关于城市轨道交通概论论文
从小学、初中、高中到大学乃至工作，大家都写过论文吧，论文是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。那么你有了解过论文吗？以下是我为大家整理的城市轨道交通概论论文，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。
[摘要] 随着城市化和机动化进程的不断加快，交通拥挤正迅速成为制约我国城市发展的重要问题之一。从城市交通的现状出发，阐述轨道交通的特点，讨论城市建设中轨道交通系统在环保、快捷、安全等方面的巨大优势。
[关键词] 轨道交通 地铁 轻轨 可持续发展
现代城市交通的发展促进了社会生产力的大进步，满足了人们日益增长的交通消费需求，促进了城市的繁荣，给人类带来了巨大的财富。但同时道路拥挤、事故频发、大气及噪声污染、能源紧张等问题也相应而来。由于现代城市居民的出行和人口流动，在一天的高峰时间里，客流高度集中、流向大致相同的现象很普遍，而仅仅依靠车辆运输已很难适应现代客运交通的需要，尤其是在大城市和一些迅速崛起的中等城市。
国外大城市交通发展的经验也证明，单靠路面交通不可能从根本上解决城市交通问题，我国高度密集的城市居住人口和有限的道路空间资源，决定了我国要优先发展“人均占用道路空间资源最少、能耗和污染最低”的城市轨道交通系统。重点发展以快速轨道交通为骨干的城市公共交通网络新体系势在必行。
一、城市轨道交通工程的特点
城市快速轨道交通系统（地下铁道、轻轨）属于集多种、多专业于一身的复杂系统。近百年来世界上许多大城市的发展经验告诉我们，只有采用快速轨道交通系统作为公共交通的骨干网络，才能有效地解决城市交通问题。
1、城市轨道交通提供了大容量运输服务的方式
城市轨道交通提供了资源集约利用、环保舒适、安全快捷的大容量运输服务方式，它与城市其他交通工具互不干扰，具有强大的运输能力、较高的服务水平、显著的资源环境效益，是解决特大型城市交通问题和可持续发展的根本出路。
2、轨道交通集约化的交通方式
轨道交通不仅提供高效、优质的公交出行服务，而且是一种集约化的交通方式，节约能源和土地资源。大城市机动化进程加快，简单的阔路增车方法已无法解决城市交通问题，公交专用道的潜在利用能力毕竟有限，个体分散交通对土地资源利用的效率低下也是有目共睹的，中央商业区土地资源可提供的地面交通供给正逐渐耗尽，利用开发宝贵的地下空间资源，提供新的交通供给，以缓解地面空间资源紧张状况，支持城市的持续发展。
3、城市轨道交通是巨大的综合性复杂系统
（1）建设规模大，一个城市的轨道交通线网一般有百余千米至数百千米。
（2）技术要求高，几乎涉及到现代土木工程、机电设备工程所用高新技术领域。
（3）项目投资大，每千米造价达3—4亿元。
（4）建设周期长，单线建设周期要4—5年，线网建设一般要30—50年。
（5）参与单位多，有成百上千家。
（6）信息海量。建设、运营过程中所产生的信息量很大，处理工作非常繁重。
（7）系统复杂，要考虑轨道交通与其它交通方式、城市发展的关系，考虑轨道交通线网布局、建设次序、资源共享的关系，考虑到轨道交通工程策划、建设、运营、资源利用的关系等。
二、快速轨道交通和其他交通方式比较的优势
目前，中国城市交通需求正在持续增长，而经济增长和收入增加将对未来的城市交通需求起到一种推波助澜的刺激作用，从而导致环境污染恶化和土地消耗增加以及城市交通阻塞。
城市社会经济的发展需要安全、高效、清洁、经济的城市交通运输系统；城市居民生活质量的提高需要安全、方便、舒适、快捷、低价的公共交通服务；城市环境的改善需要有利于环境改善的交通政策。因此，城市交通发展目标必须与城市社会的经济发展目标相协调。
以轨道交通为基础的运输系统与其竞争的模式相比具有较大技术优势：较大的`运量，有效的土地利用，每人公里较低的能量消耗和环境污染。环境是现代社会十分关注的问题，由于城市轨道交通一般采用电力牵引和大运量、集中化运输方。因此，每运送一位乘客所产生的污染大大低于其他交通方式。
此外，轨道交通的发展轴作用可引导城市形态的变化，有助于实现商贸的聚集效益。它是特大城市及其交通可持续发展的必然选择。
三、轨道交通系统与交通方式比较的优势
（1）改善城市环境。用轨道交通替代公共电汽车成为大众通勤工具的首选，由于减少在市中心运行的轿车和公交汽车的数量，将在很大程度上减少城区汽车尾气的排放，改善空气质量。国外研究表明，轨道交通单位运输量的二氧化碳排放量仅为小汽车的10%和公共汽车的25%；
（2）大大地缓解交通拥挤。轨道交通还是一种运量大的交通工具，国外许多大城市轨道交通承担的客运量占全部客运量的―半甚至80%以上。地铁每小时单向运送能力为3～6万人次，轻轨为2～2、5万人次，而公共电汽车为2 000～5000人次。
（3）提高了交通的安全性，轨道交通的安全性要比轿车和公交汽车的安全性高出若干倍；
（4）方便快捷的轨道交通系统，将提高市民的流动性和机动性；
（5）交通可达性的改善必然使沿线城市地价上涨，提高沿线物业及房地产开发价值；
（6）带动轨道交通沿线的旧城改造和新城区的开发。由于轨道交通可以为中长距离的通勤问题提供快速和低成本的工具，因而，城区居民将沿轨道线向城郊扩散；
（7）轨道交通系统的建设、运营与维护，将拉动内需，创造新的就业岗位；
（8）轨道交通的发展轴作用有助于实现商贸的聚集效应，使城市形态发生变化，资源分配降更加趋向合理化，助于推动产业结构和消费结构的升级。
总之，通过对轨道交通与其他几种常见的出行方式的比较分析，我们发现，快速轨道交通相对于公共汽车、私人汽车、自行车等大众交通工具而言，具有运量大、低污染、低噪音、低能耗、高速度、低成本、占地少、舒适、全天候等得天独厚的优势，是其他交通方式无法替代的。在大城市特别是特大城市我们应当构筑以轨道交通为骨干的一体化综合城市运输体系，才能解决城市的交通拥挤问题，为城市的可持续发展提供保证。
四、轨道交通系统给一个城市或地区所带来的利益
由于轨道交通系统快捷、准时、舒适，乘客将更加愿意乘坐，并将吸引原先乘用轿车和自行车以及步行者，从而提高客运量。尤其如能争取乘坐私家车的乘客，将可缓解道路交通给环境所造成的压力如噪音、废气的排放和道路用地等，提高道路安全性，在不损害人员流动的情况下有助于减少市中心的交通压力。
大力发展轨道交通，对于提升城市结构，解决城市发展中面临的经济与社会矛盾，实现可持续发展战略，具有特别重要的意义。
城市轨道交通的论文
城市轨道交通是城市公共交通的骨干，具有节能、省地、运量大、全天候、无污染（或少污染）又安全等特点，属绿色环保交通体系，特别适应于大中城市。下面我们来讨论一下城市轨道交通的论文吧。
一、TD-LTE主要技术优势
目前,国内已建成的轨道交通信号系统车地通信和PIS车地通信采用802.11标准的无线局域网传输技术。专用无线调度广泛应用窄带无线数字集群技术,TETRA就是典型的代表。TD-LTE技术相比WLAN+TETRA网络具有众多的优势,更适合轨道交通多业务宽带无线通信承载。
1.1抗干扰能力强
从工作频段的情况来看,国内主流的WLAN采用的是2.4GMHz、共计80MHz的带宽,每个信道的带宽为22MHz,完全不重叠的信号仅有3个。这意味着在隧道区间内AP有效的覆盖距离仅有200m左右,故地铁采用WLAN+TETRA技术实现CBTC、专用无线调度及PIS系统显然会对安全运营带来不确定的因素。相比WLAN网络,LTE有着完善的抗干扰技术,采用正交频分复用技术即OFDM具有完善的'编码、重传和IRC(干扰抑制合并)机制,拥有毫秒级的调度机制,可根据干扰情况动态调度资源。
1.2传输速率较高
较高的传输速率,可满足高速移动及大容量网络传输的要求。802.11b采用2.4GHz频段,可支持11Mbit/s的共享接入速率;802.11a工作在5.8GHz频段,其速率高达54Mbit/s。但是,在快速移动下,系统需要很大的控制信息开销来克服由于移动带来的频移、衰落等,不能很好地满足移动的要求。TETRA满足语音通信和28.8Kbit/s的无线数据传输需求,但是面对着越来越多的视频信息等传输需求,窄带无线集群技术已经不能胜任。LTE在20MHz频谱带宽上能够提供下行100Mbit/s、上行50Mbit/s的峰值速率,能够为350km/h高速移动用户提供接入服务,并同步支持语音、视频、数据传输,完全可与PIS、信号车地无线共享网络。
1.3网络结构简单
LTE以分组域业务为主要目标,取消了电路交换域,趋近于典型的IP宽带网结构,意味着网络架构与目前WLAN类似。LTE结构简单,维护方便,系统时延较小。同时,无线融合技术方案取代了各系统分设的大量的区间设备,能够净化安装空间。
1.4QoS保证
WLAN二元安全架构对应3个物理实体,AP无独立身份,易受攻ji,无法保证安全。LTE拥有9级QoS算法,带宽基于业务需求按需分配,在与PIS、无线列调等系统共用网络时,可以最大程度地保证CBTC带宽需求。
1.5技术日渐成熟,商业化程度也较高
LTE网络已经在全球应用,中国移动率先在中国部署LTE网络提供公众服务,国内主要LTE供货商均可提供成熟可靠的产品。采用LTE技术,尤其是采用具有完全知识产权的TD-LTE无线宽带集群技术,将是我国城市轨道交通车地无线系统融合的最重要选择。
二、轨道交通各系统的功能需求
2.1专用无线调度系统
采用专用无线调度,实现了轨道交通固定用户与移动用户之间的语音、数据信息、视频信息及附属网管信息的传输和交换。专用无线调度分为了行车调度、维修调度、环控调度及车辆段/停车场无线调度4个部分。按照一个TD-LTE小区并发10路无线通话考虑,包括选呼、组呼、全叫和紧急呼叫的任何一种呼叫形式,每路呼叫带宽需要32Kbit/s,10路并发需要320Kbit/s,同时在一个小区内要有1~2路的视频通话,传输的带宽按照384Kbit/s考虑。
2.2乘客信息系统
PIS车地无线通信主要指控制中心向运营车辆下发一些视频和各类文本信息等,为下行业务。在列车正常运营情况下,每列车可接收1路高清晰数字视频信息,视频编码采用MPEG-2、MPEG-4或H.264格式,每路占用带宽一般为4~6Mbit/s。
2.3列车视频监视
列车视频监视业务主要指运营车辆将列车内实时视频监控图像传输至控制中心,为上行业务。在列车正常运营情况下,轨道交通内的运营人员以及地铁公安分局人员,利用视频监视等设备接收、观看列车内实时视频监控图像,图像的压缩格式宜采用MPEG-4或H.264等。一般情况下,每节车厢内设置2台摄像机,首尾司机室各设置1台摄像机。6辆编组列车共14路视监视频信息,控制中心根据需要可实时随意调看其中2~4路图像,每列车通过无线系统将图像信息上传至车站,再经主干网络传到控制中心。按每路视频图像占带宽1.5Mbit/s考虑,视频业务需要6Mbit/s以上带宽。
2.4信号系统车地通信
信号系统的车地通信可以保证列车和乘客安全,是实现列车运行高效、指挥管理有序的手段。信号系统具有安全性高、通过能力强、较好的抗干扰能力、可靠性高、自动化程度高、限界条件苛刻等特点,其车地通信主要为CBTC业务,系统需要占用100Kbit/s的上下行带宽。
2.5车辆检测信息及列车FAS信息
能为传送列车车辆内部温度、烟度、有害气体浓度和列车轴温、实时车速等环境信息提供通道,以便中心对列车进行监控;信息传输需要带宽不超过200Kbit/s。提供列车FAS火灾告警信息的传输通道,满足中心对列车火灾信息的监控。信息传输需要带宽不超过100Kbit/s。各业务实时性及带宽需求。在列车高速运行的情况下,车地无线系统要保证无线网络的带宽(下行大于8Mbit/s、上行带宽大于7Mbit/s),以满足运营指挥的需要。基于目前主流LTE设备技术情况,需申请10MHz以上专用频段(含保护频段),才能满足上述车地无线业务的需要。此外,通过LTE系统提供的宽带无线环境,在带宽允许的情况下,还可支持未来各类无线业务的扩展。例如,实现各类专用移动终端的无线通信业务,包括维修系统的无线维修终端、综合监控系统的无线监控终端等,保证各类业务的终端灵活化,满足现场维修、监控、指挥等业务需求。
三、TD-LTE解决方案
基于TD-LTE技术的城市轨道交通无线通信系统融合解决方案应用网络架构。整个应用系统依场所设置分为3个子系统,分别为控制中心子系统、车站/车辆段及停车场子系统、车载子系统。下面分别简要论述3个子系统组成及功能。
3.1控制中心子系统
控制中心子系统是该融合解决方案专用系统的核心,主要包括LTE核心网设备、无线调度业务服务器DSS,信号系统ATS服务器、CCTV和PIS等业务应用服务器、网络管理系统(含网管终端及打印机等)及TD-LTE基站设备等。TD-LTE基站设备用以实现控制中心的室内覆盖,TD-LTE核心网EPC向上和各类业务控制平台CCTV中心、PIS系统、信号系统等连接,无线调度业务服务器DSS可提供专业的无线集群调度业务。同时,在控制中心调度大厅,设置行车调度、防灾调度、维修调度台及录音设备等。
3.2车站/车辆段及停车场子系统
车站内主要安装TD-LTE基站设备,包括BBU、RRU。基站设备可以实现本车站的站内覆盖,也可以通过漏泄同轴电缆对线路区间进行覆盖,并可以通过RRU实现拉远覆盖。在沿线各车站值班员处设置车站固定电台,给移动作业人员配备便携台。在车辆段及停车场通信机房内设BBU,RRU设备和天线均安装于机房楼顶的天线杆塔上,对于封闭空间等弱场区需增加RRU进行覆盖。在车辆段/停车场信号楼内设置行车调度台,在检修库内的运转排班室内设置运转调度台。另外,给车辆段/停车场的移动作业人员配备便携台。
3.3车载子系统
车载子系统布置在每列车前后的司机车室内,为司机提供专业的无线集群调度通信。集群车载台采用与TAU共用车载天线的方式。TD-LTE车载终端(TAU)部署在列车编组的前后司机车厢内,其车载天线安装在司机车厢外侧,并尽量保证与泄漏保持视距,TAU通过以太网接口与车内交换机连接,实现TAU与车内数据业务的信息交互;车内采用以太网环形组网,各车厢通过车载交换机互联。车厢内的闭路电视监控信号通过TAU、经LTE上行回传到控制中心,PIS的流媒体信息则通过TAU、经LTE下行传送到车内的PIS车载服务器上。单列编组前后司机车厢各部署一套TAU,两套TAU以主备方式工作。
四、结语
城市轨道交通无线通信系统承载着语音、视频、数据等多种业务,随着线网和用户需求的增多,专网通信从窄带、独立设置的无线通信向着各业务融合一体的宽带无线通信网发展成为技术发展的趋势;TD-LTE技术方案作为城市轨道交通车地无线综合平台是可行的,将成为发展的主流方案。同时,为了保证轨道交通无线通信的安全性和可靠性,拟采用TD-LTE无线通信承载网的轨道交通建设城市需尽早进行专用无线频段的申请,以便为今后业务的实施及拓展创造有利条件。
