車地無線通信聯絡尋呼方式分析

肖培龍

（中鐵電氣化局集團有限公司，北京 100036）

隨著無線通信技術的發展，車地間無線通信用途越來越廣，既用于通信廣播、視頻監控，又用于信號信息傳遞，還用于視頻圖像傳播、移動售票、無線上網等等。車地無線通信技術有多種，有單獨采用頻分多址（FDMA）、時分多址(TDMA)、碼分多址（CDMA）技術，也有混合采用這幾種通信技術，還有采用正交頻分復用（OFDM）技術、基于GSM系統的無線分組交換（GPRS）技術等等，本文主要針對車地無線通信首次聯絡方式（俗稱握手方式）及信息交互通信方式進行探討，不針對任何無線通信技術本身。

車地無線首次通信聯絡方式，是車地建立聯系的前提，在車載電臺開機、通信中斷重聯、故障重啟等均需呼叫應答，相互確認后（防止偽電臺存在）方可按約定的通信技術相互傳遞信息。在信息交互過程中，同樣存在誰主呼誰應答問題。目前各廠商車地無線通信聯絡方式不盡相同，大致有車主呼控制中心應答、控制中心主呼車應答、車主呼控制中心應答建立握手聯系后反過來由控制中心主呼車應答傳遞具體信息（簡稱綜合呼叫模式）等幾種，孰優孰劣，值得研究探討。

1 車主呼控制中心應答模式（簡稱方式1）

車主呼控制中心應答模式，是由車載電臺開機上電后或通信中斷后主動呼叫控制中心，若控制中心沒有回復，則車載臺沒有呼叫成功，仍需重復呼叫，直至中心回復建立聯系為止。控制中心收到某車載臺呼叫后，通過后臺查詢，也就是合法性檢查，予以應答建立握手聯系，如圖1所示。控制中心可以及時回呼應答，也可以通過事先約定的方式回呼確認。車地建立聯系后，車載臺按自身通信機制約定條件向控制中心定期發送變化的信息，控制中心回復收到信息及需發送的控制信息。若通信中斷若干時間（可設定），則車載臺需重新呼叫控制中心建立聯系。

2 控制中心主呼車應答模式

控制中心主呼車應答模式主要有3種：控制中心單呼、群呼、周期巡呼。此方式一般是在控制中心存儲有上線車的信息，通過后臺查詢方式呼叫所有車，防止非法車侵入。

1）控制中心單呼若干周期車應答（簡稱方式2）

控制中心按上線運營車順序單呼某車，若該車及時回復應答建立聯系后即可轉呼下一車載電臺；若該車沒有聯系上，控制中心尋呼3～6次或1～3 s（次數、時間可設定）仍無結果，則尋呼下一車載臺，待尋呼完所有車后，再尋呼未聯系上的車載臺如圖2所示。車地建立聯系后，由控制中心按自身通信機制定期尋呼各車，收集各車變化信息并發送控制信息。若通信中斷，則由控制中心再次呼叫丟失的車載臺，直至重新建立聯系。

2）控制中心群呼車應答（簡稱方式3）

控制中心發布群呼信息，各車按事先約定的時間節點回呼應答，若有個別車未應答，則控制中心將再次周期性地群呼，直到呼叫到所有需上線車為止如圖3所示。車地建立聯系后，由控制中心定期群呼各車并發送控制信息，各車按自身通信機制向控制中心發送各車變化信息。若通信中斷，則由控制中心再次群呼，直至重新建立聯系。

3）控制中心周期巡呼車應答（簡稱方式4）

控制中心按上線車順序逐車點到呼叫，在規定的時間周期內巡呼一遍所有車，開機上電的車載臺收到中心呼叫后按時回復應答，建立通信聯系如圖4所示。遇有未應答的列車，則再次巡呼。車地建立聯系后，由控制中心定期巡呼各車并發送控制信息，各車按自身通信機制向控制中心發送各車變化信息。若通信中斷，則由控制中心再次巡呼，直至重新建立聯系。

3 綜合呼叫模式（簡稱方式5）

綜合呼叫模式是指車載臺開機上電后主動呼叫控制中心，控制中心應答建立握手聯系后，傳遞信息時則反過來，由控制中心按自身通信機制主動呼叫車載臺并發送控制信息，車載臺收到控制中心發送的呼叫信息后再傳遞變化的信息如圖5所示。遇通信中斷后，則需再次由車載臺主動請求呼叫建立握手聯系，車載臺不請求中心不予處理。若該車故障回庫檢修，改由備用車上線替換，則只要該備用車主動呼叫，控制中心核查合法性后即可建立聯系。

4 各通信聯絡模式比選

從上述通信聯絡模式可以看出，各方式各有優缺點。

方式1由車載臺開機時主呼，控制中心應答，減少了控制中心對未開機的車盲呼，降低了中心通道承載壓力，因各車上道時間不一，即使有多車同時進行上道準備，同步開機的幾率也較少，且車輛段出車也是按順序排隊出車，故單車開機上電與控制中心逐個建立聯系方式可以減輕中心同步處理壓力。中心僅與已建立通信聯系的上線車交互信息，避免處理未上線車的麻煩，節省了信道資源。但在所有車輛均上線運行后，各車均不加限制地主呼控制中心傳遞車輛變化的信息，則有可能造成中心通道擁塞或中心處理能力受限，進而丟失車輛變化信息，故需按自身通信機制約定各車發送信息時機。

方式2由控制中心逐個單呼上線車，可以減輕中心同步處理壓力，控制中心需在每天運營前知曉當天所有上線車信息，避免盲目呼叫非上線未開機列車，浪費信道資源。但遇故障車時仍需周期性地呼叫故障車，除非人工修改上線車運營資料，且臨時增開備用車時也需調度修改上線車運營信息，加大調度工作量。目前一般做法是一次性寫入全部列車信息，控制中心周期性地呼叫各車，即使某車處于檢修狀態或關機備用狀態也要不斷地被重復呼叫，無故占用信道資源。

方式3由控制中心群呼各車，各車回復應答，可以減少中心單呼時間，在控制中心不知道當天上線車信息時，只要有備用車、檢修車未上線運行，控制中心就會沒完沒了重復群呼，若要避免無謂地資源浪費，就要調度每天輸入上線車信息，且需及時修改故障車信息、增加臨時車信息，加大調度工作量。

方式4由控制中心周期巡呼，控制中心呼叫時間比方式2略短、比方式3略長，與方式2、方式3一樣均存在需知曉當天上線車信息的問題。

方式1是由車主呼控制中心核查上線車合法性信息，中心可以有選擇地與上線車直接通信，避免了中心重復處理呼叫未上線車的無效工作，充分利用了軌道交通工作特性，減輕中心處理負擔，提高工作效率。方式2，3，4均是由控制中心主呼，因有倒班檢修車存在，中心又無法提前知曉某車突然故障不能上線運行（出庫前自檢，一切正常后上線運行；不正常則由備用車替班），若需臨時修改，又要加大調度溝通工作量，故一般做法均是存儲有所有列車信息，按存儲信息呼叫所有車，就會存在無效呼叫問題，只要有一輛車未上線運行，中心就會周期地重復呼叫，浪費有限資源。但在車地握手建立聯系后，中心主呼車回復信息方式就可避免群龍無首，在中心準備好可以接受信息時，由中心主呼車報送信息，可以讓中心從容處理，避免通道擁塞排隊問題。

方式5充分總結了上述4種呼叫模式優缺點，利用車載臺開機上線的隨機性特點，讓車載臺主呼控制中心建立握手聯系，中心知曉上線車信息后，傳遞信息時又改由中心主呼，且有選擇性地僅與上線車通信，在中心具備接受條件時由中心向車載臺要信息，車載臺再向中心提供變化的信息，有效地利用信道資源，提高了CPU工作效率，沒有了無效呼叫。克服了方式1～4的缺點，保留了車主呼、中心主呼的優點，各取所長，是值得推薦的呼叫聯系方式。

5 結語

無線通信在軌道交通及鐵路市場應用有其顯著的特點，是以線為單位，移動的車輛為終端，傳遞的信息內容較多，信道有限，受干擾等因素影響，經常會出現通信中斷情況，無線通信呼叫聯系機制就成了不是問題的問題。在現場試驗中發現，往往由于呼叫機制問題擠占了通信信道及CPU端口，造成有用信息丟失，甚至還出現過大量重復呼叫堵塞端口的問題。希望通過本文能夠引起各設備供應商的注意，充分考慮現場應用條件，減少無謂消耗，優化工作機制，提高工作效率。