城市軌道交通專用無線通信系統方案分析

宋軍杰，王云龍，姚慧

(1.無錫地鐵集團有限公司，江蘇 無錫 214023；2.江蘇航天大為科技股份有限公司，江蘇 蘇州 215011)

0 引言

無線通信常用于服務人們的日常生活以及工作的溝通與交流。無線電話也被稱作公用的移動通信，在城市軌道交通中大力應用，有利于各部門之間的交流，如行車調動部門、生產部門、運營部門，均可以利用無線通信進行有效交流，可更好地調度列車和控制環境。基于無線通信的重要性，要想切實做好此項工作，必須規劃合理的無線通信系統方案，了解無線通信調度的功能，結合實際規劃系統方案。

1 城市軌道交通專用無線通信系統工作分析

為了確保動車調試工作順利開展和通信工作順利進行，為公務電話、調度電話以及專用無線電話創造更好的應用條件，以便于及時檢測各個配件是否滿足運行要求，結合實際檢測進行有效調整。需要注意的是，在此環節中，為了不影響動車調試等其他系統，可以稍后再去調試。在機房中引入外電源是有效調試設備的基礎，是動車調試、熱滑以及冷滑的基礎工作。在確保滿足工期要求的前提下，可把電源正式引入機房中再開始調試。如果工期較緊，則應用臨時性的電源[1]。

2 專用無線通信調度的系統方案

2.1 通話和調度功能

通話和調度功能是指實現在無線用戶、公務電話、列車駕駛員以及指揮中心工作人員等相互之間的交流和溝通。

2.2 數據功能

數據承載的業務主要涵蓋3種不同類型。(1)分組數據；(2)短數據；(3)電路方式。固定臺和無線移動臺之間、無線移動臺與無線移動臺之間，能夠相互發送消息，進行交流和溝通。此外，在系統的二次開發后，也可以為用戶提供狀態的信息服務以及緊急告警等不同服務。

2.3 輔助性業務功能

輔助性業務功能包括遇緊急情況的呼叫轉移業務、組呼遲后的進入、超越覆蓋的指示業務、會議的呼叫業務、調度區域的選擇、錄音以及遠程調度臺的接入功能[2]。

2.4 網絡管理的功能

專用的無線網絡管理和控制，強化網管的功能，可靈活、有效控制。詳細來說，網絡管理的功能包括以下幾點內容。(1)性能的管理。可搜集和測量數據和信息，跟蹤數據信息，及時發現和處理故障，發現不良狀態并進行警告和處理。(2)配置的管理，包括路由管理、無線電網管理、軟件管理以及時間管理。(3)用戶管理。用戶管理和其他管理業務相比內容更多，包括封閉用戶群組的管理、群組的管理、用戶位置的管理、補充業務的管理、業務數據的管理以及用戶數據的管理等[3]。

2.5 無線廣播的功能

建議在車廂內部列車廣播系統的通信通道中進行預留，有利于更好地處理列車出現的緊急情況，及時廣播告知。若列車發現緊急情況，乘客可第一時間按動車廂內設置的緊急救助按鈕，及時和指揮中心以及防災調動人員交流和溝通。

3 城市軌道交通專用無線通信系統方案規劃

3.1 系統調制式的選擇

結合當下發展現狀，無線指揮系統制式可以選擇長期演進(Long Term Evolution，LTE)、鐵路綜合數字移動通信系統(Global System for Mobile Communications-Railway，GSM-R)、數字集群、模擬集群、常規類無線通信[4]。

3.2 基站配置方案的選擇

以南京市地鐵十一號線為案例，此工程共需要建設約20個車站以及一座車輛段和一座控制中心。在確保工程質量的前提下，結合此工程的線路分布特點以及專用的無線調度和指揮系統，應優先選擇兩種不同的組網方案。(1)全基站小區制方案。(2)多基站中區的配置方案。選擇這兩種基站方案，可以結合實際情況，劃分出不同種類基站覆蓋區。在該工程項目里，區域段的地面部分可以選擇全天線的模式來覆蓋整個現場，各個車站的展廳以及站臺的覆蓋利用功分器以及耦合器的當時處理。各個隧道區間則可選擇利用泄露同軸的電纜，采用上下行合的模式覆蓋。多基站的中區制方案，可把基站設置于車輛段[5]。

3.3 射頻覆蓋方案的選擇

首先，沿地下運行的線路與地下車站中島式電臺區域，可選擇泄露同軸輻射的模式。其次，沿線地下車站內的換乘通道、入口通道可設置為室內吸頂低廓天線的模式。最后，車輛段可以選擇室外朝向全天線的模式來覆蓋，運用庫室內的區域可結合最終場強的結果，選擇光纖直放站和室內低廓天線來補強。

3.4 射頻配置方案的選擇

射頻配置標準需要以最大限度地降低或者減少各種不同類型頻率的干擾以及強化頻率的實際應用價值作為最終原則。頻率的干擾包括多種類型，如互調式的干擾、鄰道式的干擾、同頻干擾等。此外，頻率的配置需要考慮怎樣把干擾控制最小化，尤其是三階的互調式干擾。此工程在建設期間，建議選擇3組頻率(也就是ABC的方式)，保證每組有兩對頻率，3組頻率可以選擇利用ABC相互交替的方法，把其布置在20座車站，也就是正線可以選擇6對載頻，而車輛段可以采取2對載頻[6]。

4 結語

為了落實城市軌道交通專用無線通信系統方案規劃的重要性以及各個要點，除了做好射頻方式的選擇、方案的選擇工作外，還要注意以下幾個方面的問題。(1)在設備出廠前，需要結合實際情況，深入分析每個裝置和設備的安全性以及質量指標，尤其是那些進口的裝置，應用前需要及時檢測，記錄好工程現場的數據配置數量。此外，設備在出廠前也要進行整體的檢測和測試，交給設備廠家的專門檢測人員處理，調試工程師可以作為輔助人員配合進程檢測。(2)結合各個檢測結果、數據信息，對城市軌道交通專用無線通信系統方案進行規劃。(3)考慮到各個設備的調試工期不同以及調試環境和工期的不確定性，為了確保動車調試設備、工期以及工作人員的人身安全，必須注重入場前的準備工作。特別是對頻率的配置，需要考慮怎樣把干擾控制到最小，尤其是三階的互調式干擾。臨時電源實施調試時，必須采取科學、有效的舉措，這樣才能控制好現場的調試時間，保證城市軌道交通專用無線通信的系統方案規劃更加合理且滿足實際需求。