深圳地鐵移動通信服務系統(tǒng)的構(gòu)建和實踐

周 杭 楊小衛(wèi) 程 然

（深圳市地鐵集團有限公司，518026，深圳∥第一作者，高級工程師）

深圳地鐵移動通信服務系統(tǒng)的構(gòu)建和實踐

周 杭 楊小衛(wèi) 程 然

（深圳市地鐵集團有限公司，518026，深圳∥第一作者，高級工程師）

結(jié)合深圳地鐵移動通信服務系統(tǒng)的建設(shè)實踐和經(jīng)驗，闡述了建設(shè)地鐵移動通信服務系統(tǒng)的必要性和意義，介紹了深圳地鐵移動通信服務系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成、信道選擇和系統(tǒng)安裝情況，分析了系統(tǒng)的靜態(tài)測試和動態(tài)測試結(jié)果。從規(guī)劃設(shè)計、技術(shù)選用、干擾測試等方面提出了地鐵移動通信服務系統(tǒng)建設(shè)的建議。指出了目前方案存在的問題，并相應地給出了解決問題的辦法。

地鐵；移動通信網(wǎng)；建設(shè)方案

First-author'saddressShenzhen Merto Group Co.，Ltd.，518026，Shenzhen，China

地鐵民用通信業(yè)務，作為地鐵附屬資源開發(fā)的主要業(yè)務之一，擔負著向廣大乘客提供優(yōu)質(zhì)通信及信息服務、創(chuàng)造經(jīng)濟效益和促進地鐵事業(yè)可持續(xù)發(fā)展的多重使命。建設(shè)地鐵移動通信服務系統(tǒng)是樹立“依托地鐵、服務地鐵、發(fā)展地鐵”指導方針的具體體現(xiàn)，要以提升經(jīng)濟效益和通信服務質(zhì)量為重點，積極拓展移動通信、有線通信、電子媒體等各項業(yè)務。

1 建設(shè)地鐵移動通信服務系統(tǒng)的必要性

（1）建設(shè)地鐵移動通信服務系統(tǒng)是建設(shè)“無線城市、智慧城市”的需要和構(gòu)建無線城市戰(zhàn)略的重要組成部分，有利于政府提高經(jīng)濟社會管理水平，提升政務效率。

（2）建設(shè)地鐵移動通信服務系統(tǒng)是基于乘客對移動通信服務通信服務的迫切需求，有利于公眾隨時隨地掌握各種便民生活信息，也有利于提升地鐵信息化建設(shè)水平和地鐵運營服務水平。

（3）建設(shè)地鐵移動通信服務系統(tǒng)是地鐵運營服務和地鐵資源創(chuàng)收的需要，在滿足地鐵運營信息發(fā)布、弘揚地鐵文化的同時，進一步拓展了地鐵資源的創(chuàng)收領(lǐng)域，能夠為地鐵的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

（4）建設(shè)地鐵移動通信服務系統(tǒng)是為了減少地鐵運營信號系統(tǒng)的干擾源，目前很多地鐵移動閉塞信號系統(tǒng)、車載乘客信息系統(tǒng)和列車監(jiān)控系統(tǒng)均采用無線局域網(wǎng)（公共頻段）傳輸信息，如果地鐵運營方自建可控的移動通信服務系統(tǒng)，就可以引導乘客免費使用，從而能夠大大減少外部無線設(shè)備進入地鐵系統(tǒng)。

2 深圳地鐵移動通信服務系統(tǒng)的構(gòu)建

2.1 系統(tǒng)組成

目前，國內(nèi)地鐵的移動閉塞信號系統(tǒng)、車載乘客信息系統(tǒng)和列車監(jiān)控系統(tǒng)均采用無線局域網(wǎng)的技術(shù)（IEEE 802.11b，IEEE 802.11a，IEEE 802.11g），而在2.4 G頻段只有3個信道。在通常情況下，移動閉塞信號系統(tǒng)占用2個信道，乘客信息系統(tǒng)占用1個信道，3個信道被全部占用。因此，采用傳統(tǒng)WiFi（無線保真）技術(shù)實現(xiàn)車地信號傳輸，不僅工程量較大，也必然會對地鐵的移動閉塞信號系統(tǒng)、車載乘客信息系統(tǒng)和列車監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。由圖1可見，不相干擾信道為1、6、11信道。

圖1 WiFi信號的信道圖

在充分研究評估了各移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實現(xiàn)方式、安裝條件和干擾狀況等各項條件的基礎(chǔ)上，深圳地鐵選擇了LTE（或3 G）（長期演進）技術(shù)加WiFi技術(shù)的移動互聯(lián)網(wǎng)方案：以LTE（或3 G）方式實現(xiàn)車地間信號傳輸；在地鐵車廂內(nèi)，將LTE（或3 G）信號轉(zhuǎn)換成WiFi信號，實現(xiàn)車廂內(nèi)移動互聯(lián)網(wǎng)信號覆蓋；使用2.4 G頻段實現(xiàn)客戶終端的接入，使用5.8 G頻段實現(xiàn)AP（接入點）之間的組網(wǎng)；在車站內(nèi)，直接建設(shè)有線WiFi信號系統(tǒng)，實現(xiàn)車站移動互聯(lián)網(wǎng)信號覆蓋。

2.2 信道的選擇

深圳地鐵移動閉塞信號系統(tǒng)占用2和13信道，車載乘客信息系統(tǒng)占用8信道。經(jīng)過測試比選，以及反復的現(xiàn)場測試，確定6信道對地鐵移動閉塞信號系統(tǒng)和車載乘客信息系統(tǒng)無干擾，因此深圳地鐵移動通信服務系統(tǒng)選擇的信道為6信道。

2.3 系統(tǒng)安裝

圖2為地鐵移動通信服務系統(tǒng)的示意圖。

（1）每列車都安裝1臺網(wǎng)絡服務器、6個AP（每節(jié)車1個）、1個電源盒。設(shè)備安裝在車輛設(shè)備的預留位置，通過專用支架固定。AP天線采用隱藏方式。

（2）考慮到車輛之間的AP天線通過有線連接比較困難，因此采用了5.8 G無線橋接方式。

（3）在車站，AP通過有線布放，通過地鐵傳輸系統(tǒng)連接到網(wǎng)絡交換機，再傳輸?shù)揭苿油ㄐ欧障到y(tǒng)中心。

圖2 地鐵移動通信服務系統(tǒng)的示意圖

2.4 系統(tǒng)測試

（1）靜態(tài)測試。在維修庫暫停運行的列車中部署移動通信服務系統(tǒng)，進行系統(tǒng)測試。在列車車廂內(nèi)和車廂外設(shè)置若干個測試點進行WiFi信號數(shù)據(jù)取樣，以測試WiFi信號強度。測試結(jié)果為：當信號場強≤-80 dBm時（具體數(shù)值根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)定），移動通信服務系統(tǒng)對地鐵移動閉塞信號系統(tǒng)和車載乘客信息系統(tǒng)沒有干擾。

（2）動態(tài)測試。在安裝了車載乘客信息系統(tǒng)和移動閉塞信號系統(tǒng)的列車上部署移動通信服務系統(tǒng)，模擬系統(tǒng)運行情況。測試結(jié)果為：對移動閉塞信號系統(tǒng)沒有干擾，稍微占用了車載乘客信息系統(tǒng)的帶寬，但車載乘客信息系統(tǒng)的丟包率在合理范圍內(nèi)，畫面沒有干擾，因此基本沒有影響。

測試結(jié)果表明：在車站，移動通信服務系統(tǒng)的帶寬大于40 M，可以提高到100 M，完全可以滿足需求；在列車上，移動通信服務系統(tǒng)的帶寬在40 M左右，同時開啟聯(lián)通3 G和移動4 G服務，短期可以滿足需求，從中長期看難以滿足需求。

3 地鐵移動通信服務系統(tǒng)實施建議及存在問題

3.1 實施建議

（1）由于地鐵移動通信服務系統(tǒng)是一個開放的平臺，為了加強對平臺內(nèi)容的監(jiān)管，需要及時到公安網(wǎng)絡安全監(jiān)察部門報備。

（2）網(wǎng)絡轉(zhuǎn)換服務器最好具備能夠轉(zhuǎn)換三家運營商3 G信號的功能，并預留4 G信號的轉(zhuǎn)換功能。

（3）由于各地鐵公司移動閉塞信號系統(tǒng)的傳輸方式不同，因此，為了確保移動通信服務系統(tǒng)對地鐵移動閉塞信號系統(tǒng)不產(chǎn)生干擾，需在移動通信服務系統(tǒng)安裝前后反復進行測試，包括靜態(tài)測試和動態(tài)測試。

（4）為了不產(chǎn)生車輛合同的履約風險，建議只在車輛質(zhì)保期已過的車輛上安裝移動通信服務系統(tǒng)設(shè)備，或在車輛采購合同中界定預裝條件。

（5）由于車輛結(jié)構(gòu)復雜、空間有限，建議認真審核安裝方案，科學選擇接電點、布線位置、設(shè)備連接接頭等，并最好將天線隱藏起來。

（6）嚴格調(diào)測車內(nèi)系統(tǒng)信號發(fā)射功率，以免對乘客和運營系統(tǒng)產(chǎn)生影響和干擾。

需要特別強調(diào)的是，為了不干擾地鐵移動閉塞信號系統(tǒng)的信道，務必采取固化鎖頻方式，以保證系統(tǒng)啟動和使用時頻點不漂移。

3.2 存在問題及解決辦法

地鐵移動通信服務系統(tǒng)組網(wǎng)方式簡單，在隧道內(nèi)不用安裝設(shè)備，在車輛內(nèi)安裝的設(shè)備少且安裝方便，但系統(tǒng)建成開通后會產(chǎn)生以下問題：

（1）由于采用LTE方式實現(xiàn)車地間信號傳輸，而LTE移動信號帶寬有限，LTE速率基本上在46 M，3 G最快為21 M，因此，系統(tǒng)開通后，隨著大量地鐵乘客使用，必將產(chǎn)生帶寬不夠、速率下降、影響乘客使用的問題。因此，建立獨立的車地傳輸系統(tǒng)勢在必行。

（2）車輛之間AP天線采用5.8 G無線橋接方式，加大了技術(shù)難度，且一旦國家放開5.8 G使用頻段，必將對系統(tǒng)帶來干擾。建議在有條件的情況下，采取有線方式實現(xiàn)車輛之間AP連接。

（3）采用LTE方式實現(xiàn)車地間信號傳輸，必將占用大量帶寬，而通信運營商能否同意使用帶寬，或者帶寬費用能否讓移動互聯(lián)網(wǎng)運營商承受均會成為制約系統(tǒng)長期運行使用的因素。建議與通信運營商商談雙方可接受的帶寬使用費，特別是流量價格。

4 結(jié)語

建設(shè)地鐵移動通信服務系統(tǒng)是落實國家建設(shè)“無線城市、智慧城市”，以及鼓勵信息消費的重要舉措，是局域廣大地鐵乘客的迫切需求，更是充分利用地鐵通信資源拓展業(yè)務，提升地鐵信息化建設(shè)水平和運營服務質(zhì)量，為地鐵公司創(chuàng)收的重要手段。因此，有一點的社會意義和經(jīng)濟效益。

［1］ 高峰.無線城市：電信級Wi-Fi網(wǎng)絡建設(shè)與運營［M］.北京：人民郵電出版社，2011.

［2］ 周成棟.深圳地鐵信息云項目實施方案［R］.深圳：深圳南方銀谷信息技術(shù)公司，2011.

Mobile Internet Service System Construction and Practicein Shenzhen Metro

Zhou Hang，Yang Xiaowei，Cheng Ran

Combined with the construction practice and application experiences of mobile internet system in Shenzhen metro，the necessity and significance of wireless internet system construction in metro is expounded.In this paper，the system constitution，channel selection and mobile internet system installation are introduced，the results of static and dynamic tests are analyzed.On this basis，some suggestions are given from the angels of planning，design，technology selection and interference test，the existing problems and corresponding solutions are discussed.

metro；mobile internet；development scheme

U 231.7

2013-10-29）