基于寬窄融合的無線統一調度系統設計和實現

張成斌

摘要：無線統一調度系統廣泛應用于軌道交通領域，是指揮人員在緊急或異常情況下對軌道交通線路進行現場調查和協調指揮的無線通信系統。結合當前地鐵的建設現狀和預期規劃，解決寬窄帶融合實現無線通信系統的統一融合指揮調度，是國內地鐵專用無線通信發展的現實需要和必然選擇。根據這種使用場景，提出了一種基于寬窄融合無線統一調度系統設計實現方案，簡要闡述了無線統一調度系統的總體架構，詳細描述了核心模塊的設計與實現，實例論證了無線統一調度方案應用于無線列調領域的可行性。

關鍵詞：無線通信；統一調度系統；寬窄融合

中圖分類號：TN914文獻標志碼：A文章編號：1008-1739（2020）03-65-4

0引言

目前，在城市軌道交通中，專用無線通信系統主要有2種制式：一種是基于TETRA技術的窄帶集群通信[1]；另一種是基于LTE技術的寬帶集群通信（B-TrunC）。其中，基于TETRA技術的窄帶集群通信系統作為早期城市軌道交通主流的專用通信手段，已在國內主要地鐵線路中廣泛部署。但隨著無線通信技術的發展，基于LTE技術的寬帶集群通信系統可在TETRA窄帶集群通信系統提供語音、短數據功能外[2]，還可以提供視頻、多媒體等功能支撐，逐漸成為城市軌道交通專用無線通信的發展趨勢，國內部分新建線路已經積極嘗試使用B-TrunC作為專用無線通信手段。考慮到對既有線路TETRA窄帶集群通信系統建設投資的保護，以及后續既有線路與新建線路共線、跨線運營的需求，不同線路的互聯互通要求線路車輛、信號、通信及供電等多專業可以互聯互通，并且地鐵也已經由不同線路的獨立運營進入到線網級的互聯互通、統一運營、統一調度階段，不同線路之間的共線和跨線運行。其中無線列調系統的統一指揮調度是線網級互聯互通中的一個重要組成部分。

在未來一定時期內，國內地鐵窄帶集群與寬帶集群將會共存，解決寬窄帶融合實現無線通信系統的統一融合指揮調度，是國內地鐵專用無線通信發展的現實需要和必然選擇[3]。特別是基于寬窄融合的無線統一調度系統將是后續地鐵專用無線通信系統建設中遇到的難題。

1總體方案

基于寬窄融合的無線統一調度系統的整體結構如圖1所示。

根據窄帶TETRA系統的調度接口和寬帶B-TrunC系統調度接口，在二者之上使用API代理，通過API代理為調度平臺提供統一的用戶訪問接口，實現用戶層面的統一調度。API代理主要通過攔截處理統一調度平臺的API調用，隨后在寬窄帶系統中同時發起相同功能的API調用。統一調度平臺，在用戶使用層面以及業務處理方面能夠解決在寬窄無線通信系統下的統一調度問題。

無線統一調度系統可以直接監聽各線路無線通話組（列車通話組）的活動，能夠直接與各線無線用戶（手持臺和車載臺）和無線用戶組進行調度通信，也可以在調度臺界面的運行線路圖上直觀地查看車輛的位置信息[4]。無線統一調度系統可根據使用場景設置多個調度席位，這些調度臺的管理對象可根據用戶需要靈活設置，調度臺包括總調、行調、維調和信息調度等[5]。

2設計實現

在寬窄融合統一調度平臺中，信令分發模塊與封裝層之間通過API接口通信，UI層將調用消息通過封裝層傳遞到信令分發模塊，模塊通過進程間通信傳遞到遠端SDK代理模塊，SDK代理模塊實現將調用轉為相應的信令與系統交互，SDK代理將調用結果和系統返回的信令消息再傳遞到信令分發模塊，由其傳遞給封裝層。信令分發模塊依賴于網管代理模塊和調度服務模塊，通過其與外部的網管服務器及調度服務器通信，如圖2所示。

寬窄融合統一調度平臺各層的實現原理說明如下：

①UI層：提供人機交互界面。人機交互界面層與服務層采用HTTP通信，服務端與封裝層采用API接口調用方式使用。

②封裝層：為上層應用提供調用接口及消息回調接口，屬于數據庫和核心調度模塊，與Framework和數據庫采用API通信。

③信令分發模塊：核心處理模塊，負責信令分發流程控制，信令分發模塊與各SDK間數據接口為進程間通信，采用TCP/UDP與外部設備通信，通過信令操作狀態機實現與各下掛模塊間信令控制。

④系統SDK：與寬帶集群系統和窄帶集群系統進行信令交互，與信令收發模塊通過TCP通信。

⑤外部設備：外圍接入設備，包括窄帶TETRA調度臺[6]、寬帶B-TrunC調度臺、網管服務器和調度服務器。

3統一調度平臺

寬窄融合統一調度系統與各線路調度系統通過標準調度協議實現對接，實現列車位置、電臺狀態（開關機、守候組、注冊基站）、呼叫記錄、動態重組、調度監聽及短信等功能。

寬窄融合統一調度系統直接接入TETRA/B-TrunC系統實現語音呼叫業務功能，如圖3所示。