对低速数据和话音的接入還需要接入设备综合引入，并且现今的RPR技术对于语音业务的处理能力以及Qos的保证与MSTP技术还是有一定差距。因此在现阶段应积极跟踪RPR技术的进一步发展。
2.4 SDH+ATM传输网络
传统SDH传输技术对各种业务有固定的信道，对业务的QoS完全保证，而不需要进行复杂的协议控制，特别适合于实时业务的传输。而轨道交通中需传输系统承载的公务电话、调度电话、无线音频、广播宽带音频、广播控制数据、时钟信息、闭路电视控制数据、电源监控数据、无线控制数据、信号ATC数据、电力SCADA数据、BAS/FAS数据、AFC数据、闭路电视监视系统等业务绝大部分都是实时性很强的业务，需对QoS有100%保证。
网络的带宽按需分配和业务按分组传送是ATM技术的显著特点，但ATM网络需复杂的网络流量等控制协议来保证实时业务的短时延和小抖动，ATM技术是否能够对地铁/轻轨中的这些实时业务有较好的QoS，还需实践证明。但目前ATM技术在轨道交通领域的应用已经不是主流技术方案，究其原因，除ATM技术本身的局限性外，可选择的高品质的专网ATM产品供应商也越来越少。 有实际应用的方案是采用ATM网络来传输闭路电视视频等其它宽带业务，其它业务采用SDH网络传输。
3地铁通信系统中时钟子系统的新技术
地铁时钟子系统的主要的组成部分有：中心设备、传输通道、子钟以及车站2级母钟等。而中心传输接口、监控系统以及中心母钟控制系统又组成了时钟子系统中的中心设备，而中心母钟控制系统又包括了切换模块、GPS 校准模块、工作时钟模块以及 CCTV 校准模块等。地铁通信系统中的时钟子系统主要具有的功能有：2级母钟的显示驱动功能、子钟显示功能、同步校时功能以及中心1级母钟的显示驱动功能。
3.1指针式子钟三个指针分控技术
这种技术是国外先进国家最新研制出来的一种指针分控技术，我国所采用的技术也是借鉴国外的这种技术的，这种技术具有很多的优点，如电接口与数显式子钟是绝对相同的，在上电之后能够自动的完成校准工作，能够非常快速的进行自动校准工作，安装和使用时不会受到传统指针的钟表具有局限性的束缚以及不存在追时现象等优点。
3.2 系统扩展性十分的先进
为了使系统具备更优的可靠性、稳定性以及先进性，应将中心母钟的电路设置接入到其它校时扩展接口处，中心母钟在通过中心接口时，就会向其他设备系统以及 2级母钟发出校时的信号，这里接口的类型和数量都是可以补充的，如果想要增加新的类型的接口，只需要增加相应的中心编码模块，是不会影响设备的其他的功能单元的。根据过往的操作经验，为了确保系统具备足够的可靠性，是可以采用主备两路的，当然这要求2 级母钟和中心母钟间的传输通道的资源是足够充足的情况下进行。
4 地铁通信系统中广播子系统的关键技术地铁通信系统中的广播子系统的主要作用是实现中心调度员以及列车的值班员对乘客的公共语音的广播功能，同时也可在乘客休息和候车时播放背景音乐，当车站出现火灾以及毒气等突发情况时，其也可以用作消防广播，帮助疏散人群。广播子系统的主要的组成部分有：广播控制盒、扬声器网、维护管理终端计算机、录音计算机以及设备机柜等部分组成。由于通信系统中的广播子系统的技术已经是相对成熟的，因此在实际的建设和应用中，我们最常见到的关键技术主要有环境噪声连续检测技术、数字化信号处理技术、MP3 同步压缩技术以及控制总线技术等。
5 结束语
通过以上的论述，我们对地铁通信系统的组成及作用、地铁通信系统中传输子系统的新技术、地铁通信系统中时钟子系统的新技术以及地铁通信系统中广播子系统的关键技术四个方面的内容进行了详细的分析和探讨。地铁工程建设后能够运转正常最重要的平台就是通信系统了，地铁通信系统包含的子系统很多，接口极其复杂，同时可靠性的要求也很高。除了传输子系统以及无线子系统的主要设备，我国地铁通信系统的设备已经具备了较高的国产率，但是这还是不够的，要想更好的降低地铁工程的建设成本，就应验发出更为先进，可靠性能更好的通信系统的子系统设备，只有这样，我国的地铁工程才能更快、更好的发展壮大。
参考文献
[1]王辉.地铁建设中通信系统关键技术探讨[J].城市轨道交通研究.
[2]崔建乐.城市地铁通信系统新技术探讨[J].现代城市轨道交通，2008.
[3]李棠之.通信网络技术[M].北京：科学技术文献出版社，2004.
[4]周德泽.计算机智能监测控制系统的设计及应用[M].北京：清华大学出版社，2006.