基于寬窄融合的無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)

張成斌

摘要：無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于軌道交通領(lǐng)域，是指揮人員在緊急或異常情況下對軌道交通線路進行現(xiàn)場調(diào)查和協(xié)調(diào)指揮的無線通信系統(tǒng)。結(jié)合當(dāng)前地鐵的建設(shè)現(xiàn)狀和預(yù)期規(guī)劃，解決寬窄帶融合實現(xiàn)無線通信系統(tǒng)的統(tǒng)一融合指揮調(diào)度，是國內(nèi)地鐵專用無線通信發(fā)展的現(xiàn)實需要和必然選擇。根據(jù)這種使用場景，提出了一種基于寬窄融合無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)方案，簡要闡述了無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)的總體架構(gòu)，詳細描述了核心模塊的設(shè)計與實現(xiàn)，實例論證了無線統(tǒng)一調(diào)度方案應(yīng)用于無線列調(diào)領(lǐng)域的可行性。

關(guān)鍵詞：無線通信；統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)；寬窄融合

中圖分類號：TN914文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1008-1739（2020）03-65-4

0引言

目前，在城市軌道交通中，專用無線通信系統(tǒng)主要有2種制式：一種是基于TETRA技術(shù)的窄帶集群通信[1]；另一種是基于LTE技術(shù)的寬帶集群通信（B-TrunC）。其中，基于TETRA技術(shù)的窄帶集群通信系統(tǒng)作為早期城市軌道交通主流的專用通信手段，已在國內(nèi)主要地鐵線路中廣泛部署。但隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，基于LTE技術(shù)的寬帶集群通信系統(tǒng)可在TETRA窄帶集群通信系統(tǒng)提供語音、短數(shù)據(jù)功能外[2]，還可以提供視頻、多媒體等功能支撐，逐漸成為城市軌道交通專用無線通信的發(fā)展趨勢，國內(nèi)部分新建線路已經(jīng)積極嘗試使用B-TrunC作為專用無線通信手段?？紤]到對既有線路TETRA窄帶集群通信系統(tǒng)建設(shè)投資的保護，以及后續(xù)既有線路與新建線路共線、跨線運營的需求，不同線路的互聯(lián)互通要求線路車輛、信號、通信及供電等多專業(yè)可以互聯(lián)互通，并且地鐵也已經(jīng)由不同線路的獨立運營進入到線網(wǎng)級的互聯(lián)互通、統(tǒng)一運營、統(tǒng)一調(diào)度階段，不同線路之間的共線和跨線運行。其中無線列調(diào)系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮調(diào)度是線網(wǎng)級互聯(lián)互通中的一個重要組成部分。

在未來一定時期內(nèi)，國內(nèi)地鐵窄帶集群與寬帶集群將會共存，解決寬窄帶融合實現(xiàn)無線通信系統(tǒng)的統(tǒng)一融合指揮調(diào)度，是國內(nèi)地鐵專用無線通信發(fā)展的現(xiàn)實需要和必然選擇[3]。特別是基于寬窄融合的無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)將是后續(xù)地鐵專用無線通信系統(tǒng)建設(shè)中遇到的難題。

1總體方案

基于寬窄融合的無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

根據(jù)窄帶TETRA系統(tǒng)的調(diào)度接口和寬帶B-TrunC系統(tǒng)調(diào)度接口，在二者之上使用API代理，通過API代理為調(diào)度平臺提供統(tǒng)一的用戶訪問接口，實現(xiàn)用戶層面的統(tǒng)一調(diào)度。API代理主要通過攔截處理統(tǒng)一調(diào)度平臺的API調(diào)用，隨后在寬窄帶系統(tǒng)中同時發(fā)起相同功能的API調(diào)用。統(tǒng)一調(diào)度平臺，在用戶使用層面以及業(yè)務(wù)處理方面能夠解決在寬窄無線通信系統(tǒng)下的統(tǒng)一調(diào)度問題。

無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)可以直接監(jiān)聽各線路無線通話組（列車通話組）的活動，能夠直接與各線無線用戶（手持臺和車載臺）和無線用戶組進行調(diào)度通信，也可以在調(diào)度臺界面的運行線路圖上直觀地查看車輛的位置信息[4]。無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)可根據(jù)使用場景設(shè)置多個調(diào)度席位，這些調(diào)度臺的管理對象可根據(jù)用戶需要靈活設(shè)置，調(diào)度臺包括總調(diào)、行調(diào)、維調(diào)和信息調(diào)度等[5]。

2設(shè)計實現(xiàn)

在寬窄融合統(tǒng)一調(diào)度平臺中，信令分發(fā)模塊與封裝層之間通過API接口通信，UI層將調(diào)用消息通過封裝層傳遞到信令分發(fā)模塊，模塊通過進程間通信傳遞到遠端SDK代理模塊，SDK代理模塊實現(xiàn)將調(diào)用轉(zhuǎn)為相應(yīng)的信令與系統(tǒng)交互，SDK代理將調(diào)用結(jié)果和系統(tǒng)返回的信令消息再傳遞到信令分發(fā)模塊，由其傳遞給封裝層。信令分發(fā)模塊依賴于網(wǎng)管代理模塊和調(diào)度服務(wù)模塊，通過其與外部的網(wǎng)管服務(wù)器及調(diào)度服務(wù)器通信，如圖2所示。

寬窄融合統(tǒng)一調(diào)度平臺各層的實現(xiàn)原理說明如下：

①UI層：提供人機交互界面。人機交互界面層與服務(wù)層采用HTTP通信，服務(wù)端與封裝層采用API接口調(diào)用方式使用。

②封裝層：為上層應(yīng)用提供調(diào)用接口及消息回調(diào)接口，屬于數(shù)據(jù)庫和核心調(diào)度模塊，與Framework和數(shù)據(jù)庫采用API通信。

③信令分發(fā)模塊：核心處理模塊，負責(zé)信令分發(fā)流程控制，信令分發(fā)模塊與各SDK間數(shù)據(jù)接口為進程間通信，采用TCP/UDP與外部設(shè)備通信，通過信令操作狀態(tài)機實現(xiàn)與各下掛模塊間信令控制。

④系統(tǒng)SDK：與寬帶集群系統(tǒng)和窄帶集群系統(tǒng)進行信令交互，與信令收發(fā)模塊通過TCP通信。

⑤外部設(shè)備：外圍接入設(shè)備，包括窄帶TETRA調(diào)度臺[6]、寬帶B-TrunC調(diào)度臺、網(wǎng)管服務(wù)器和調(diào)度服務(wù)器。

3統(tǒng)一調(diào)度平臺

寬窄融合統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)與各線路調(diào)度系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)調(diào)度協(xié)議實現(xiàn)對接，實現(xiàn)列車位置、電臺狀態(tài)（開關(guān)機、守候組、注冊基站）、呼叫記錄、動態(tài)重組、調(diào)度監(jiān)聽及短信等功能。

寬窄融合統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)直接接入TETRA/B-TrunC系統(tǒng)實現(xiàn)語音呼叫業(yè)務(wù)功能，如圖3所示。