軌道交通寬帶無線通信系統設計方案

（天津七一二通信廣播股份有限公司，天津 300462）

1 系統簡介

本系統是為了方便軌道交通內部固定人員之間進行高效通信聯絡而設計的。根據場景不同分為行車調度、環控（防災）調度、車輛段調度、停車場調度。提供控制中心調度員與列車司機、運營人員等無線用戶進行無線通信功能，同時還提供相應的呼叫、廣播、存儲、顯示、短數據傳輸、視頻等功能。為實現列車調度可靠、高效的無線通信，本方案是以TD-LTE通信制式為基礎開發的B-TrunC標準的寬帶調度系統，實現了諸如對列車的車次號呼叫、車組號呼叫等功能，以便于滿足用戶簡單、快捷、安全的實際通信需求。

2 系統方案

通過多二次開發實現軌道交通中心調度員、車站值班員、機車司機相互通信、運維人員手持臺之間的相互通信。調度臺作為調度指揮人員的使用平臺，提供操作簡便，友好直觀的顯示界面。調度臺使用IP方式通過百兆以太網口連接到LTE核心網，通過與其業務信令交換，完成與LTE終端設備（包括其他調度臺、固定電臺、車載臺和手持無線終端）的話音和數據通信；同時，調度臺與調度服務器數據交換，從調度服務器提取時鐘同步和ATS信息等信息，也將調度信息轉存到調度服務器上去。

每條線上的調度臺都具有組呼、選呼、多方通話、緊急呼叫、電話互聯呼叫、廣播呼叫、記錄存儲和錄音等功能，并可顯示本線通話組內的所有用戶號和組號、用戶的位置和工作狀態、呼叫類型（緊急呼叫有明顯的聲光顯示）以及其他必要的相關信息，其中車載臺應可顯示標識碼及相應的車組號、車次號、司機號。調度臺與便攜臺、車載臺和固定臺終端用戶能雙向收發中文的狀態信息、短數據業務。

圖1 系統架構圖

3 信號覆蓋方案

地鐵線路需要支持專用無線集群調度業務，因此需要實現全部線路區間覆蓋，車輛段、停車場的覆蓋，以及所有車站和線路中心的覆蓋。

圖2 軌道覆蓋場景示意圖

正線區間覆蓋還需要考慮列車的運行場景，LTE基站小區下的負載情況，如上圖所示，分成三種情況：

（1）如果列車滿足圖中1和4的行車間距，就可以讓兩列車分屬到兩個不相鄰的小區，即行車間距大于基站區間長度，此時小區間不存在干擾和多用戶負荷。

（2）如果出現圖中1和2，以及3和4這種在相鄰小區的相向區間中，兩個小區會出現干擾，此時需要啟用ICIC（小區間干擾消除）機制，最理想的情況，可以達到系統的峰值速率的一半。

（3）還可能出現圖中2和3的情況，兩個用戶在同一個基站小區分享速率，最理想的情況，也只能達到系統的峰值速率的一半。

按照旅行速率55km，行車間隔3分鐘計算，最小行車間隔2.75km，當基站站間距小于2.75km時，就可以滿足上述場景假設（1）的要求，否則就要考慮（2）和（3）的場景要求。車輛在進站時行駛速度較低，而在區間的行駛速度較高，可以根據實際情況，在滿足覆蓋要求的情況下，將車站附近基站的覆蓋距離適當縮短，區間覆蓋距離可以維持較長的距離。

此外，線路中，地面和高架覆蓋，不能將上下行軌道分開覆蓋，因此，存在雙向列車同時出現在一個小區中的場景，需要考慮下行存在兩個視頻單播。在線路區間建議全部采用漏泄同軸電纜覆蓋，車載電線安裝在車輛下方，漏泄同軸電纜安裝在隧道或高架欄桿相同的高度位置。

4 結束語

此方案可滿足城市軌道交通寬帶無線通信系統通信需求。