基于高速无线网络的地铁数字信息平台研究

摘要

近年来，国内地铁高速发展，很多城市已经从单条线路运营进入到线网化运营的时代。本文试图利用地铁数字信息平台的框架来解决线网化及信息化背景下地铁运营公司需要面对的诸如乘客体验不一致、线路设备重复投资、运营信息不透明等问题。
　　文章首先分析了现有无线车地通信方案在地铁隧道环境下的技术指标及应用现状，确定了采用TDD-LTE技术作为地铁数字信息平台车地无线通信方案，并详细设计了在地铁内部署LTE系统的方案，包括系统架构、信号覆盖方案、系统切换设计等内容。由于目前全世界应用LTE技术商业化运营的地铁线路只有一条，即2013年底开通的郑州地铁一号线，其LTE方案只提供了乘客信息系统及车载视频监控业务的无线传输，而列控信号的传输仍然采用传统的WLAN无线网络，所以本文还对LTE技术能否一网承载所有车地无线通信业务特别是CBTC业务做出了分析。
　　有了高速无线通信网络的支持，本文提出和设计了地铁数字信息平台的服务框架，通过建立OIC运营信息中心来负责线网内运营信息数据的整合与处理，形成运营信息数据库。根据需求设计了平台与地铁内自动化系统的接口，整理了地铁内信息的流转过程，提升地铁运营公司的管理水平。同时，研究了如何利用微博等新媒体拓展传统的运营信息发布渠道，扩大运营信息的透明度及覆盖面，给乘客带来更便捷的出行体验，同时，提升运营公司对于突发紧急事件的处置能力。
　　最后，针对地铁数字信息平台内的关键技术，选取了一个基于运营信息数据库的二次开发的例子进行仿真，成功实现了预期功能，从侧面印证了平台的可行性及先进性，为今后地铁数字信息平台的推广奠定了一定的理论和实践基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外相关技术研究及应用现状

1．2．1 乘客信息发布系统

1．2．2 地铁车地无线通信技术

1．3 论文研究内容和组织结构

第2章 地铁车地无线通信方案设计

2．1 地铁车地无线通信功能需求

2．2 地铁车地无线通信带宽需求

2．3 常用地铁车地无线通信方案

2．3．1 数字广播电视技术

2．3．2 WiMAX技术

2．3．3 WLAN技术

2．3．4 LTE技术

2．4 地铁数字信息平台车地通信方案选择

2．5 LTE车地无线通信方案设计

2．5．1 地铁专用LTE无线技术指标

2．5．2 系统软硬件需求

2．5．3 系统总体架构

2．5．4 LTE信号覆盖方案

2．5．5 系统切换设计

2．5．6 LTE系统对CBTC业务的承载

2．6 本章小结

第3章 地铁数字信息平台

3．1 地铁数字信息平台构想

3．2 新媒体在地铁数字信息平台中的作用分析

3．2．1 新媒体与新媒体渠道

3．2．2 国内地铁运营公司微博数据分析

3．2．3 案例基本情况

3．2．4 新媒体在案例事故处理中的作用

3．3 建立地铁数字信息平台的必要性

3．4 建立地铁数字信息平台的可行性

3．4．1 技术可行性

3．4．2 管理可行性

3．5 建立地铁数字信息平台的经济性

3．6 地铁数字信息平台创新性

3．6．1 创新的交互方式

3．6．2 全新的信息发布体系

3．6．3 数据的深度挖掘

3．6．4 管理体系的创新

3．7 本章小结

第4章 地铁数字信息平台设计

4．1 平台架构设计

4．1．1 乘客信息系统单线运营特征

4．1．2 平台管理架构

4．1．3 平台系统功能结构

4．2 平台硬件部署方案

4．3 平台标准体系建设

4．3．1 平台物理层标准体系

4．3．2 平台传输层标准体系

4．3．3 平台应用层标准体系

4．4 平台时钟同步

4．5 平台信息采集

4．6 ATS系统接口设计

4．7 AFC系统接口设计

4．7．1 线网数据接口设计

4．7．2 分时数据接口设计

4．8 平台消息调度算法

4．8．1 信息源的优先级设置

4．8．2 优先级调度算法设计

4．9 本章小结

第5章 平台信息处理流程仿真

5．1 基于分时数据的客流预警设计

5．2 基于分时AFC数据的客流预警仿真平台搭建

5．3 AFC分时客流数据发生器仿真

5．3．1 模块流程设计

5．3．2 客流数据发生器的实现

5．3．3 异常数据的产生

5．4 运营信息库的仿真

5．4．1 数据库规模

5．4．2 数据库表结构

5．5 接口服务器仿真

5．5．1 Socket连接的建立

5．5．2 使用Socket连接传输报文数据

5．5．3 Socket连接的释放

5．5．4 接口服务器报文处理

5．6 分时客流预警模块仿真

5．6．1 客流状态实时显示

5．6．2 客流预警功能的实现

5．7 仿真程序运行结果分析

5．8 本章小结

结论

致谢

参考文献