軌道交通中無線智能視信系統(tǒng)的應(yīng)用

朱 奎

（廣州地鐵工程咨詢有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

無線智能視信系統(tǒng)主要?jiǎng)澐譃楹诵臋C(jī)械和各類手持臺(tái)2 部分，利用IP 網(wǎng)絡(luò)連接中心設(shè)備。通過連接不同網(wǎng)關(guān)和各類系統(tǒng)，有利于順利開展相關(guān)工作，輔助相關(guān)技術(shù)人員深入分析系統(tǒng)實(shí)際情況，計(jì)劃并解決發(fā)現(xiàn)的問題[1]。無線智能視信系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 無線智能視信系統(tǒng)架構(gòu)

1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求

在綜合承載網(wǎng)絡(luò)中廣泛利用10 MHz 頻點(diǎn)，頻點(diǎn)分配方式和業(yè)務(wù)承載內(nèi)容如表1 所示。

表1 頻點(diǎn)分配方式和業(yè)務(wù)承載內(nèi)容

2 無線智能視信系統(tǒng)應(yīng)用于軌道交通通信系統(tǒng)涉及的技術(shù)

2.1 開放式傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

利用開放式傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)涉及較多數(shù)據(jù)和接口，可以為城市軌道交通提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，保障軌道交通運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低故障發(fā)生率[2]。當(dāng)前行業(yè)范圍內(nèi)沒有這項(xiàng)技術(shù)使用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，限制了其應(yīng)用，不利于定期升級(jí)優(yōu)化系統(tǒng)。近年來，我國不斷發(fā)展軌道交通行業(yè)，已經(jīng)成為人們?nèi)粘３鲂械氖滓x擇。隨著軌道交通寬帶環(huán)境不斷完善和創(chuàng)新，開放式傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已無法全面滿足寬帶需求[3]。

2.2 同步數(shù)字傳輸技術(shù)

利用同步數(shù)字傳輸技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集同步傳輸。相比于開放式傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同步數(shù)字傳輸技術(shù)成熟度較高，不僅具備統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，提高了系統(tǒng)更新?lián)Q代的便利性，而且可以發(fā)揮自愈功能和網(wǎng)管功能。但同步數(shù)字傳輸技術(shù)在應(yīng)用過程中存在不足，如同步數(shù)字傳輸技術(shù)的服務(wù)功能，包括語音、數(shù)據(jù)和圖像等業(yè)務(wù)水平需要進(jìn)一步提高。

2.3 異步轉(zhuǎn)移模式技術(shù)

利用異步轉(zhuǎn)移模式技術(shù)不僅可以滿足多樣化業(yè)務(wù)對(duì)象的各種續(xù)期，服務(wù)于各項(xiàng)業(yè)務(wù)，而且可以提高寬帶使用效率。異步轉(zhuǎn)移模式技術(shù)的缺點(diǎn)是技術(shù)復(fù)雜，影響技術(shù)應(yīng)用的準(zhǔn)確性和可靠性，且支付成本較高[4]。

2.4 寬帶集群系統(tǒng)技術(shù)

在實(shí)際應(yīng)用過程中，寬帶集群系統(tǒng)技術(shù)利用1.8 GHz 專用頻點(diǎn)和專用的無線通信系統(tǒng)，可以最大限度地滿足通信工作的需求。通過控制中心進(jìn)行智能通信，方便聯(lián)系指揮人員、車站值班人員和移動(dòng)工作人員等。例如，在實(shí)際工作中，維修作業(yè)人員通過語音通話、視頻通話、短信通信等方式聯(lián)系其他工作人員，共同制定科學(xué)的維修計(jì)劃，順利完成工作任務(wù)。不僅可以發(fā)揮語音通話功能和視頻通話功能，而且有效發(fā)揮了長期演進(jìn)（Long Term Evolution，LTE）寬帶集群系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢。無線通信子系統(tǒng)之間可以獨(dú)立性通話，不相互干擾，有利于提高整體的服務(wù)質(zhì)量。

3 無線智能視信系統(tǒng)功能

3.1 系統(tǒng)服務(wù)用戶

在通話過程中開展無線通信工作，系統(tǒng)中的指揮和安防等工作人員可以利用寬帶集群系統(tǒng)技術(shù)順利開展語音呼叫和短信聯(lián)系等。例如，維修人員之間可以利用語音呼叫和短信聯(lián)系等；車站值班人員和車內(nèi)移動(dòng)人員之間可以實(shí)現(xiàn)語音組呼和語音單呼等；車站值班人員可以廣播呼叫，無須列車司機(jī)手動(dòng)轉(zhuǎn)呼，即可組呼車站內(nèi)客戶人員和值班人員等。

開展編組編號(hào)工作時(shí)，以業(yè)務(wù)需求為基礎(chǔ)，合理分配不同用戶的號(hào)碼。移動(dòng)用戶之間如果需要聯(lián)系，主要是利用中繼臺(tái)和調(diào)度臺(tái)進(jìn)行轉(zhuǎn)接。為提高通信聯(lián)系的便利性，避免發(fā)生錯(cuò)誤轉(zhuǎn)接的情況，需要設(shè)計(jì)具體的聯(lián)絡(luò)分配方式。無線智能視信系統(tǒng)的編組功能具有靈活性，可以根據(jù)各類部門和各類業(yè)務(wù)等，科學(xué)設(shè)計(jì)不同通話小組。不同通話小組指的是劃分不同通話用戶的通話小組[5]?？梢栽诙鄠€(gè)通話組同時(shí)編入同一個(gè)用戶，根據(jù)大組、中組、小組形式編制通話組。操作人員利用調(diào)度臺(tái)進(jìn)行編組，不僅可以保障編組工作的靈活性，而且可以隨時(shí)修改群組。其中，視頻業(yè)務(wù)主要是利用無線智能視信系統(tǒng)科學(xué)分發(fā)各種視頻，實(shí)現(xiàn)不同視頻之間的聯(lián)動(dòng)。

3.2 系統(tǒng)功能

3.2.1 秘密呼叫功能

秘密呼叫可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)一呼叫。在私人通話中，秘密呼叫利用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全雙工通信，只有通話雙方能聽見通信內(nèi)容。群集使用者與調(diào)度臺(tái)用戶之間進(jìn)行秘密呼叫，系統(tǒng)可以提供無線業(yè)務(wù)資源。使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全雙工通信的情景主要有2 種，一是調(diào)度員在開展緊急呼叫業(yè)務(wù)時(shí)使用全雙工模式，無須電話呼叫；二是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全雙工內(nèi)部通信，如安排用戶和用戶之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的語音通話。

3.2.2 語音廣播功能

電話廣播是由調(diào)度臺(tái)啟動(dòng)的一種點(diǎn)對(duì)多通話，以整個(gè)網(wǎng)絡(luò)或某一特定地區(qū)的所有用戶為通話目標(biāo)，劃分為全網(wǎng)廣播群和區(qū)域廣播群。在不需要任何客戶簽約的情況下，處于特定地區(qū)的客戶可以收到廣播呼叫。調(diào)度員可以使用廣播方式呼叫整個(gè)群集的所有使用者，也可以呼叫指定群集的使用者。全網(wǎng)廣播群組是指在全網(wǎng)范圍內(nèi)的全體使用者，且只能建立一支完整的網(wǎng)路廣播群組。地區(qū)廣播群是指某一地區(qū)中的使用者，由基地臺(tái)清單來劃分該地區(qū)的廣播群。地區(qū)廣播群在開設(shè)賬戶時(shí)，需要根據(jù)所選的基站名稱或基站ID 劃分地域，同時(shí)允許有多個(gè)區(qū)域播放群。各地區(qū)播放群在開設(shè)賬戶時(shí)不能有地區(qū)重疊，并且每個(gè)緊急電話后面要有一個(gè)廣播電話。當(dāng)一個(gè)廣播調(diào)用被啟動(dòng)后，在該區(qū)域內(nèi)或當(dāng)前監(jiān)聽群組的優(yōu)先級(jí)地理廣播調(diào)用的群集用戶會(huì)立即收到廣播呼叫。網(wǎng)絡(luò)整體播放群比地區(qū)播放群優(yōu)先權(quán)高。在廣播通話時(shí)，只有發(fā)出通話請(qǐng)求的使用者可以享有上行鏈路資料，其他使用者無法使用上行鏈路資料。廣播通話只能由調(diào)度人員發(fā)出，而不能由廣播通話用戶行使，即只有發(fā)起者有通話權(quán)。

3.2.3 視頻回傳功能

終端可以利用LTE 無線網(wǎng)絡(luò)向調(diào)度臺(tái)回傳拍攝的視頻。調(diào)度臺(tái)和終端可以主動(dòng)發(fā)起視頻回傳業(yè)務(wù)。用戶可以根據(jù)自身需求打開或關(guān)閉視頻伴音。

3.2.4 視頻分發(fā)功能

調(diào)度臺(tái)可以向指定的終端分發(fā)視頻，利用一路視頻向一個(gè)或多個(gè)終端分發(fā)視頻。其中，支持的終端包括調(diào)度臺(tái)、手持終端、解碼器等。用戶接收視頻后，可以選擇開啟或關(guān)閉伴音播放視頻。

3.2.5 動(dòng)態(tài)重組功能

系統(tǒng)采用視頻通信平臺(tái)重新組合呼叫群組或呼叫者，并將其與無線通信平臺(tái)之間的消息傳遞給移動(dòng)站，從而達(dá)到重新組合的目的。系統(tǒng)管理員具備動(dòng)態(tài)重組的群組優(yōu)先級(jí)，動(dòng)態(tài)重組可以在一個(gè)通話組中加入或刪除一個(gè)或多個(gè)無線用戶。系統(tǒng)向無線用戶機(jī)發(fā)送一次命令，并等待目標(biāo)無線終端反饋。

3.2.6 陸上集群無線電互通功能

在陸上集群無線電（Trans European Trunked Radio，TETRA）互通功能基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了一種基于分布式網(wǎng)絡(luò)的分布式通信網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)采用分簇路，由協(xié)議完成與TETRA 系統(tǒng)的互聯(lián)。在LTE 專用網(wǎng)絡(luò)中，不僅支持TETRA 用戶分組通話，而且可以通過LTE 專用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)TETRA 用戶的組通話。

3.2.7 二次開發(fā)功能

地鐵運(yùn)營系統(tǒng)具有專用性特征，可以滿足一些特殊功能需求。目前，地鐵運(yùn)營系統(tǒng)已經(jīng)開始推廣計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，以助力管理工作。為滿足二次開發(fā)生產(chǎn)單運(yùn)營需求，如便捷地下達(dá)客運(yùn)服務(wù)信息或下發(fā)報(bào)修派工單，利用開放式操作系統(tǒng)和軟件拓展業(yè)務(wù)，提供各種邊界接口和協(xié)議，以更好地開發(fā)系統(tǒng)。無線通信網(wǎng)絡(luò)具有智能化和數(shù)字化優(yōu)勢，為及時(shí)解決運(yùn)維工作中存在的不足，可以利用大數(shù)據(jù)分析和網(wǎng)絡(luò)云互聯(lián)等技術(shù)，整合系統(tǒng)技術(shù)資源。因此，在實(shí)際工作中需要加大研究力度，有效創(chuàng)新產(chǎn)品研發(fā)、運(yùn)維和管理模式。

3.2.8 錄音功能

在中央設(shè)置一個(gè)錄制服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)錄音功能。該音頻服務(wù)器包括2 個(gè)網(wǎng)絡(luò)卡。網(wǎng)絡(luò)卡通過切換器連接到多媒體分配器，交換機(jī)上配置有端口映像，向錄制服務(wù)器傳送所需的控制信號(hào)和音頻數(shù)據(jù)。通過錄制服務(wù)器解析控制信號(hào)，按照控制信號(hào)編碼處理儲(chǔ)存的聲訊流數(shù)據(jù)。在錄制平臺(tái)上，可以通過互聯(lián)網(wǎng)接入錄制平臺(tái)上的音頻文檔實(shí)現(xiàn)重放。

3.2.9 網(wǎng)管功能

軌道交通通信系統(tǒng)屬于綜合性管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)集群設(shè)備一體化管理，包括寬帶終端、基站、核心網(wǎng)等，為其他或第三方裝置邏輯視圖提供支持，構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)視圖。從設(shè)備管理和寬接終端管理等多方面支持專網(wǎng)，并管理和利用設(shè)備。該系統(tǒng)為各種網(wǎng)絡(luò)的大小管理方案提供支持，滿足各種類型網(wǎng)絡(luò)管理需求，通過預(yù)設(shè)與預(yù)留接口向第三方網(wǎng)絡(luò)管理人員報(bào)告設(shè)備資源、告警、網(wǎng)絡(luò)單元性能文件及網(wǎng)絡(luò)配置文件等。第一，網(wǎng)絡(luò)管理函數(shù)管理網(wǎng)絡(luò)單元產(chǎn)生的性能信息，即統(tǒng)一管理分時(shí)長期演進(jìn)（Time Division Long Term Evolution，TD-LTE）專用網(wǎng)絡(luò)單元的性能服務(wù)。第二，失效管理即管理報(bào)警系統(tǒng)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測整個(gè)網(wǎng)元的報(bào)警信息，掌握?qǐng)?bào)警信息的等級(jí)、類型和產(chǎn)生原因，并處理出現(xiàn)的報(bào)警信息。第三，軟件管理主要是統(tǒng)一管理網(wǎng)元的軟件、補(bǔ)丁、文件及授權(quán)等。第四，安全管理是為了確保系統(tǒng)、授權(quán)使用者和使用者群的安全。第五，終端管理系統(tǒng)主要有終端軟件的管理、終端呼叫記錄的收集與管理、終端的配置等。第六，日志管理網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行安全，并遠(yuǎn)程收集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。第七，通過定期對(duì)網(wǎng)元的巡視和調(diào)節(jié)，可以有效避免網(wǎng)絡(luò)故障。

4 結(jié) 論

文章重點(diǎn)分析軌道交通中無線智能視信系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展，研發(fā)無線通信系統(tǒng)，助力城市運(yùn)輸系統(tǒng)的規(guī)劃和發(fā)展，具有良好的發(fā)展趨勢。在這一領(lǐng)域，無線智能視信系統(tǒng)以1.8 GHz LTE 調(diào)度系統(tǒng)為載體。隨著科技的飛速發(fā)展，其將逐步取代現(xiàn)有的地鐵無線通信系統(tǒng)，并在今后的軌道交通中發(fā)揮更大的作用，實(shí)現(xiàn)軌道運(yùn)營的智能化和人性化，以提高系統(tǒng)的安全性。