IEEE联合70家公司订定铁路交通专属无线通信标准

上网时间: 2014年09月16日? 作者:William Albano? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:铁路交通? 无线通信? IEEE标准?

2008年9月12日,一列Union Pacific的货运列车与一列Metrolink通勤列车在美国加州洛杉矶的Chatsworth区发生相撞意外,造成25人死亡、135人受伤;据说 当时Metrolink通勤列车闯了红灯,进入一条已授权Union Pacific列车单向行驶的铁道,两辆列车迎头相撞时的行驶速度约为每小时40英哩(mph,约60公里)。

因为这起事故以及事后的调查结果,美国国会通过了一项法案,强制要求各家铁路公司需布署主动列车控制系统(positive train control,PTC);此系统的目的在于避免列车相撞,执行速度限制,为铁路工作人员提供安全保障,同时避免错位开关切换(misaligned switches)导致的行动。该法案规定,所有美国的Class I等级货运列车与客运列车经营者,都要在 2015年12月31日以前完成PTC的布署。

此外,该法案也要求各种PTC通讯系统之间须具备互操作性,也就是在任何一条铁道上的列车头,都能使用相同的控制系统在任何一条其他铁道上运行;不过到目前为止,该法令并未强制要求完成互通的通讯协议标准之订定。

IEEE联合70家公司订定铁路交通专属无线通信标准_《国际电子商情》美国洛杉矶Chatsworth火车相撞事故现场照片 (来源:路透社)_1
美国洛杉矶Chatsworth火车相撞事故现场照片 (来源:路透社)

在IEEE旗下有一个PTC研究小组在2011年11月成立,为的就是订定上述的通讯协议,其目标是以IEEE 802.15标准为基础,扩展该标准在交通运输领域的应用;在2012年,IEEE通过成立802.15.4p任务小组,并着手订定基准协议。

在802.15.4p标准成形之前,并没有任何一种IEEE 802系列无线标准着重于快速移动之车辆所需的关键通讯性能;这种新标准支持时速高达600公里之车辆,在一个窄频道的可靠通讯,并考虑在一个全新的频段来运作802.15.4规格。

802.15.4p 标准的数据传输速率最高达1Mbps,通讯频段横跨VHF、UHF与 SHF (特别是161、 216、217、220、450、770、896、915、928、2,450、4,965以及5,800 MHz),能在最窄12.5kHz、最宽2MHz的连续或非连续性频道运作。该标准采用的调变技术包括GMSK、C4FM、QPSK、 DQPSK、Pi/4 DQPSK以及DSSS DPSK,根据通讯频段与运作规则,采用该标准的收发器通讯距离最高达70公里,TX发射功率远超过+30 dBm。

新标准的幕后功臣是来自70家以上公司的90多位工程师,其中包括通讯系统整合商Bombardier、Alstom、Siemens、Herzog、 Parsons、GE、与Parsons Brinkerhoff;高通(Qualcomm)、飞思卡尔(Freescale)、德州仪器(TI)、威盛(Via Technologies)、恩智浦(NXP)等芯片供货商,以及美国、甚至全世界的相关主管机关都对新标准表示支持。

2014 年3月27日,名称为"铁路通讯与控制标准(The Rail Communications and Control standard)"的 IEEE 802.15.4p 标准正式通过,为专注于替铁路货运与客运市场提供互通通讯系统与装置的供货商们铺平道路;有数家设备业者预期会在近期之内推出符合新标准的产品。

在 无线通信领域,我们可预期工业用VHF/UHF、Wi-Fi、3G/4G蜂巢式技术,以及其他在6GHz频率以下运作的无线通信技术方案将布署在列车车 头,以及各种路边基地台或铁道区域。这些平台所面临的更复杂问题,将会是让精密的软件定义无线电、感知无线电系统(cognitive radio system),通过主管机关如美国联邦通讯委员会(FCC)的认证要求。

其他将支持新标准的硬件平台则包括网络管理伺服器、行动控制器、互通列车控制通讯服务器(Interoperable Train Control Messaging servers)、M2M通讯网关、应用服务器,以及路由器、交换器等等设备,还有众多支持该标准的软件与工程服务。

全球的铁路与运输部门通常是在列车通讯与控制上采用专属系统,这意味着要推广IEEE 802.15.4p标准并不是件容易的事情;而新标准所支持的互操作性,将让有远见的铁路营运与交通运输主管机关,带来布建运输网络的弹性与扩充性。

编译:Judith Cheng

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载


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