張瑞芳

?

地鐵無線通信系統(tǒng)方案設(shè)計及相關(guān)問題分析

張瑞芳

鄭州市軌道交通有限公司，河南 鄭州 450000

地鐵專用無線通信作為一個地鐵列車的高速運行操作和汽車之間的唯一的溝通方式管理組織，負有不僅確保順利操作，提高操作效率的義務(wù)，還承擔安全及地鐵乘客生命安全的使命。因此，地鐵專用無線通信系統(tǒng)設(shè)計，應(yīng)確保語音和數(shù)據(jù)通信功能，以及有效實施的調(diào)度管理功能，確保所有場強覆蓋，提高通信質(zhì)量作為最終目標。

地鐵無線通信；系統(tǒng)方案設(shè)計；相關(guān)問題

1 地鐵無線通信系統(tǒng)存在的問題

地鐵運行環(huán)境中的不同類型通信信號，可以不受約束地接入，致使信號之間產(chǎn)生了干擾，進而使地鐵通信信號受到了運行設(shè)備的影響。不可能需要不受限制地傳輸不同類型的信號，例如移動、聯(lián)通和其他信號。因此，鑒于以上要求，需要無線設(shè)備和相應(yīng)的技術(shù)，因為不同類型的設(shè)備不符合系統(tǒng)頻帶的要求，因此，信息泄露的情況經(jīng)常發(fā)生，安全問題容易出現(xiàn)；最關(guān)鍵的問題是信號輸送容易產(chǎn)生沖突，原因是其在輸送過程中，功率受到不同程度的影響。上述問題的存在，需要我們對技術(shù)進行革新，提升技術(shù)能力，推廣新技術(shù)的使用，確保地鐵運行的安全及信息的安全。

2 地鐵無線通信系統(tǒng)的設(shè)計選擇及對比

2.1 應(yīng)用用技術(shù)的選擇和比對

目前，對地鐵無線通信系統(tǒng)進行建設(shè)的時候，GMS-R（數(shù)字集群）、MPT1327（模擬集群），以及TETRA是最常見的通信應(yīng)用技術(shù)，在這三種途徑里面，GMS-R是基于公網(wǎng)GMS的技術(shù)。這種技術(shù)具有較高通信效率、較強綜合規(guī)劃能力的特點，能夠支持對共享無線通信資源城域應(yīng)用數(shù)字通信系統(tǒng)[1]。由于大型城市中GMS-R通信的密度和頻率較低，因此不考慮GMS-R的應(yīng)用模型和無人技術(shù)的設(shè)計。然而，這種方式反映了在中國地下無線通信系統(tǒng)的設(shè)計過程中，我們?nèi)匀豢梢詫W(xué)習(xí)到很多好的、有效的經(jīng)驗，因為技術(shù)創(chuàng)新的進一步發(fā)展開辟了一條新的道路。

2.2 地鐵無線通信系統(tǒng)方案選擇的比對

地鐵無線通信系統(tǒng)的種類較多，以目前的工作信道為標準，可以分為公共計劃的主要通道和專用通道兩種。公共信道方案也可分為數(shù)字集群模型和模擬集群這兩種方案[2]。專用頻道計劃要求每個頻道使用必須是獨特的、個人的，甚至是空的，且不能用于其他目的，所以它可以被分為中繼器的方式和車站平臺的方式。公共頻道數(shù)字中繼需求的解決方案需要設(shè)置多個渠道和調(diào)用一個控制通道。由于需要使用通道共享集群方案和動態(tài)信道分配技術(shù)，因此所有通道主要用來提供特殊通道忙時使用的概率。

通道的可靠性、穩(wěn)定性、擴張、流暢性、保密性和占用無線電頻率、頻道切換和轉(zhuǎn)換等優(yōu)勢是高于其他方案的。相對地，數(shù)字集群方案主要集中在低比特率的語音編碼方式的使用，用相同的載波頻率可以有多個頻率特性。TETRA標準是一種準集群的集群模式，并能解決單一業(yè)務(wù)、較弱的功能水平、低效率的頻率，而不是通過簡單地加密和模擬集群來解決技術(shù)問題。

2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比選

TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)根據(jù)地鐵線路的特點，按基站不同的設(shè)置方式可以有以下幾種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

（1）住宅系統(tǒng)。設(shè)置交換控制中心控制設(shè)備，再沿著地鐵線路設(shè)置基站，每個站交換控制設(shè)備。基站之間通過電纜傳輸通道，實現(xiàn)相互連接。沿著地鐵線路設(shè)置同軸電纜可以有效地加強雨傘行覆蓋率[3]。住房制度的缺點是投資成本高，火車司機和交通調(diào)度員之間需要切換越來越多的區(qū)域，而這有可能會被推遲；優(yōu)點是通道利用率較高，且車站工作人員和列車司機不需要撥號即可直接溝通。

（2）中央系統(tǒng)。設(shè)置交換控制中心控制設(shè)備，在地鐵沿線重要的車站設(shè)置基站設(shè)置和其他站射頻放大設(shè)備，開關(guān)控制設(shè)備通過電匯基站之間的通道，實現(xiàn)相互連接，沿著地鐵線路設(shè)置泄漏同軸電纜。中央系統(tǒng)設(shè)備投資成本、頻率信道利用率、切換、系統(tǒng)故障程度的削弱能力。在系統(tǒng)和社會系統(tǒng)之間的地區(qū)和沒有三角形的面積地區(qū)，不存在系統(tǒng)中通信功能主要機載設(shè)備在火車上的車輛段與車輛段集團電話沒有自動轉(zhuǎn)換的問題。

（3）區(qū)域系統(tǒng)。在控制中心設(shè)置交換控制設(shè)備和基站，并在地鐵沿線車站設(shè)置射頻放大設(shè)備，加強泄漏同軸電纜的覆蓋范圍。大面積系統(tǒng)的優(yōu)點是投資多，火車司機和駕駛調(diào)度員沒有切換區(qū)域的問題，從而減少錯誤；缺點是信道利用率不高，優(yōu)雅降級能力差，無法實現(xiàn)小三角形溝通，特別是火車汽車的進出倉庫，與車輛段集團電話不能自動轉(zhuǎn)換，帶來了許多不便。此外，區(qū)域系統(tǒng)的致命弱點在于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不容易擴張，而地鐵項目的分期和分期建設(shè)也并不少見。因此，在移動通信系統(tǒng)中，不提倡采用大區(qū)域系統(tǒng)的系統(tǒng)，建議采用該地區(qū)的移動通信系統(tǒng)方案。也就是說，多基站和住宅系統(tǒng)的流量和服務(wù)質(zhì)量要優(yōu)于單基站。

3 結(jié)束語

此外，結(jié)合上文中地鐵無線通信系統(tǒng)方案設(shè)計技術(shù)的比對結(jié)果來看，TETRA對頻率資源的利用率比較高，其話務(wù)分布也較為均勻，因此對比群組通信需求來看，可以因其系統(tǒng)可靠、干擾比較少的特性在未來地鐵無線通信系統(tǒng)方案設(shè)計中大范圍地進行應(yīng)用推廣。

[1]楊興.干擾地鐵無線通信系統(tǒng)的相關(guān)因素和對策探析[J].科技與創(chuàng)新，2014（2）：136-137.

[2]彭洋.電子政務(wù)云信息安全的問題及其對策[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)旬刊，2014，33（1）：74-75.

[3]徐剛.地鐵無線通信系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展研究[J].無線互聯(lián)科技，2013（11）：28.

Scheme Design and Related Problems Analysis of Metro Wireless Communication System

Chang Juifang

Zhengzhou Rail Transit Co., Ltd., Henan Zhengzhou 450000

The subway wireless communication as the only means of communication between the management mechanism of metro train and car high speed operation, not only responsible to ensure smooth operations, improve the operational efficiency of the obligation, is shouldering the important mission to safeguard the traffic safety and the safety of the passengers in the subway.Therefore, the design of Metro wireless communication system should ensure the effective realization of voice and data communication functions, the scheduling management functions, and ensure the coverage of all field strength and improve the quality of communications as the ultimate goal.

subway wireless communication; system scheme design; related problems

TN92；U231.7

A