劉劍鋒

【摘要】 根據(jù)合肥軌道交通建設(shè)規(guī)劃情況，分析合肥市軌道交通專用無線通信系統(tǒng)頻率的復(fù)用模式，合理規(guī)劃頻率，節(jié)約頻率資源，提高頻率利用率。

【關(guān)鍵詞】 軌道交通 專用無線通信 頻率復(fù)用 頻率規(guī)劃

一、合肥市軌道交通線網(wǎng)建設(shè)情況

1.1 第一輪建設(shè)規(guī)劃

2008年，合肥市編制完成第一輪建設(shè)規(guī)劃《合肥市城市軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃（2009-2016年）》，提出至2016年合肥城市軌道交通建設(shè)方案由1號線和2號線組成，形成“十”字形的基本骨架，建設(shè)方案線路總長53km。2012年6月，1號線全線開工；2013年2月，2號線潛山路站開工；預(yù)計(jì)1、2號線分別于2016年和2017年建成通車運(yùn)營。

1.2 第二輪建設(shè)規(guī)劃

2014年，合肥市編制完成第二輪建設(shè)規(guī)劃《合肥市城市軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃（2014-2020）》，提出近期（2016-2020年）新建軌道交通3、4、5號線。其中，3號線：全長37.4km，共33個(gè)站，于2014年10月開工建設(shè)，2019年10月建成通車；4號線：全長36km，共28個(gè)站，計(jì)劃2015年開工建設(shè)， 2020年中建成通車；5號線：全長40.3km，共34個(gè)站，計(jì)劃2016年開工建設(shè)， 2020年底建成通車。

二、軌道交通線網(wǎng)專用無線通信系統(tǒng)頻率規(guī)劃的必要性

軌道交通建設(shè)作為城市市政基本建設(shè)，是提高城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的必要保障之一，同時(shí)也是反映城市綜合實(shí)力的一項(xiàng)重要指標(biāo)。軌道交通運(yùn)輸安全直接關(guān)系到人民的生命財(cái)產(chǎn)，而軌道交通的專用無線通信系統(tǒng)是保證列車運(yùn)輸安全的基本保證。

軌道交通專用無線通信系統(tǒng)在軌道交通運(yùn)輸中起著舉足輕重的作用，其專用性、特殊性（大部分運(yùn)營區(qū)間位于地下）和極高的可靠性、可用性要求也決定了軌道交通專用無線通信應(yīng)該建立自己的專用無線通信網(wǎng)。至2020年，根據(jù)合肥城市軌道交通建設(shè)規(guī)劃，將相繼開通1、2、3、4、5等5條城市軌道交通線路，各條線均需相應(yīng)建設(shè)無線通信系統(tǒng)和安排指配頻率。

為了節(jié)省寶貴的無線頻率資源，最大限度地合理利用這部分頻率資源，進(jìn)行合肥城市軌道交通線網(wǎng)專用無線通信系統(tǒng)頻率規(guī)劃非常必要。

三、 軌道交通專用無線通信系統(tǒng)頻率規(guī)劃方案研究

3.1 基站載頻數(shù)配置

軌道交通專用無線通信系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)有：調(diào)度通信、電話互聯(lián)通信、數(shù)據(jù)通信。根據(jù)其他城市軌道交通經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)營數(shù)據(jù)，測算無線通信系統(tǒng)話務(wù)量。網(wǎng)絡(luò)話務(wù)量模型如下表所示：

參考其他地鐵無線通信使用情況的調(diào)查分析，正常運(yùn)營時(shí)每站最大用戶數(shù)不大于20人，緊急情況下按70人計(jì)算，則每個(gè)基站話務(wù)量為0.875 Erl，

按愛爾蘭C表，所需信道數(shù)為4個(gè)。在TETRA系統(tǒng)中，基站的第一個(gè)載頻提供3個(gè)業(yè)務(wù)信道和1個(gè)控制信道，而每增加1個(gè)載頻提供3～4個(gè)業(yè)務(wù)信道，故每基站按兩載頻配置。

3.2 頻率分配

根據(jù)CCIR901所建議的互調(diào)最小的等間隔頻率指配。其中800MHz集群通信系統(tǒng)占用806～821MHz（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收）和851～866MHz（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）兩段頻率，收發(fā)間隔45MHz，每段15MHz，每個(gè)載頻間隔為25KHz，總共600個(gè)載頻。600個(gè)載頻劃分為三小段，每小段200個(gè)載頻。每200個(gè)載頻又分為10個(gè)大組，每大組分成2個(gè)中組，每中組10個(gè)載頻。軌道交通線路車站安裝的都是兩載頻基站，因此每個(gè)車站使用的頻率是由2對頻率構(gòu)成的載頻組，要求所有頻率間隔最小為20個(gè)載頻，同時(shí)每組（同一基站）2個(gè)工作載頻之間的間隔最小為40個(gè)載頻，即40×25KHz=1MHz，以減小互調(diào)干擾的影響，并便于提高基站發(fā)射合路器的隔離度指標(biāo)。

3.3 頻率申請?jiān)瓌t

1、在滿足合肥城市軌道交通線網(wǎng)（1—5號線）專用無線通信的使用需求的基礎(chǔ)上，考慮需要使用的頻率數(shù)量。

2、盡可能降低和減少各種類型的頻率干擾。頻率干擾的類型有同頻干擾、鄰道干擾、互調(diào)干擾等。而頻率配置主要考慮頻率在地域上的復(fù)用。

3、采用CCIR901報(bào)告所建議的互調(diào)最小的等間隔頻率指配?；据d頻之間頻率的間隔盡可能加大。

3、為提高頻率利用率，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通常采用多小區(qū)頻率復(fù)用技術(shù)，在鏈狀網(wǎng)中，通常采用三頻組頻率ABC復(fù)用方式，以提高頻率利用率并盡可能減小同頻干擾的影響。

5、合肥城市軌道交通線網(wǎng)（1—5號線）共有11個(gè)換乘車站，換乘站由2條及以上的線路經(jīng)過，專用無線通信系統(tǒng)需要采用兩組及以上的頻率信號進(jìn)行覆蓋，控制換乘站頻率干擾。

3.4 頻率規(guī)劃

縱觀合肥城市軌道交通的近期和遠(yuǎn)景規(guī)劃，完整的軌道交通網(wǎng)絡(luò)存在3線軌道換乘站（如：高鐵南站），在這些換乘站中三條線路的基站均須對其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋，即在該換乘站中需要3組頻率。由于地上、地下空間均采用漏纜方式覆蓋，其信號覆蓋針對性強(qiáng)，不易對其他區(qū)間產(chǎn)生干擾。因此，建議線路覆蓋可以采用A、B、C的方式進(jìn)行頻率復(fù)用。對于，車輛段、停車場的開放區(qū)域，采用天線空間波的方式進(jìn)行信號覆蓋。根據(jù)以往的其他城市軌道交通的特點(diǎn)，對于軌道交通各條線路的車輛段和停車場，一般各自單獨(dú)復(fù)用一組頻率。

濱湖控制中心是軌道交通1、2、3、4、5號線的控制中心，其調(diào)度大廳需進(jìn)行信號覆蓋?？刂浦行囊话銥榈孛娼ㄖ渚徒囌疽话銥榈叵萝囌?，考慮到OCC 只作調(diào)度大廳的室內(nèi)信號覆蓋， 在進(jìn)行系統(tǒng)信號覆蓋設(shè)計(jì)時(shí)盡量控制信號的覆蓋范圍， 因此采用從就近車站引出信號進(jìn)行調(diào)度大廳的信號覆蓋。考慮到消防、公安及災(zāi)備等特殊條件下，同時(shí)結(jié)合其他城市軌道交通的特點(diǎn)，還需要申請應(yīng)急備用頻率一組，脫網(wǎng)直通模式下單獨(dú)使用一組。

綜上所述，區(qū)間正線3組、換乘站（2、3線換乘）3組，停車場1組，車輛段1組，脫網(wǎng)直通1組，備用1組，共需頻率10組20對頻率。

四、結(jié)語

合肥市無線頻率資源緊缺，市政、公安、機(jī)場、企業(yè)等各行各業(yè)對無線頻率資源的需求越來越多，必須合理規(guī)劃頻率區(qū)域，進(jìn)行頻率復(fù)用，提高頻率利用率。軌道交通專用無線通信系統(tǒng)是運(yùn)營管理不可缺少的通信工具，應(yīng)充分利用有限的頻率資源為軌道交通服務(wù)。

遵循總體規(guī)劃、合理利用、優(yōu)化配置、確保應(yīng)用的原則，根據(jù)軌道交通網(wǎng)對無線通信系統(tǒng)的需求，提出一個(gè)合理、先進(jìn)、可擴(kuò)充的數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)方案，結(jié)合該網(wǎng)絡(luò)方案提出合肥城市軌道交通線路專用無線通信系統(tǒng)頻率規(guī)劃方案。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]合肥軌道公司 《合肥市城市軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃（2009-2016年）》

[2]合肥軌道公司 《合肥市城市軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃（2014-2020年）》

[3]合肥軌道公司 合肥市軌道交通1號線、2號線設(shè)計(jì)文件

[4]信息產(chǎn)業(yè)部 《800MHz數(shù)字集群通信頻率臺(tái)（站）管理規(guī)定》 信部無[2007] 173號文

[6]黃標(biāo)，彭木根.無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化導(dǎo)論[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2009