基于公網(wǎng)無線的有軌電車綜合調(diào)度系統(tǒng)分析

張承健

摘要：現(xiàn)代有軌電車綜合調(diào)度系統(tǒng)由于地區(qū)差異以及各專業(yè)技術(shù)的不均衡發(fā)展，采用的技術(shù)差異化很大，本文針對(duì)有軌電車的信號(hào)調(diào)度系統(tǒng)和指揮調(diào)度系統(tǒng)及使用的車地?zé)o線通信方式做討論。

關(guān)鍵詞：有軌電車;調(diào)度;指揮;通信

有軌電車正常運(yùn)營時(shí)，是需要結(jié)合列車信號(hào)調(diào)度以及指揮調(diào)度功能，使得列車具備車輛定位、超速提示、道岔控制、指揮（語音或視頻）、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。?shí)現(xiàn)起來需要用到綜合調(diào)度的功能，這里分為信號(hào)調(diào)度與指揮調(diào)度來說明。

1.拓?fù)?/p>

2.方案構(gòu)成

信號(hào)調(diào)度系統(tǒng)包括車載控制主機(jī)、GPS/BD、車載顯示單元、車地?zé)o線通信設(shè)備等。

3.功能實(shí)現(xiàn)

（1）車輛定位

位置信息的解析以及回傳控制中心大屏，使得中心調(diào)度能夠準(zhǔn)確、高效、規(guī)范的指揮行車是信號(hào)調(diào)度系統(tǒng)的關(guān)鍵功能之一。依靠車載GPS/BD天線收芯讀取數(shù)據(jù)庫查詢得到線路位置信息，定位時(shí)融合處理接收到的BD/GPS粗定位數(shù)據(jù)和網(wǎng)路信息后配合定制軟件進(jìn)行信息矯正，在司機(jī)端顯示車輛位置，同時(shí)通過無線通信系統(tǒng)通道將車輛位置上報(bào)控制中心。

（2）車輛超速警示

超速警示功能實(shí)現(xiàn)是依靠諸多因素綜合計(jì)算，結(jié)合限速策略實(shí)現(xiàn)警示司機(jī)駕駛動(dòng)作的功能。因素包括彎道速度要求、車輛制造速度參數(shù)、線路運(yùn)營方的運(yùn)營限速要求、突發(fā)事件中調(diào)度中心要求的限速指令。在明確車輛速度限制值之后，由車載控制主機(jī)結(jié)合車輛牽引/制動(dòng)特性、司機(jī)反應(yīng)時(shí)間、設(shè)備響應(yīng)時(shí)間等因素計(jì)算告警速度，車載控制主機(jī)統(tǒng)籌考慮利用模型計(jì)算結(jié)果，由車輛顯示單元準(zhǔn)確向司機(jī)發(fā)出警告。

（3）道岔控制

道岔控制功能的實(shí)現(xiàn)是當(dāng)車載設(shè)備正常，車輛到達(dá)道岔接近區(qū)域，車載設(shè)備根據(jù)GPS/BD天線，知道車輛接近道岔區(qū)段，由車載控制主機(jī)自動(dòng)根據(jù)時(shí)刻表信息下發(fā)進(jìn)路號(hào)，車載顯示單元顯示從車輛所在位置開始的所有可能的進(jìn)路，司機(jī)操作面板上可進(jìn)行自動(dòng)、手動(dòng)和旁路選擇，由司機(jī)選擇所需進(jìn)路始末，車載控制主機(jī)將進(jìn)路號(hào)通過車地通信系統(tǒng)發(fā)送至軌旁控制器;軌旁道岔控制器根據(jù)進(jìn)路號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)道岔，鎖閉進(jìn)路，并開放進(jìn)路表示器;司機(jī)按信號(hào)顯示人工駕駛車輛通過道岔區(qū)段。

（4）交叉路口控制

正常運(yùn)行情況下，有軌電車讀取到交叉路口接近信標(biāo)時(shí)，車載系統(tǒng)通過交叉路口控制器向交通信號(hào)控制器發(fā)出路口優(yōu)先請(qǐng)求信號(hào)。當(dāng)車輛離開交叉路口時(shí)，車載系統(tǒng)通過交叉路口控制器向交通信號(hào)控制器發(fā)出車輛離開交叉區(qū)信號(hào)。交叉路口處設(shè)置有車站，車輛在車站?？坎⑼M時(shí)間后才會(huì)繼續(xù)行駛通過路口。為滿足車輛離站后的信號(hào)優(yōu)先請(qǐng)求，在車載人機(jī)交互終端上設(shè)置人工請(qǐng)求信號(hào)優(yōu)先請(qǐng)求按鈕，實(shí)現(xiàn)交叉路口進(jìn)路順序控制。

以上功能的實(shí)現(xiàn)，一是基于信號(hào)調(diào)度系統(tǒng)獲取控制中心的調(diào)度信息、運(yùn)行進(jìn)路計(jì)劃，二是車載調(diào)度系統(tǒng)要將車載設(shè)備狀態(tài)、列車定位信息等上傳控制中心。這是通過信號(hào)調(diào)度系統(tǒng)結(jié)合車地?zé)o線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)車車、車地語音、視頻調(diào)度等指揮調(diào)度也是基于車地?zé)o線通信系統(tǒng)完成，下面對(duì)車地?zé)o線通信系統(tǒng)的架構(gòu)、功能及實(shí)現(xiàn)方式做個(gè)探討。

指揮調(diào)度系統(tǒng)是利用車地?zé)o線通信技術(shù)接入如4G公網(wǎng)（可建設(shè)專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)），經(jīng)防火墻后連接至控制中心調(diào)度無武器建立安全可靠的數(shù)據(jù)通道，實(shí)現(xiàn)發(fā)送調(diào)度信息、運(yùn)行進(jìn)路計(jì)劃信息、接收車載設(shè)備狀態(tài)、列車定位、控制中心與移動(dòng)人員、列車之間的語音、圖像、數(shù)據(jù)的雙向傳輸?shù)戎笓]調(diào)度功能。

1.系統(tǒng)組成

指揮調(diào)度系統(tǒng)包括調(diào)度機(jī)、調(diào)度臺(tái)、車載臺(tái)、車載終端、手持臺(tái)。

調(diào)度機(jī)采用控制與媒體分離的架構(gòu)設(shè)計(jì)，性能穩(wěn)定。實(shí)現(xiàn)調(diào)度功能包括呼叫/掛斷、強(qiáng)插、強(qiáng)拆、監(jiān)聽、對(duì)講、禁話、轉(zhuǎn)接、組播、會(huì)議、短信。

調(diào)度臺(tái)安裝調(diào)度軟件，可采用人臉登陸方式，提供多種界面調(diào)度，利用以太網(wǎng)口接入到IP網(wǎng)絡(luò)，利用端口連接大屏幕;附屬IP話機(jī)接入到IP網(wǎng)絡(luò)作為調(diào)度臺(tái)的擴(kuò)展話機(jī)。

在公網(wǎng)環(huán)境下，車載臺(tái)支持三大運(yùn)營商全部4G模式和頻段，并支持雙卡路由互備;未來可平滑演進(jìn)對(duì)寬帶專網(wǎng)的支持;內(nèi)置北斗/GPS雙模定位，提供車輛信號(hào)系統(tǒng)之外的車輛位置實(shí)時(shí)定位;采用高增益智能收發(fā)天線，獨(dú)立于車載終端的無線連接，保證了車地音視頻調(diào)度指揮業(yè)務(wù)與車輛內(nèi)業(yè)務(wù)的隔離，避免系統(tǒng)之間的帶寬搶占;

車載終端支持三大運(yùn)營商4G模式和頻段，可根據(jù)通信運(yùn)營商覆蓋情況選擇入網(wǎng)，并支持雙卡路由互備;車載終端采用高增益智能收發(fā)天線與信號(hào)調(diào)度系統(tǒng)中的車載控制主機(jī)連接，為車載信號(hào)調(diào)度系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)傳輸載體。

2.指揮調(diào)度系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

（1）多媒體調(diào)度系統(tǒng)功能：利用車地?zé)o線通道，結(jié)合中心調(diào)度機(jī)設(shè)備、終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)中心、車載、車輛段等區(qū)域內(nèi)用戶的語音、視頻綜合調(diào)度的指揮。

（2）傳輸功能：包括無線傳輸和有線傳輸，無線部分由運(yùn)營商提供的4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，有線部分由運(yùn)營商提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專線至中心;無線部分一方面為信號(hào)調(diào)度系統(tǒng)提供車載與控制中心的通道;同時(shí)為無線車載臺(tái)與中心語音調(diào)度臺(tái)建立前端空口部分的連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)下發(fā)以及建立呼叫通道。

（3）視頻監(jiān)視功能：車載終端與車內(nèi)攝像頭通過中間件連接，通過端口映射和車載終端的固定SIM卡的IP地址，中心部署vpn網(wǎng)關(guān)，形成從車載攝像頭到中心監(jiān)控中心的一條有線加無線的通道，實(shí)現(xiàn)車載視頻實(shí)時(shí)的回傳調(diào)看監(jiān)視功能。根據(jù)空口部分上行帶寬容量，實(shí)時(shí)調(diào)看多路圖像。

總上所述，本文主要說明有軌電車的綜合調(diào)度包括了信號(hào)調(diào)度及指揮調(diào)度兩部分，闡述了各部分系統(tǒng)組成以及功能實(shí)現(xiàn)邏輯，同時(shí)介紹了車地?zé)o線通信在調(diào)度系統(tǒng)中起到的關(guān)鍵作用。從功能實(shí)現(xiàn)角度來說公網(wǎng)的3G已經(jīng)滿足信號(hào)調(diào)度及指揮調(diào)度（除了視頻）數(shù)據(jù)傳輸需要的帶寬，然而在公網(wǎng)4G技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上，基于4G的大帶寬、高QOS優(yōu)先級(jí)、高抗干擾能力等特點(diǎn)，采用公網(wǎng)4G作為有軌電車車地?zé)o線通信系統(tǒng)是必然選擇，更何況5G技術(shù)正在快速突破。當(dāng)然，在建設(shè)預(yù)算充足的情況下，無線專網(wǎng)才是軌道交通建設(shè)通信最好的選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝志華，楊俊強(qiáng).有軌電車信號(hào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介.鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)（RSCE）.2015.2;

[2]劉海軍.現(xiàn)代有軌電車信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析.都市快軌交通2013（06）：156-159.

[3]唐賈言.現(xiàn)代有軌電車的運(yùn)營控制系統(tǒng).自動(dòng)化應(yīng)用.2010.12期.