地鐵無線通信系統方案設計及相關問題分析

張瑞芳

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地鐵無線通信系統方案設計及相關問題分析

張瑞芳

鄭州市軌道交通有限公司，河南 鄭州 450000

地鐵專用無線通信作為一個地鐵列車的高速運行操作和汽車之間的唯一的溝通方式管理組織，負有不僅確保順利操作，提高操作效率的義務，還承擔安全及地鐵乘客生命安全的使命。因此，地鐵專用無線通信系統設計，應確保語音和數據通信功能，以及有效實施的調度管理功能，確保所有場強覆蓋，提高通信質量作為最終目標。

地鐵無線通信；系統方案設計；相關問題

1 地鐵無線通信系統存在的問題

地鐵運行環境中的不同類型通信信號，可以不受約束地接入，致使信號之間產生了干擾，進而使地鐵通信信號受到了運行設備的影響。不可能需要不受限制地傳輸不同類型的信號，例如移動、聯通和其他信號。因此，鑒于以上要求，需要無線設備和相應的技術，因為不同類型的設備不符合系統頻帶的要求，因此，信息泄露的情況經常發生，安全問題容易出現；最關鍵的問題是信號輸送容易產生沖突，原因是其在輸送過程中，功率受到不同程度的影響。上述問題的存在，需要我們對技術進行革新，提升技術能力，推廣新技術的使用，確保地鐵運行的安全及信息的安全。

2 地鐵無線通信系統的設計選擇及對比

2.1 應用用技術的選擇和比對

目前，對地鐵無線通信系統進行建設的時候，GMS-R（數字集群）、MPT1327（模擬集群），以及TETRA是最常見的通信應用技術，在這三種途徑里面，GMS-R是基于公網GMS的技術。這種技術具有較高通信效率、較強綜合規劃能力的特點，能夠支持對共享無線通信資源城域應用數字通信系統[1]。由于大型城市中GMS-R通信的密度和頻率較低，因此不考慮GMS-R的應用模型和無人技術的設計。然而，這種方式反映了在中國地下無線通信系統的設計過程中，我們仍然可以學習到很多好的、有效的經驗，因為技術創新的進一步發展開辟了一條新的道路。

2.2 地鐵無線通信系統方案選擇的比對

地鐵無線通信系統的種類較多，以目前的工作信道為標準，可以分為公共計劃的主要通道和專用通道兩種。公共信道方案也可分為數字集群模型和模擬集群這兩種方案[2]。專用頻道計劃要求每個頻道使用必須是獨特的、個人的，甚至是空的，且不能用于其他目的，所以它可以被分為中繼器的方式和車站平臺的方式。公共頻道數字中繼需求的解決方案需要設置多個渠道和調用一個控制通道。由于需要使用通道共享集群方案和動態信道分配技術，因此所有通道主要用來提供特殊通道忙時使用的概率。

通道的可靠性、穩定性、擴張、流暢性、保密性和占用無線電頻率、頻道切換和轉換等優勢是高于其他方案的。相對地，數字集群方案主要集中在低比特率的語音編碼方式的使用，用相同的載波頻率可以有多個頻率特性。TETRA標準是一種準集群的集群模式，并能解決單一業務、較弱的功能水平、低效率的頻率，而不是通過簡單地加密和模擬集群來解決技術問題。

2.3 系統結構比選

TETRA數字集群通信系統根據地鐵線路的特點，按基站不同的設置方式可以有以下幾種系統結構。

（1）住宅系統。設置交換控制中心控制設備，再沿著地鐵線路設置基站，每個站交換控制設備。基站之間通過電纜傳輸通道，實現相互連接。沿著地鐵線路設置同軸電纜可以有效地加強雨傘行覆蓋率[3]。住房制度的缺點是投資成本高，火車司機和交通調度員之間需要切換越來越多的區域，而這有可能會被推遲；優點是通道利用率較高，且車站工作人員和列車司機不需要撥號即可直接溝通。

（2）中央系統。設置交換控制中心控制設備，在地鐵沿線重要的車站設置基站設置和其他站射頻放大設備，開關控制設備通過電匯基站之間的通道，實現相互連接，沿著地鐵線路設置泄漏同軸電纜。中央系統設備投資成本、頻率信道利用率、切換、系統故障程度的削弱能力。在系統和社會系統之間的地區和沒有三角形的面積地區，不存在系統中通信功能主要機載設備在火車上的車輛段與車輛段集團電話沒有自動轉換的問題。

（3）區域系統。在控制中心設置交換控制設備和基站，并在地鐵沿線車站設置射頻放大設備，加強泄漏同軸電纜的覆蓋范圍。大面積系統的優點是投資多，火車司機和駕駛調度員沒有切換區域的問題，從而減少錯誤；缺點是信道利用率不高，優雅降級能力差，無法實現小三角形溝通，特別是火車汽車的進出倉庫，與車輛段集團電話不能自動轉換，帶來了許多不便。此外，區域系統的致命弱點在于系統結構不容易擴張，而地鐵項目的分期和分期建設也并不少見。因此，在移動通信系統中，不提倡采用大區域系統的系統，建議采用該地區的移動通信系統方案。也就是說，多基站和住宅系統的流量和服務質量要優于單基站。

3 結束語

此外，結合上文中地鐵無線通信系統方案設計技術的比對結果來看，TETRA對頻率資源的利用率比較高，其話務分布也較為均勻，因此對比群組通信需求來看，可以因其系統可靠、干擾比較少的特性在未來地鐵無線通信系統方案設計中大范圍地進行應用推廣。

[1]楊興.干擾地鐵無線通信系統的相關因素和對策探析[J].科技與創新，2014（2）：136-137.

[2]彭洋.電子政務云信息安全的問題及其對策[J].企業技術開發旬刊，2014，33（1）：74-75.

[3]徐剛.地鐵無線通信系統現狀及發展研究[J].無線互聯科技，2013（11）：28.

Scheme Design and Related Problems Analysis of Metro Wireless Communication System

Chang Juifang

Zhengzhou Rail Transit Co., Ltd., Henan Zhengzhou 450000

The subway wireless communication as the only means of communication between the management mechanism of metro train and car high speed operation, not only responsible to ensure smooth operations, improve the operational efficiency of the obligation, is shouldering the important mission to safeguard the traffic safety and the safety of the passengers in the subway.Therefore, the design of Metro wireless communication system should ensure the effective realization of voice and data communication functions, the scheduling management functions, and ensure the coverage of all field strength and improve the quality of communications as the ultimate goal.

subway wireless communication; system scheme design; related problems

TN92；U231.7

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