一、引言
目前，廣州地鐵各控制中心能實現(xiàn)對車輛內部的視頻監(jiān)控、向列車發(fā)布信息等基本功能。而根據(jù)原設計，對于運行列車的各種車輛信息上傳，必須經(jīng)由專用無線數(shù)據(jù)車載臺匯總至控制中心的專用無線集群主站設備，再通過數(shù)傳控制臺以及約定的接口轉交至主控系統(tǒng)，以供車輛相關維護人員使用。
但由于車輛信息數(shù)據(jù)量較多，且受專用無線數(shù)據(jù)車載臺的傳輸通道帶寬限制，導致暫不能實時上傳運行中的車輛的一些重要信息，如車輛狀態(tài)信息、與乘客相關設施動作信息、列車故障信息等內容。這些信息一方面有助于調度人員了解車輛狀態(tài)、組織列車運行、組織車站上下車客流等，另一方面也能為車輛維修提供一定幫助和指導。
本文將做以下研究，將車輛信息改由乘客信息顯示系統(tǒng)(英文簡稱PIDS,下文稱PIDS)車地無線通道上傳至控制中心。
二、現(xiàn)階段車輛信息上傳方式
1.車輛信息
車輛信息主要指能夠反映列車運行過程中各種狀態(tài)、性能、故障等情況的數(shù)據(jù)。由于列車是移動運行的，該數(shù)據(jù)可通過指定無線通道上傳至控制中心，供相關監(jiān)控及維護人員使用。
車輛信息主要分一類、二類、三類信息三種。其中一二類主要為列車狀態(tài)信息，數(shù)據(jù)量較小。
車輛三類信息作為一類和二類信息的擴展和補充，包含大量信息，主要包括故障記錄、監(jiān)控數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，可為車輛段維修人員及時鑒別故障特性和發(fā)現(xiàn)潛在故障提供支持和幫助，以便維修人員計劃維修活動、決定回段列車停放位置及決定參與處理故障的人員配備。若只通過數(shù)據(jù)量較少的一、二類故障信息進行大致判斷，將影響故障分析的準確性和及時性。
三類信息上傳的實現(xiàn)可以提高正線故障判定準確性以及維修管理作業(yè)效率，需要實時傳送回控制中心進行故障數(shù)據(jù)分析。因此，它屬于重要的車輛信息類型。
2.現(xiàn)階段車輛信息上傳方式
根據(jù)原設計，現(xiàn)階段廣州地鐵對于運行列車的各種車輛信息上傳，采用的是利用專用無線集群通信傳輸通道進行透明傳輸。其原理圖如圖1所示。
從圖1可以看出，車輛信息經(jīng)車輛系統(tǒng)通過RS422串口發(fā)往數(shù)據(jù)車載電臺，數(shù)據(jù)車載電臺再通過無線通信方式將數(shù)據(jù)通過專用無線集群基站上傳至控制中心主站設備，最后經(jīng)由數(shù)傳控制臺以及約定的接口轉交至主控系統(tǒng)并顯示，以供相關監(jiān)控及維護人員使用。
同時，也可以看到，在列車與主控系統(tǒng)中間的所有設備僅為透明傳輸通道，對車輛信息的內容不做任何修改。傳輸通道的帶寬直接影響著車輛將信息上傳至控制中心的效率。
三、現(xiàn)階段存在問題
1.車輛信息數(shù)據(jù)量大
車輛在正常運行情況下，一般產(chǎn)生一二類信息，該類信息數(shù)據(jù)量相對較小。一旦列車發(fā)生故障(車門、車鉤、轉向架、牽引、供電、供風、制動、輔助逆變器、空調等故障)，將會產(chǎn)生大量三類故障告警信息，該類信息數(shù)據(jù)量基本以MB計。
2.傳輸通道帶寬過窄
數(shù)據(jù)車載電臺的緩存僅為1KB,RS422串口傳輸速率最大為19.2kbps.
在實際實施過程中發(fā)現(xiàn)，一、二類報警信息由于數(shù)據(jù)量不大，通過專用無線傳輸通道可以實時上傳。
對于以MB級計算的三類信息，由于信息量太大，數(shù)據(jù)車載電臺僅能供1K字節(jié)傳輸帶寬，信息傳輸和數(shù)據(jù)還原存在較大的瓶頸。
3.占用專用無線集群通信信道資源
廣州地鐵專用無線集群系統(tǒng)的基站設備一般配置2個收發(fā)信道機，每個收發(fā)信道機配有4個信道，共8個信道。其中第1個信道為控制信道，其余7個信道可根據(jù)需要指配為語音信道或數(shù)據(jù)信道。專用無線集群通信系統(tǒng)的一個重要應用即為給地鐵線網(wǎng)內行車調度安全提供一套可靠、實時的語音調度指揮輔助設備。因此，為保障正常的列車運營及調度指揮，需充分保證語音信道的需求。
通過專用無線集群系統(tǒng)的通道進行透明上傳車輛信息時，無線基站必須分配一個信道資源用于數(shù)據(jù)通信，使得可用于語音通信的信道將相對減少。將可能導致無線信道不夠指配給需要使用語音通話(特別是司機和調度之間的語音通話)的無線用戶而導致無法使用語音通話的情況。
4.控制中心無法即時獲取車輛故障信息
在列車出現(xiàn)故障的情況下，由于產(chǎn)生的大量故障信息未能及時有效的傳遞至控制中心，車輛相關維修技術人員無法及時獲取現(xiàn)場故障情況以助指導現(xiàn)場故障處理人進行相應應急處理。這將可能因導致列車故障處理不及時從而影響客運疏導，給運營工作和公司形象帶來較大負面影響。[!--empirenews.page--]
四、車輛信息改用PIDS車地無線通道
上傳1.列車車地無線通信通道
在城市軌道交通行業(yè)，列車車地無線通信的通道大體可分以下幾種：專用集群調度系統(tǒng)車地無線通道、民用通信車地無線通道、PIDS車地無線通道以及信號系統(tǒng)車地無線通道。
民用通信車地無線通道屬運營商管轄，使用時需增加額外的高額費用。信號系統(tǒng)車地無線通道為信號系統(tǒng)設備專用，不適合兼做它用。PIDS車地無線通道多數(shù)為地鐵組建及維護。
2.PIDS車地無線通道
PIDS車地無線通道采用WIFI接入AP設備的方式。根據(jù)相關技術指標要求，有效平均帶寬應不低于10Mbps.其原理如圖2所示。
從圖2可以看到，PIDS車地無線通道也提供了一個可以連通列車以及控制中心的透明傳輸通道。只需通過增加PIDS與車輛以及主控系統(tǒng)相關接口，即可改用PIDS車地無線通道建立。
五、增加PIDS與車輛及主控系統(tǒng)接口(見表1)
六、兩種方式的比較
車輛信息經(jīng)由專用無線車地通道以及PIDS無線車地通道進行上傳至控制中心的相關比較，主要可以從表2所示幾點項目進行。
從表2的比較可以明顯看出，車輛信息改由PIDS車地無線通道進行上傳具有較強操作性，可解決目前遇到的車輛信息數(shù)據(jù)量過大，傳輸通道帶寬過窄問題。
七、結束語
專用無線集群通信系統(tǒng)是地鐵行車調度指揮的重要系統(tǒng)，主要為行車調度員及司機的語音通信提供保障。車輛信息是列車各種實時狀態(tài)及故障情況的集中反映，為控制中心相關監(jiān)控及維護技術人員參與列車故障處理提供了重要的輔助判斷信息。但由于專用無線車地通道無法滿足需求，經(jīng)過研究比較發(fā)現(xiàn)，改用PIDS車地無線通道不僅可替代專用無線車地通道實現(xiàn)車輛信息上傳至控制中心的功能，而且還更優(yōu)于專用無線車地通道。
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