吳仕建

（民航華北空管局，北京 100621）

TETRA數(shù)字集群在民航移動通信中的發(fā)展應(yīng)用

吳仕建

（民航華北空管局，北京 100621）

本文介紹了集群通信在中國民航的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀，全民航數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、管理、運(yùn)維及發(fā)展的方向，結(jié)合民航行業(yè)特點(diǎn)的數(shù)字集群通信增值應(yīng)用，民航數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)發(fā)展所面臨的問題，探討建立應(yīng)急聯(lián)動的必要性及方式。

數(shù)字集群；TETRA；專用網(wǎng)絡(luò)；增值應(yīng)用；應(yīng)急通信；應(yīng)急聯(lián)動

1 引言

從1994年底起，民航大多數(shù)大中型機(jī)場都建立了摩托羅拉800MHz模擬集群移動通信系統(tǒng)，這是由民航總局統(tǒng)一規(guī)劃在民航使用的地面移動指揮調(diào)度系統(tǒng)。模擬集群系統(tǒng)在滿足民用航空的日常管理以及執(zhí)行各種航班、專機(jī)等任務(wù)，還有處理突發(fā)和緊急事件時(shí)起了非常重要的作用。

隨著民航事業(yè)的飛速發(fā)展，業(yè)務(wù)量和業(yè)務(wù)范圍的不斷擴(kuò)大，功能需求不斷增加，民航原有模擬集群通信系統(tǒng)的弊端也逐漸顯現(xiàn)出來。如頻率資源浪費(fèi)，保密功能差，聯(lián)網(wǎng)困難，不能在機(jī)場之間漫游，無數(shù)據(jù)傳輸功能，不能更好的拓展業(yè)務(wù)以滿足機(jī)場公安、安檢、消防等一些特殊部門的需求和日益發(fā)展的民航業(yè)需求。

2005年4月，濟(jì)南遙墻國際機(jī)場建立了一套TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)，這是第一個用于民航領(lǐng)域的數(shù)字集群系統(tǒng)，標(biāo)志著中國民航的集群通信將從模擬通信時(shí)代轉(zhuǎn)向數(shù)字通信時(shí)代。

2 數(shù)字集群移動通信

2.1 數(shù)字集群通信系統(tǒng)的特點(diǎn)

數(shù)字集群通信系統(tǒng)是在無線網(wǎng)絡(luò)接口采用數(shù)字調(diào)制解調(diào)方式，能夠提供的業(yè)務(wù)主要包括調(diào)度指揮、數(shù)據(jù)傳輸、電話業(yè)務(wù)（含集群網(wǎng)內(nèi)互通電話或與公眾網(wǎng)間互通的電話）等業(yè)務(wù)類型。

與傳統(tǒng)的模擬集群技術(shù)相比，數(shù)字集群具有頻譜利用率高、保密性好、抗干擾能力強(qiáng)；承載的業(yè)務(wù)類型豐富（可傳輸數(shù)據(jù)、圖像等各類信息），通話清晰度、調(diào)度功能靈活性以及通信安全性方面更是具有獨(dú)特的優(yōu)勢；與公網(wǎng)電話、數(shù)據(jù)等網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)簡便；數(shù)字終端設(shè)備小巧輕便、功能強(qiáng)大。

2.2 民航集群通信的特性

民航集群通信業(yè)務(wù)具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、保密性強(qiáng)、業(yè)務(wù)量大等特點(diǎn)，同時(shí)，民航各單位在機(jī)場的業(yè)務(wù)網(wǎng)點(diǎn)分布相對分散、業(yè)務(wù)類型多，而各單位之間或不同部門之間有著密切聯(lián)系，集群通信作為一種用于指揮調(diào)度通信的移動通信系統(tǒng)，為民航各單位提供了快速高效的移動通信指揮調(diào)度手段，在保障飛行安全及各駐場部門的正常運(yùn)營中發(fā)揮著不可替代的重要作用。

2.3 民航數(shù)字集群通信系統(tǒng)的體制

2000年底，我國信息產(chǎn)業(yè)部正式批準(zhǔn)和發(fā)布了SJ/T11228-2000《數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)體制》的行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)iDEN和TETRA。

iDEN系統(tǒng)為美國MOTOROLA公司于1994年推出的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，主要在北美、南美及亞洲等投入商業(yè)運(yùn)營。該系統(tǒng)具有無線電話、指揮調(diào)度通信、無線尋呼以及無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

TETRA系統(tǒng)是1995年歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)組織（ETSI）制訂的數(shù)字集群通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，它是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)委員會惟一認(rèn)可的數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)。它提供了非常靈活的組網(wǎng)方式，具有良好的開放性、兼容性和保密性，可提供傳統(tǒng)集群語音通信、非集群業(yè)務(wù)以及具有話音、數(shù)據(jù)傳輸、短信等豐富的業(yè)務(wù)功能。民航系統(tǒng)數(shù)字集群通信系統(tǒng)體制使用的是TETRA，這是由民航系統(tǒng)的安全性、及時(shí)性和保密性等行業(yè)特點(diǎn)決定的，關(guān)系到航空運(yùn)輸生產(chǎn)指揮調(diào)度的安全。

3 全民航數(shù)字集群的建設(shè)

3.1 全民航數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展規(guī)劃

2004年民航總局制定了全國民航數(shù)字集群通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展規(guī)劃，計(jì)劃分三步建成一個覆蓋全國大中型機(jī)場的數(shù)字集群通信網(wǎng)絡(luò)。

第一步在北京、上海、廣州三大機(jī)場建立交換控制中心及各自的基站，然后將三個中心進(jìn)行互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)中心之間的數(shù)據(jù)交換。第二步在已有模擬集群通信系統(tǒng)的機(jī)場建設(shè)數(shù)字集群通信基站，并與相應(yīng)的交換控制中心實(shí)現(xiàn)相連，共享其交換機(jī)的資源。第三步在需要數(shù)字集群通信的機(jī)場建設(shè)基站，并與相應(yīng)交換控制中心互聯(lián)。

3.2 全民航數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的意義

機(jī)場集群移動通信是保障機(jī)場乃至整個民航系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個重要環(huán)節(jié)，全國性數(shù)字集群的構(gòu)建是民航發(fā)展的重要一步，也是民航發(fā)展的一個必然。

分階段建設(shè)全國性機(jī)場數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)大大節(jié)省了投資成本。三大樞紐機(jī)場構(gòu)建交換中心后，周邊機(jī)場便可直接建基站與交換中心共享資源，這樣便減少了周邊機(jī)場投入的硬件建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)營管理成本。

數(shù)字系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)能夠節(jié)省頻率資源，解決機(jī)場間的調(diào)度通信及機(jī)場間的緊急調(diào)度問題。終端機(jī)場還可在集群通信公用網(wǎng)內(nèi)組成各自機(jī)場的虛擬專網(wǎng)，提供專用調(diào)度臺以及專網(wǎng)所具有的功能，能夠滿足全國性機(jī)場公網(wǎng)和機(jī)場虛擬專網(wǎng)等用戶的不同需要。

民航數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)是中國第一個全國性的數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)，將帶動其他交通運(yùn)輸?shù)炔块T的全國性網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。在未來的發(fā)展趨勢中，對大區(qū)域的聯(lián)合指揮調(diào)度的要求也會逐漸提高，那時(shí)機(jī)場已擁有的數(shù)字系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)能夠方便地整體并入，這對未來大區(qū)域乃至全國通信聯(lián)動系統(tǒng)的發(fā)展有很大意義。

4 民航數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)

4.1 民航三大中心的建立

從2007底在民航總局空管局統(tǒng)一規(guī)劃和組織下，開始建設(shè)由歐洲宇航防務(wù)集團(tuán)（EADS）提供的TETRA數(shù)字集群通信網(wǎng)路。首先在北京首都國際機(jī)場、上海浦東國際機(jī)場及廣州白云國際機(jī)場建設(shè)三大交換中心及相應(yīng)的基站，同時(shí)在成都機(jī)場建立一個備用交換中心。從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程互聯(lián)數(shù)據(jù)交換，異地漫游和遠(yuǎn)程調(diào)度，提供了豐富的數(shù)據(jù)應(yīng)用和互聯(lián)服務(wù)，并為隨后周邊各機(jī)場建設(shè)數(shù)字集群通信系統(tǒng)創(chuàng)造了條件。

三大中心的建立，極大地緩解了三大機(jī)場日益增長的用戶量和環(huán)境壓力，為三大機(jī)場的航空公司、貨運(yùn)、地勤、機(jī)場公安、油庫等各類專業(yè)部門提供了安全可靠的數(shù)字化指揮調(diào)度通信業(yè)務(wù)，為航班的正點(diǎn)率及機(jī)場運(yùn)營的高效率發(fā)揮了不可替代的作用，這是中國第一個全國性的數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)。

4.2 各地機(jī)場的建設(shè)情況

近年來，數(shù)字集群通信系統(tǒng)在全國民航得到了廣泛的應(yīng)用，隨著民航數(shù)字集群用戶數(shù)的持續(xù)增加，以數(shù)字集群通信指揮為主的移動指揮調(diào)度網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)量也日益增加，網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)模及范圍也在不斷增大。目前，在北京、上海、廣州、成都、天津、深圳、西安、沈陽、昆明、南昌、珠海、杭州、重慶、拉薩、烏魯木齊、哈爾濱及貴陽等機(jī)場開通了TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)。

數(shù)字集群通信系統(tǒng)在民航各機(jī)場的陸續(xù)投入運(yùn)行，有效地解決了原模擬集群系統(tǒng)對講機(jī)數(shù)量不足、通信信道少、通話質(zhì)量差等問題，滿足了用戶對通信業(yè)務(wù)的需求，為機(jī)場安全生產(chǎn)和指揮調(diào)度提供了有效保障，提升了機(jī)場地面服務(wù)保障能力。

5 數(shù)字集群通信網(wǎng)絡(luò)的管理和運(yùn)維

提高數(shù)字集群通信網(wǎng)絡(luò)的管理與運(yùn)維，以更好地保證機(jī)場航班的正點(diǎn)率以及機(jī)場運(yùn)營的高效率，它關(guān)系到民航的航空運(yùn)輸生產(chǎn)及指揮調(diào)度的安全。

5.1 網(wǎng)絡(luò)管理

網(wǎng)絡(luò)管理是保證數(shù)字集群通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營正常、安全運(yùn)行的重要基礎(chǔ)保障，主要涵蓋對數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、環(huán)境等方面的全面管理。設(shè)備管理包括對交換機(jī)、基站的性能管理、優(yōu)化配置及故障檢修等；傳輸網(wǎng)絡(luò)管理包括傳輸線路及傳輸設(shè)備的管理；環(huán)境管理則包括電磁環(huán)境監(jiān)測、動力設(shè)備及機(jī)房環(huán)境等。

5.2 用戶管理

用戶管理允許用戶組織掌握自己的信息和業(yè)務(wù)，并進(jìn)行管理。用戶管理能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)管理員和用戶組織提供網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)使用狀況的詳細(xì)信息，并為用戶組織提供相關(guān)信息以滿足其特殊需求，允許網(wǎng)絡(luò)管理員對用戶組織進(jìn)行計(jì)費(fèi)管理。

5.3 無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

數(shù)字集群通信網(wǎng)絡(luò)的信號覆蓋情況需要無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，對無線信號覆蓋進(jìn)行故障分析，使相關(guān)部門能夠密切跟蹤相關(guān)區(qū)域的無線信號覆蓋情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題以更好地解決網(wǎng)絡(luò)故障，實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配置和網(wǎng)路性能的最大化。

5.4 應(yīng)急預(yù)案

為保障數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急通信正常，數(shù)字集群通信網(wǎng)的設(shè)備管理、運(yùn)行管理和用戶管理需要制定周密的通信保障應(yīng)急預(yù)案，明確相關(guān)原則及操作流程，為集群應(yīng)急通信提供切實(shí)可行的實(shí)施預(yù)案。

5.5 用戶培訓(xùn)

有了先進(jìn)的通信系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性在很大程度上取決于人員的技能和服務(wù)。既要對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理及維護(hù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，也要對數(shù)字集群系統(tǒng)的用戶進(jìn)行培訓(xùn)。包括如何有效地使用終端和調(diào)度臺，出現(xiàn)情況時(shí)如何發(fā)出呼叫、如何講話，以提高一線人員處理事件的效率和準(zhǔn)確性。

6 數(shù)字集群通信系統(tǒng)的增值應(yīng)用

隨著數(shù)字集群通信系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展，各數(shù)字集群廠商和應(yīng)用開發(fā)商利用TETRA數(shù)字集群的資源及高級功能，針對各行業(yè)的需求研發(fā)了系列數(shù)字集群增值服務(wù)。如：無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)能滿足用戶遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)查詢、遙控等無線數(shù)據(jù)傳輸需求，用于電力、水利、交通、安防等領(lǐng)域；GPS智能化調(diào)度和監(jiān)控業(yè)務(wù)把位置監(jiān)控和語音調(diào)度有效結(jié)合，適用于交通、安防等領(lǐng)域。

民航也根據(jù)自身的特性充分挖掘數(shù)字集群通信的應(yīng)用潛力、提高數(shù)字集群通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行服務(wù)水平，滿足民航業(yè)不斷的發(fā)展需求和用戶的個性化需求。如發(fā)掘TETRA數(shù)字集群的各種高級功能和特色增值服務(wù)，包括動態(tài)重組、人員及車輛定位、信息發(fā)布、狀態(tài)信息、短信息和IP分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等。進(jìn)行相應(yīng)的定制開發(fā)，以提高數(shù)字系統(tǒng)的使用能力和用戶的工作效率。

7 民航系統(tǒng)數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展思路

由于民航數(shù)字集群系統(tǒng)屬于專用網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)對象是機(jī)場內(nèi)的在場單位，具有極強(qiáng)的特殊性，這就首先要求數(shù)字集群系統(tǒng)提供安全、可靠、準(zhǔn)確和優(yōu)質(zhì)的語音通信。

在此基礎(chǔ)上，還要結(jié)合民航行業(yè)各使用部門的特殊性提供特色的服務(wù)，發(fā)揮數(shù)字集群系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸、信息提供、電話互聯(lián)等方面的優(yōu)勢，提供靈活多樣的信息服務(wù)，為指揮調(diào)度提供及時(shí)、必要的信息支持。

加強(qiáng)民航各機(jī)場之間的直接互聯(lián)通信，將各機(jī)場之間的數(shù)字集群系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)對接，做到不同地域機(jī)場之間也可以通過集群終端進(jìn)行語音通信、信息通報(bào)等，為民航業(yè)內(nèi)聯(lián)合處置緊急情況、航班調(diào)度、及時(shí)通報(bào)航班信息、協(xié)調(diào)航班延誤等方面提供及時(shí)高效的通信手段。

8 民航數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)所面臨的問題

8.1 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

全民航數(shù)字集群通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)必須是一個有組織的、系統(tǒng)性的過程，需要整體考慮。而整體構(gòu)建及其規(guī)劃是否合理，將會影響全民航數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性。

8.2 系統(tǒng)應(yīng)急演練

民航數(shù)字集群通信系統(tǒng)承載著民航系統(tǒng)各單位正常運(yùn)轉(zhuǎn)、安全運(yùn)營的指揮調(diào)度業(yè)務(wù)，高效性、安全性和及時(shí)性是民航集群通信的特點(diǎn)。平時(shí)如何協(xié)調(diào)機(jī)場各有關(guān)進(jìn)行部門應(yīng)急演練，以保障在特殊情況下進(jìn)行集群通信指揮調(diào)度，處理緊急突發(fā)事件，是民航系統(tǒng)需要解決的問題。

8.3 民航機(jī)場應(yīng)急聯(lián)動的必要性及實(shí)現(xiàn)方式

社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給政府部門、公共安全、交通服務(wù)等與人們生活息息相關(guān)的領(lǐng)域提出了更高的要求。近幾年來突發(fā)事件的頻發(fā)造成了社會影響和經(jīng)濟(jì)損失，也為公共網(wǎng)絡(luò)和專業(yè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來了威脅，政府對突發(fā)事件的防范意識日益增強(qiáng)。

由于機(jī)場的地理位置和客觀環(huán)境的特殊性，為了處理突發(fā)的、特殊的緊急事件，民航機(jī)場應(yīng)急聯(lián)動應(yīng)該是一個跨單位、跨行業(yè)、跨區(qū)域的一個統(tǒng)一的指揮調(diào)度系統(tǒng)，以適應(yīng)統(tǒng)一指揮、快速反應(yīng)、統(tǒng)一應(yīng)急、聯(lián)合行動的需要，為機(jī)場和城市的公共安全提供強(qiáng)有力的保障。

（1）民航內(nèi)部

民航機(jī)場各單位應(yīng)急處理系統(tǒng)各自獨(dú)立，信息共享范圍和能力有限，難以應(yīng)對機(jī)場緊急和突發(fā)性事件的發(fā)生。為了提高民航機(jī)場整體的應(yīng)急處理能力，需要打破民航各單位之間的信息共享壁壘，利用數(shù)字集群通信系統(tǒng)通過集成控制方式建成民航集群通信網(wǎng)絡(luò)和信息共享平臺。這樣就可以為機(jī)場提供響應(yīng)迅速，信息統(tǒng)一的應(yīng)急聯(lián)動指揮調(diào)度平臺和機(jī)場綜合服務(wù)平臺。

這樣通過集成控制方式實(shí)現(xiàn)的平臺，可以使指揮中心人員能夠全面掌握信息、及時(shí)響應(yīng)、快速指揮調(diào)度、跟蹤事件處理情況，使指揮效率和能力水平得到了質(zhì)的提高。

（2）民航外部

無線集群調(diào)度指揮通信系統(tǒng)是應(yīng)急指揮救援最有效的通信保障，各大城市應(yīng)充分利用現(xiàn)有的無線集群通信網(wǎng)絡(luò)，在互利合作的基礎(chǔ)上建立應(yīng)急聯(lián)動協(xié)調(diào)機(jī)制。如首都機(jī)場的專用數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)，就可以和北京正通公司的數(shù)字集群公共網(wǎng)組建一個應(yīng)急聯(lián)動指揮調(diào)度系統(tǒng)，通過合作發(fā)揮各自優(yōu)勢，使機(jī)場集群通信服務(wù)更加完善、安全和可靠，從而提高雙方對各種突發(fā)事件和自然災(zāi)害的應(yīng)急處理能力和抗風(fēng)險(xiǎn)保障能力。

目前，民航數(shù)字集群通信還處于發(fā)展壯大的階段，還存在很多問題需要解決。民航集群通信的發(fā)展應(yīng)結(jié)合民航的行業(yè)特性找準(zhǔn)數(shù)字集群通信的定位，更好地發(fā)揮數(shù)字集群系統(tǒng)的優(yōu)勢，發(fā)展民航集群通信市場。隨著我國民航事業(yè)的不斷發(fā)展，全民航數(shù)字集群通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展一定會得到更大的提高。

[1] 鄭祖輝，陸錦華等．?dāng)?shù)字集群移動通信系統(tǒng)（第3版） ．北京：電子工業(yè)出版，2008年1月.

[2] 徐小濤．?dāng)?shù)字集群移動通信系統(tǒng)原理與應(yīng)用．北京：人民郵電出版社，2008年7月.

[3] 鄭祖輝．發(fā)展數(shù)字集群通信專網(wǎng)的探討[J]．移動通信，2006年04期.

[4] 潘娟．?dāng)?shù)字集群通信系統(tǒng)的安全保障[J]．當(dāng)代通信，2006年13期.

[5] 鄭祖輝．?dāng)?shù)字集群通信漫談[J]．電子世界，2003年12期.

TETRA Digital Trunked Radio Development and Application in Civil Aviation Mobile Communications

Wu Shijian
( North China Air Traffic Management Bureau, Beijing, 100621)

The article introduces the current development and application of digital trunking system in civil aviation segment, the construction, management, operation and development direction of civil aviation digital trunking radio network, the value-added applications with the industry characteristics, and the issues in the network development. And the aritile also probe to the necessity and ways to establish an emergency response mechanism

Digital trunking sytem; TETRA; private network; value-added applications; emergency response

10.3969/j.issn.1672-7274.2014.08.011

TN929.52文獻(xiàn)標(biāo)示碼：B

1672-7274（2014）08-0041-04