深圳地鐵移動通信服務系統的構建和實踐

周 杭 楊小衛 程 然

（深圳市地鐵集團有限公司，518026，深圳∥第一作者，高級工程師）

深圳地鐵移動通信服務系統的構建和實踐

周 杭 楊小衛 程 然

（深圳市地鐵集團有限公司，518026，深圳∥第一作者，高級工程師）

結合深圳地鐵移動通信服務系統的建設實踐和經驗，闡述了建設地鐵移動通信服務系統的必要性和意義，介紹了深圳地鐵移動通信服務系統的系統構成、信道選擇和系統安裝情況，分析了系統的靜態測試和動態測試結果。從規劃設計、技術選用、干擾測試等方面提出了地鐵移動通信服務系統建設的建議。指出了目前方案存在的問題，并相應地給出了解決問題的辦法。

地鐵；移動通信網；建設方案

First-author'saddressShenzhen Merto Group Co.，Ltd.，518026，Shenzhen，China

地鐵民用通信業務，作為地鐵附屬資源開發的主要業務之一，擔負著向廣大乘客提供優質通信及信息服務、創造經濟效益和促進地鐵事業可持續發展的多重使命。建設地鐵移動通信服務系統是樹立“依托地鐵、服務地鐵、發展地鐵”指導方針的具體體現，要以提升經濟效益和通信服務質量為重點，積極拓展移動通信、有線通信、電子媒體等各項業務。

1 建設地鐵移動通信服務系統的必要性

（1）建設地鐵移動通信服務系統是建設“無線城市、智慧城市”的需要和構建無線城市戰略的重要組成部分，有利于政府提高經濟社會管理水平，提升政務效率。

（2）建設地鐵移動通信服務系統是基于乘客對移動通信服務通信服務的迫切需求，有利于公眾隨時隨地掌握各種便民生活信息，也有利于提升地鐵信息化建設水平和地鐵運營服務水平。

（3）建設地鐵移動通信服務系統是地鐵運營服務和地鐵資源創收的需要，在滿足地鐵運營信息發布、弘揚地鐵文化的同時，進一步拓展了地鐵資源的創收領域，能夠為地鐵的可持續發展提供保障。

（4）建設地鐵移動通信服務系統是為了減少地鐵運營信號系統的干擾源，目前很多地鐵移動閉塞信號系統、車載乘客信息系統和列車監控系統均采用無線局域網（公共頻段）傳輸信息，如果地鐵運營方自建可控的移動通信服務系統，就可以引導乘客免費使用，從而能夠大大減少外部無線設備進入地鐵系統。

2 深圳地鐵移動通信服務系統的構建

2.1 系統組成

目前，國內地鐵的移動閉塞信號系統、車載乘客信息系統和列車監控系統均采用無線局域網的技術（IEEE 802.11b，IEEE 802.11a，IEEE 802.11g），而在2.4 G頻段只有3個信道。在通常情況下，移動閉塞信號系統占用2個信道，乘客信息系統占用1個信道，3個信道被全部占用。因此，采用傳統WiFi（無線保真）技術實現車地信號傳輸，不僅工程量較大，也必然會對地鐵的移動閉塞信號系統、車載乘客信息系統和列車監控系統產生干擾。由圖1可見，不相干擾信道為1、6、11信道。

圖1 WiFi信號的信道圖

在充分研究評估了各移動互聯網技術的實現方式、安裝條件和干擾狀況等各項條件的基礎上，深圳地鐵選擇了LTE（或3 G）（長期演進）技術加WiFi技術的移動互聯網方案：以LTE（或3 G）方式實現車地間信號傳輸；在地鐵車廂內，將LTE（或3 G）信號轉換成WiFi信號，實現車廂內移動互聯網信號覆蓋；使用2.4 G頻段實現客戶終端的接入，使用5.8 G頻段實現AP（接入點）之間的組網；在車站內，直接建設有線WiFi信號系統，實現車站移動互聯網信號覆蓋。

2.2 信道的選擇

深圳地鐵移動閉塞信號系統占用2和13信道，車載乘客信息系統占用8信道。經過測試比選，以及反復的現場測試，確定6信道對地鐵移動閉塞信號系統和車載乘客信息系統無干擾，因此深圳地鐵移動通信服務系統選擇的信道為6信道。

2.3 系統安裝

圖2為地鐵移動通信服務系統的示意圖。

（1）每列車都安裝1臺網絡服務器、6個AP（每節車1個）、1個電源盒。設備安裝在車輛設備的預留位置，通過專用支架固定。AP天線采用隱藏方式。

（2）考慮到車輛之間的AP天線通過有線連接比較困難，因此采用了5.8 G無線橋接方式。

（3）在車站，AP通過有線布放，通過地鐵傳輸系統連接到網絡交換機，再傳輸到移動通信服務系統中心。

圖2 地鐵移動通信服務系統的示意圖

2.4 系統測試

（1）靜態測試。在維修庫暫停運行的列車中部署移動通信服務系統，進行系統測試。在列車車廂內和車廂外設置若干個測試點進行WiFi信號數據取樣，以測試WiFi信號強度。測試結果為：當信號場強≤-80 dBm時（具體數值根據系統要求設定），移動通信服務系統對地鐵移動閉塞信號系統和車載乘客信息系統沒有干擾。

（2）動態測試。在安裝了車載乘客信息系統和移動閉塞信號系統的列車上部署移動通信服務系統，模擬系統運行情況。測試結果為：對移動閉塞信號系統沒有干擾，稍微占用了車載乘客信息系統的帶寬，但車載乘客信息系統的丟包率在合理范圍內，畫面沒有干擾，因此基本沒有影響。

測試結果表明：在車站，移動通信服務系統的帶寬大于40 M，可以提高到100 M，完全可以滿足需求；在列車上，移動通信服務系統的帶寬在40 M左右，同時開啟聯通3 G和移動4 G服務，短期可以滿足需求，從中長期看難以滿足需求。

3 地鐵移動通信服務系統實施建議及存在問題

3.1 實施建議

（1）由于地鐵移動通信服務系統是一個開放的平臺，為了加強對平臺內容的監管，需要及時到公安網絡安全監察部門報備。

（2）網絡轉換服務器最好具備能夠轉換三家運營商3 G信號的功能，并預留4 G信號的轉換功能。

（3）由于各地鐵公司移動閉塞信號系統的傳輸方式不同，因此，為了確保移動通信服務系統對地鐵移動閉塞信號系統不產生干擾，需在移動通信服務系統安裝前后反復進行測試，包括靜態測試和動態測試。

（4）為了不產生車輛合同的履約風險，建議只在車輛質保期已過的車輛上安裝移動通信服務系統設備，或在車輛采購合同中界定預裝條件。

（5）由于車輛結構復雜、空間有限，建議認真審核安裝方案，科學選擇接電點、布線位置、設備連接接頭等，并最好將天線隱藏起來。

（6）嚴格調測車內系統信號發射功率，以免對乘客和運營系統產生影響和干擾。

需要特別強調的是，為了不干擾地鐵移動閉塞信號系統的信道，務必采取固化鎖頻方式，以保證系統啟動和使用時頻點不漂移。

3.2 存在問題及解決辦法

地鐵移動通信服務系統組網方式簡單，在隧道內不用安裝設備，在車輛內安裝的設備少且安裝方便，但系統建成開通后會產生以下問題：

（1）由于采用LTE方式實現車地間信號傳輸，而LTE移動信號帶寬有限，LTE速率基本上在46 M，3 G最快為21 M，因此，系統開通后，隨著大量地鐵乘客使用，必將產生帶寬不夠、速率下降、影響乘客使用的問題。因此，建立獨立的車地傳輸系統勢在必行。

（2）車輛之間AP天線采用5.8 G無線橋接方式，加大了技術難度，且一旦國家放開5.8 G使用頻段，必將對系統帶來干擾。建議在有條件的情況下，采取有線方式實現車輛之間AP連接。

（3）采用LTE方式實現車地間信號傳輸，必將占用大量帶寬，而通信運營商能否同意使用帶寬，或者帶寬費用能否讓移動互聯網運營商承受均會成為制約系統長期運行使用的因素。建議與通信運營商商談雙方可接受的帶寬使用費，特別是流量價格。

4 結語

建設地鐵移動通信服務系統是落實國家建設“無線城市、智慧城市”，以及鼓勵信息消費的重要舉措，是局域廣大地鐵乘客的迫切需求，更是充分利用地鐵通信資源拓展業務，提升地鐵信息化建設水平和運營服務質量，為地鐵公司創收的重要手段。因此，有一點的社會意義和經濟效益。

［1］ 高峰.無線城市：電信級Wi-Fi網絡建設與運營［M］.北京：人民郵電出版社，2011.

［2］ 周成棟.深圳地鐵信息云項目實施方案［R］.深圳：深圳南方銀谷信息技術公司，2011.

Mobile Internet Service System Construction and Practicein Shenzhen Metro

Zhou Hang，Yang Xiaowei，Cheng Ran

Combined with the construction practice and application experiences of mobile internet system in Shenzhen metro，the necessity and significance of wireless internet system construction in metro is expounded.In this paper，the system constitution，channel selection and mobile internet system installation are introduced，the results of static and dynamic tests are analyzed.On this basis，some suggestions are given from the angels of planning，design，technology selection and interference test，the existing problems and corresponding solutions are discussed.

metro；mobile internet；development scheme

U 231.7

2013-10-29）