淺析城市軌道交通專用無線通信系統方案

（中鐵十六局集團電務工程有限公司 北京朝陽 100018）

淺析城市軌道交通專用無線通信系統方案

李靜漪

（中鐵十六局集團電務工程有限公司 北京朝陽 100018）

專用無線調度指揮系統是城市軌道交通通信系統中的關鍵部分，關乎行車安全、對城市軌道交通的運輸效率、管理水平和服務質量有重要影響，因此合理優化的系統方案對軌道交通通信系統至關重要。本文結合實際工程經驗對南京地鐵11號線專用無線調度指揮系統方案進行了分析，提出了一些建議。

軌道交通；無線調度；數字集群；基站

1 引言

無線通信服務于日常生活，用于人際溝通，無線通話的稱為公用移動通信；無線通信服務于城市軌道交通的運營、生產，提供行車調度指揮與其他相關部門互通信息，包括調度列車、環境控制、調度公安、車輛段機車、后勤部門等無線溝通的就是這里提到的專用無線通信。

2 專用無線調度系統功能

2.1通話及調度功能

通話及調度功能指的是指揮中心工作人員和列車駕駛員、車站工作人員之間、列車駕駛員之間、車輛段工作人員與車輛段列車駕駛員、公務電話和無線用戶等的通話。

2.2數據功能

數據承載業務主要有三種類型：電路方式、短數據和分組數據。無線移動臺之間、無線移動臺與固定臺之間可以發送短消息。在系統二次開發的基礎上，還能提供用戶的狀態信息服務、緊急告警服務等特殊服務。

2.3輔助業務功能

輔助的業務功能有：接入遠程調度臺；錄音；調度區域選擇；越基站無隙切換；會議呼叫；超越覆蓋指示；組呼的遲后進入；遇忙呼叫轉移等。

2.4網絡管理功能

專用無線網絡管理與控制有效、靈活，網管功能如下：

性能管理：收集測量數據、跟蹤數據，管理故障或維護；監視告警狀態及處理告警過程；處理設備狀態。

配置管理：時間管理，軟件管理，無線電網絡管理，路由管理。

用戶管理：管理用戶數據，管理業務數據，管理補充業務，管理用戶位置，管理組（群），管理封閉用戶組（群）等。

2.5無線廣播功能

建議預留與車廂內的列車廣播系統通信通道，以便能夠對車內乘客進行緊急呼叫和廣播。如遇到危機情況，列車上的乘客可以按動車廂內的緊急呼救按鈕，與指揮中心防災調度員進行通話。

3 系統方案

3.1系統制式選擇

根據目前無線通信技術的發展，專用無線調度指揮系統制式主要可分為常規無線通信、模擬集群、數字集群、GSM-R、LTE等。

考慮到國內城市軌道交通專用無線絕大多數采用TETRA組網，有完整的產業鏈和成熟的二次開發，結合南京市既有城市軌道交通線路和在建線路基本采用TETRA制式組網，系統推薦采用TETRA制式數字集群設備進行組網。

3.2基站配置方案

南京地鐵11號線一期工程共設20個車站、一座車輛段、一座控制中心，在滿足服務質量的基礎上，結合本工程車站分布和線路特點，專用無線調度指揮系統可以采用兩種組網方案：全基站小區制方案和多基站中區制光纖直放站方案。兩個方案結合場強覆蓋方案可以劃分為不同的基站覆蓋區。

全基站小區制方案

全基站小區制方案在本工程各車站、車輛段分別設置集群基站，共設21座集群基站，基站通過傳輸系統提供的數據通道和控制中心的集群交換機互聯。車輛段地面區域利用全向天線的方式進行場強覆蓋，各車站站廳、站臺采用功分器、耦合器加全向小天線的方式進行場強覆蓋；隧道區間利用泄漏同軸電纜，以上下行合纜的方式加以覆蓋，在過長的正線區間，增加光纖直放站做信號補盲。本方案的特點是每個站點區域都為一個獨立的基站覆蓋區。

2）多基站中區制方案

多基站中區制（光纖直放站）方案在車輛段設置一個基站，覆蓋車輛段內區域。在20個車站中的7個車站各設置1套集群基站（間隔2個車站即設置1套集群基站），其中7個車站各設置1套光纖直放站近端機；在13個車站設置1套光纖直放站遠端機，光纖直放站遠端機接入臨近車站直放站近端機；每3個站點及所屬區間為一個獨立的基站區。

3）方案比選

以上兩種方案各有優缺點，小區制方案系統功能較強，系統穩定性較高，組網和開通較容易，同時可組成統一的網絡管理；中區制方案性能滿足要求，系統投資較低，但在組網靈活性、抗干擾性、穩定性、通信質量指標等系統性能方面都稍劣于小區制方案；中區制共用信道用戶數增多，耐過載能力較差，緊急情況下話路激增容易阻塞。因此推薦本工程采用全基站小區制方案。

選擇2017年5月—2018年5月我院急診科30名護理人員作為研究組，年齡21～50歲，平均年齡（28.5±3.3）歲；其中主管護師5名、護師11名、護士14名；工作時間為2～25年，平均工作時間（6.5±2.8）年。選擇2016年4月—2017年4月我院急診科30名護理人員作為對照組，年齡20～49歲，平均年齡（27.5±3.5）歲；其中主管護師5名、護師11名、護士14名；工作時間為2～25年，平均工作時間（6.3±2.5）年。兩組在年齡、年齡、職稱與工作時間對比，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

3.3射頻覆蓋方案

覆蓋方式

專用無線調度指揮系統的場強覆蓋范圍包括地鐵運行線路全線各車站的站臺、站廳、區間隧道以及整個車輛段的地面區域（含運用庫、檢修庫等），場強覆蓋具體方式為：

沿線地下運行線路及地下車站的島式站臺區主要采用漏泄同軸電纜輻射方式；

沿線地下車站的站廳區（含部分出入口通道、換乘通道等）及側式站臺區主要采用室內吸頂低廓天線方式；

車輛段主要采用室外全向天線進行場強覆蓋，對于運用庫等室內區域可結合場強測試的結果采用光纖直放站+室內低廓天線補強。

越區切換

根據TETRA標準，需根據實際無線通信的環境合理選擇越區切換參數，來保證列車移動用戶在行進過程中越區切換的高可靠性，其中本小區和相鄰小區的各種門限電平參數及測量計算時間參數是主要的兩大類參數。

3.4頻率配置方案

頻率配置的原則是盡可能降低和減少各種類型的頻率干擾和提高頻率的利用率。頻率干擾的類型有同頻干擾、鄰道干擾、互調干擾等。頻率配置應考慮如何降低和減少這些干擾，特別是三階互調干擾。本工程建議采用三組頻率（ABC方式），每組頻率2對，三組頻率以ABC方式交替配置于20座車站，即正線采用6對載頻。車輛段采用2對載頻。

4 專用無線調度系統構成

在浦江控制中心設800MHz TETRA數字集群交換機，并設置網管、調度臺等設備。

在20座車站設置基站、固定電臺等設備，在車站及隧道區間分別設置天饋設備。

在車輛段設置基站、遠端調度臺和天饋設備。

同時，為相關運營維修人員配置移動手持臺，根據工程初期列車的配屬情況配置相應的車載臺。結合線路走向及地形特點，可能存在遮擋問題，還建議在實施工作中，根據場強測試數據對無線網絡進行調整。

5 結 論

上述結合南京地鐵11號線工程對城市軌道交通專用無線通信進行了介紹，從系統功能、系統方案及系統構成三方面結合實際城市軌道交通建設經驗做了分析，希望能對軌道交通通信系統專業從業者有所幫助。

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1007-6344（2017）04-0079-01