地鐵與城市應急網TETRA系統互聯互通探討

譚毅

（重慶市軌道交通（集團）有限公司 重慶市 400000）

地鐵與城市應急網TETRA系統互聯互通探討

譚毅

（重慶市軌道交通（集團）有限公司 重慶市 400000）

通過對城市軌道交通陸上集群無線電（TETRA）現狀的分析，提出了地鐵與城市應急網TETRA系統互聯互通的必要性，闡述了互聯互通面臨的技術挑戰，對漫游控制和資源管理進行了探討。

地鐵；城市應急網；TETRA系統

在城市軌道交通建設不斷發展的過程中，許多城市立足于線網整體，將初期線路向網絡化推進，以期實現對未來城市軌道交通的進一步規劃。與此同時，軌道交通建設對網絡化管理提出了更高的要求，應急網必須實現地下通話，為了滿足通信需求、保證資源共享，軌道交通與城市應急網TETRA系統實現互聯互通也成為業界研究的重點。

1 城市軌道交通TETRA現狀

集群無線電數字通信系統TETRA最初由歐洲標準組織制定，該系統具有抗干擾能力強、安全性高、組網靈活的優點，因此也被越來越多的城市選用為軌道交通無線通信。目前全國已有上百家TETRA供應商，以歐洲標準為依據，我國還自行研發出TETRA品牌。

城市軌道交通線網內包含眾多的信息資源和設備資源，為了實現這些資源的共享，保證管理和維修人員在全網內的自動漫游，對移動終端的跨線組呼提出了更高的要求，更重要的是要實現軌道交通與城市應急網TETRA系統的互聯互通。由于TETRA系統本身存在一定的技術局限，在當今的線網研究中，實現集群無線電系統依然面臨著較多的挑戰。

2 互聯互通的必要性

實現軌道交通TETRA系統與城市應急網TETRA系統互聯互通是近代經濟發展中的必然趨勢，實現這一技術后，將具有較大的優勢。

（1）線網將實現統一和規范管理。實現互聯互通之后，城市的專用無線網絡將更加規范和統一，提高了未來網絡建設的便利性，可以有效避免不同網絡建設之間造成的沖突和干擾[1]。

（2）提高終端用戶數量和通話組數量的自由性。在ETSI規定TETRA系統空中組網接口的同時也面臨著一個困難，即沒有對內部的接口進行統一規定，因此不同基站與不同廠商提供的TETRA系統將無法實現兼容。在TETRA系統應用的過程中，為了實現互聯一般都需要進行語音調控或者調度臺調控，因此也限制了通話組。例如，現有N個信道可以用于互聯，那么可以用于通話組的數量也是N，如果需要跨系統呼叫，必須有語音臺或者調度臺。實現中心設備的互聯之后將解決以上問題。

（3）在節省投資的同時，順利實現漫游，實現資源共享。將軌道交通與城市應急網TETRA系統互聯之后可以保證網絡用戶使用不同的基站資源，即實現真正的漫游，節省建設資金，同時，軌道交通網用戶可以挖掘城市應急網的資源。

3 互聯互通面臨的技術挑戰

就重慶地區軌道交通發展的現狀來看，實現地鐵與城市應急網TETRA系統的互聯互通面臨著兩大技術挑戰。

3.1 漫游控制

不同網絡的用途不同，其中的用戶對漫游提出的要求也不一樣，用戶工作崗位不同，有一部分用戶并不支持漫游，還有一些軌道交通高架段的用戶不允許對方網絡實現漫游。在應急網實現地面區域網絡覆蓋的同時，這些區域與軌道交通區域有很多地方會有重合，例如軌道交通高架段、部分停車場、軌道交通出入口等，這些重合區域內的用戶都希望在本網內工作，也為漫游控制帶來了困難。

3.2 資源管理

由于業務特點的不同，軌道交通和城市應急網在建設過程中都已經進行過程完善的系統組完規劃，系統組完容量和通話組容量方面都已完善，突出兩網互聯互通的構想后，如何避免一方的終端對另一方業務產生影響是一個重要的技術問題，因此必須防治漫游的一方占用另一方的信道資源，避免不同用戶之間相互爭搶信道的情況。

針對軌道交通用戶，數字集群系統需要實現行車調度指揮，與城市應急網系統容量相比，軌道交通網系統容量明顯要小。當突發事件發生后，如何保證城市應急網漫游用戶的終端在規定的界限內，避免對軌道交通網用戶產生干擾，如何提高城市應急網漫游用戶的靈活性也因此成為不同TETRA系統互聯互通的重要技術挑戰。

4 漫游控制

為了解決系統互聯互通過程中面臨的漫游控制問題，現提出三種控制方案：

4.1 用戶機類別控制

借助用戶機實現用戶的分類，保證特定的基站可以供規定的用戶機應用，并且對其它用戶機的應用形成限制。實際應用過程中，需要合理設置基站側和用戶機終端，基站結合y用戶類別信息，將用戶機信息同基站用戶機信息作出邏輯“與”運算，結果為1時允許基站注冊，結果為0時不允許基站注冊。在得出用戶機信息類別之前，必須對不同用戶的需求進行全面的分析，將不同用戶的需求進行合理分類，再將歸類后的用戶分配到不同的用戶機中。

為了實現用戶漫游，必須將所有軌道交通網用戶和應急網用戶分為需要漫游和不需要漫游兩種，與軌道交通行車調度相關的人員必須在列車運行層面開展工作，可以將這些用戶定義為非漫游用戶。一部分工作人員參與到軌道交通列車的搶險和維修，需要與列車行駛以外的部分開展工作，可以將這些用戶定義為漫游用戶[2]。

可以對基站進行分類，例如不允許漫游基站和允許漫游基站，車輛段被軌道交通網覆蓋的同時也被城市應急網覆蓋，此時的基站應急網不需要設置漫游，可以將其設置為不允許漫游基站。針對沒有見重復覆蓋的區域可以設置為允許漫游基站。軌道交通網和應急網基站和用戶分類如表1。

表1

如果用戶為軌道交通網的非漫游用戶，只能在本網中注冊基站，如果用戶為軌道交通網的可漫游用戶，可以注冊本網和城市應急網的漫游基站。通過對用戶和基站的分類，在控制漫游用戶數量的同時，可以控制漫游范圍。

4.2 場強控制

在漫游控制過程中，可以針對重疊覆蓋區域內的不同網絡的特點進行控制，即為場強控制，例如在軌道交通的出入口位置，通過場強控制后可以保證信號可以傳輸到地面，不同網絡系統之間的信息可以實現平滑切換。值得注意的是，在場強控制過程中必須避免無用的越區切換，例如軌道交通出入口位置的應急網用戶在本網漫游后又回到城市應急網。

4.3 有效站點控制

有效站點控制需要對用戶機進行定義，確定出基站用戶的訪問權限，避免用戶私自改變用戶機類別。將有效基站投入運行后，可以控制和管理無線通道的資源，規范用戶機和通話組的地理界限。針對不同的用戶，系統都會為其注冊有效站，針對不同的通話組，系統也會創建有效站，通過完善有效站，不同的有效站之間都存在一定的用戶名單，可以精確地控制不同用戶可以利用的資源，移動臺漫游到基站附近之后，結合設計方案可以控制用戶的呼叫[3]。

5 資源管理

軌道交通網TETRA系統與城市應急網TETRA系統實現互聯互通后，針對城市應急網中的可漫游終端，可以在突發情況下進入軌道交通，因此可能導致利用緊急事件的通話組數量增加。在處理緊急事件時，城市應急網漫游用戶不會競爭軌道交通原有的信息資源，避免軌道交通自身的通信造成影響。

軌道交通網TETRA系統與城市應急網TETRA系統互聯互通的過程中，可以采用信道優先矩陣實現資源管理[4]。即特定的用戶只能利用相應的信道資源，不會占用該信道以外的資源可以將通話組資源合理分配到不同的信道中，如果分配的信道已經用完，空閑信道將不會分配到通話組中。因此可以將一些信道分配到城市應急網中，可以為關鍵的業務提供足夠的信道資源，在發生緊急事件時，可以有效控制漫游用戶在軌道交通內應用的信道數量。

6 結束語

隨著城市軌道交通建設的快速發展，TETRA系統被廣泛應用于數字集群通信中，具有較大的市場潛力。將軌道交通網TETRA系統與城市應急網TETRA系統互聯互通對城市發展具有非常重要的意義。本文重點探究了漫游控制和資源管理問題，可以為相關行業的研究提供依據。

[1]孫永全，凌喜華.地鐵與城市應急網TETRA系統互聯互通研究[J].無線電工程，2013，43（8）：12～15.

[2]鄧博存.TETRA數字集群應急安全策略研究[J].現代通信，2011，35（8）：61.

[3]李進良.建設全國集群指揮調度網的途徑[D].華東信息科技大學，2011，35（21）：50.

[4]韋嶸.TETRA數字集群網絡與調度指揮中心的集成[D].北京郵電大學，2012，10（1）：134～136.

TN914

A

1004-7344（2016）03-0128-02

2016-1-12

譚毅（1977-），男，工程師，大學本科，主要從事軌道交通通信技術方面的工作。