數(shù)字集群通信系統(tǒng)在地鐵中的應用

盧山 竇海波

【摘要】 經(jīng)濟的發(fā)展繁榮推動了城市交通事業(yè)的發(fā)展，全國范圍城市地鐵建設活動正在大規(guī)模地開展之中。由于地鐵交通網(wǎng)絡建設工作在環(huán)境以及施工技術(shù)上的特殊性，所以對于與之相關(guān)的地鐵通信系統(tǒng)的構(gòu)建提出了比較高的要求。同時在城市地鐵建設過程中對于數(shù)字集群通信系統(tǒng)的利用研究工作還有待進一步深入。本文筆者以沈陽地鐵二號線作為案例，分析了數(shù)字集群通信系統(tǒng)的應用狀況，地鐵無線通信系統(tǒng)的構(gòu)成及相關(guān)功能的實現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】 漏泄同軸電纜 TETRA 光纖直放站 越區(qū)切換 DXT DMO

作為地鐵通行系統(tǒng)的重要組成元素，無線通信技術(shù)因其的特殊優(yōu)勢得到了廣泛的應用與重視。數(shù)字集群通信為用戶提供了資源共享的可能性同時又為用戶帶來了更多高效、自動化的服務，方便用戶進行室內(nèi)操作指揮工作、為系統(tǒng)調(diào)度工作的有效進行提供可能性，這一技術(shù)在地鐵交通建設中也發(fā)揮著積極的作用。筆者在本文，以沈陽地鐵二號線作為案例，分析了數(shù)字群通信系統(tǒng)在其中的應用狀況。

一、工程概況

沈陽地鐵二號線總長度數(shù)值是 27.16公里，共有車站22座，全部為地下車站。該條線路進行調(diào)控的管理中心有一個，停車場（上深溝）1 處。在地鐵行車過程中，無線通信技術(shù)能夠為其安全運行提供最基本的通話、呼叫、數(shù)據(jù)傳送等業(yè)務的服務，同時對這個運行網(wǎng)絡體系進行管理。沈陽地鐵二號線無線系統(tǒng)覆蓋范圍為全部地下車站、隧道區(qū)間，以及停車場區(qū)域。地下車站的設備區(qū)、站廳、出入口采用室內(nèi)天線進行場強覆蓋，地下車站的站臺及隧道區(qū)間采用漏泄同軸電纜（簡稱漏纜）進行場強覆蓋。停車場采用室外定向天線進行場強覆蓋。

二、系統(tǒng)應用

沈陽地鐵二號線專用無線系統(tǒng)使用的是 800 M 頻段陸地集群無線電（TETRA）數(shù)字集群裝備作為主要的通信系統(tǒng)，在一號線專用無線系統(tǒng)基礎上進行的系統(tǒng)擴容，在十三號街車輛段控制中心建立聯(lián)系，實現(xiàn)各路設備的無線交換，而這些設備與基站之間是通過星型模式完成連接的?？刂浦行耐瑫r設置集群網(wǎng)絡設備及網(wǎng)絡管理設備，以完成系統(tǒng)參數(shù)和用戶參數(shù)的設置管理及系統(tǒng)設備故障告警、事件存檔記錄的功能。數(shù)字集群通信系統(tǒng)其實是對數(shù)字時分多址（TDMA）技術(shù)的應用。通過對數(shù)字集群系統(tǒng)應用，可以實現(xiàn)同一技術(shù)平臺上指揮調(diào)度、數(shù)據(jù)傳輸和電話溝通等工作的同步進行。該調(diào)度系統(tǒng)包括 5 個調(diào)度子系統(tǒng) ：行車調(diào)度、防災調(diào)度、環(huán)控調(diào)度、維修調(diào)度和車輛段調(diào)度。系統(tǒng)采用歐洲宇航防務集團的 TETRA 設備。本工程無線通信系統(tǒng)在沿線的 22個地下車站設置 22套集群基站，停車場設置一套集群基站。全線共設置 23套集群基站，完成對全線車站、隧道區(qū)間及停車場的無線場強覆蓋。因醫(yī)學院站至師范大學站區(qū)間較長，為了保證信號覆蓋強度，在師范大學站設置光近端機，將光遠端機設置在醫(yī)師區(qū)間，利用光纖將信號拉遠，以完成此區(qū)間的場強覆蓋。

沈陽地鐵采用的是在隧道中間將兩根漏纜連接的模式，使用這種設計規(guī)劃的原因主要是：在越區(qū)切換前后信號均較強，越區(qū)切換平穩(wěn) ；缺點 ：切換點不可控。經(jīng)測試，在隧道區(qū)間較短的情況下，會出現(xiàn)移動臺在下一站車站進行越區(qū)切換的現(xiàn)象，上一站信號經(jīng)直通漏纜傳輸至下一站車站后才降低至切換門限電平以下，最終采用降低基站發(fā)射功率、調(diào)高切換門限電平值的方式將切換點調(diào)整至隧道中部。還有一點需要注意，在使用隧道間漏纜直接連通的方式時，依次排列的 A、B、C 三站中，除 B站與 A、C 兩站信號不能相同外，A、C 兩站信號也不能相同。否則，當 A、C 兩站信號相同時，如果基站發(fā)射信號較大，容易在 B 站造成越站或同頻干擾。

三、降級運行

為了保證在特殊緊急情況下，基站與交換機通信中斷時仍能保證有限的指揮調(diào)度通信，歐洲宇航防務集團的TETRA基站還能提供故障弱化功能，即獨立地為本基站內(nèi)的用戶提供基本的通信服務。交換機DXT和基站都會監(jiān)測彼此的通信狀況，一旦通信中斷，且通信中斷持續(xù)了一段時間后（時間長度可設定），基站會自動進入單站模式，并將單站模式的信息廣播給基站下的所有移動臺。收到本站進入故障弱化模式的廣播信息后，基站下的移動臺會自動搜尋按廣域集群工作且信號強度足夠相鄰小區(qū)進行登記。如果無線終端找不到按廣域集群工作且信號強度足夠的小區(qū)，則它應停留在原基站上。

在單站故障弱化狀態(tài)下，支持移動臺臨時登記，移動臺的轉(zhuǎn)組、組呼、緊急呼叫、遲后進入、優(yōu)先級掃描和通話方識別等功能。

四、結(jié)語

綜上所述，地鐵無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡的良好運行，必須要借助于數(shù)字集群通信系統(tǒng)。數(shù)字集群通信系統(tǒng)為地鐵固定用戶與移動用戶之間、移動用戶與移動用戶之間提供可靠的通信手段，對于行車安全、提高運營組織效率和管理水平、改善服務質(zhì)量、應對突發(fā)事件提供了重要保證。

參 考 文 獻

[1]鄭祖輝. 數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)（第2版）.電子工業(yè)出版社

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[2]扶宗文，李遠行. 數(shù)字集群系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 無線互聯(lián)科技，2013，10：137.