一種軌道交通LTE寬帶無線調(diào)度臺系統(tǒng)

劉思瑤

【摘要】? ? 本文介紹了一種城市軌道交通LTE無線調(diào)度臺系統(tǒng)，對調(diào)度臺在無線系統(tǒng)的架構(gòu)、功能、軟件架構(gòu)、接口等內(nèi)容進(jìn)行了介紹，并對窄帶到寬帶通信制式下調(diào)度臺的變化做了探討。

【關(guān)鍵詞】? ? 軌道交通? ? 調(diào)度臺系統(tǒng)? ? LTE

引言：

軌道交通通信無線系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)運(yùn)維人員之間專網(wǎng)的通話交流，由調(diào)度員和車站乘務(wù)人員、列車司機(jī)等通過組呼、單呼、廣播、轉(zhuǎn)組等操作來滿足地鐵運(yùn)營管理的需要，含集群調(diào)度通信網(wǎng)、調(diào)度臺系統(tǒng)、CAD系統(tǒng)、網(wǎng)管系統(tǒng)、車載臺系統(tǒng)、固定臺系統(tǒng)。其中調(diào)度臺系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能的主要系統(tǒng)，依托專網(wǎng)集群通道，根據(jù)地鐵運(yùn)營業(yè)務(wù)需求進(jìn)行定制化開發(fā)，包括行調(diào)、車輛段/停車場調(diào)、維修環(huán)控等角色調(diào)度[1]。

一、系統(tǒng)概述

調(diào)度臺系統(tǒng)基于通道主設(shè)備進(jìn)行定制化的二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)組呼、點(diǎn)呼、選呼、廣播呼等通話業(yè)務(wù)，短信收發(fā)、轉(zhuǎn)組等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，包括行調(diào)、車輛段/停車場調(diào)、維修環(huán)控等角色調(diào)度，設(shè)置在控制中心、車輛段以及停車場。其中行調(diào)主要負(fù)責(zé)正線列車、車站的調(diào)度通信，車輛段/停車場調(diào)度主要負(fù)責(zé)車輛段/停車場列車的調(diào)度管理，維修環(huán)控調(diào)度主要負(fù)責(zé)設(shè)備維修維護(hù)的通信調(diào)度。在全自動(dòng)無人駕駛場景下，還新增了乘客調(diào)度等角色的調(diào)度臺系統(tǒng)[2]。

隨著2G、3G到4G的不斷發(fā)展，軌道交通的專網(wǎng)通道從窄帶逐漸變成了寬帶，在通道側(cè)不再單獨(dú)承載集群業(yè)務(wù)，而是支持和CBTC、PIS、CCTV系統(tǒng)的綜合承載;在業(yè)務(wù)側(cè)不再設(shè)置單獨(dú)的原裝調(diào)度臺，集群業(yè)務(wù)整合到寬帶集群服務(wù)器系統(tǒng)。系統(tǒng)側(cè)調(diào)度用戶配置更加靈活，寬帶制式下的調(diào)度臺在原傳統(tǒng)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上新增了視頻回傳、視頻點(diǎn)呼、視頻分發(fā)等寬帶視頻調(diào)度業(yè)務(wù)功能。

二、無線調(diào)度臺系統(tǒng)方案

2.1系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)分為3層架構(gòu)，通信服務(wù)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)接口層。通信服務(wù)層主要實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)和核心交換調(diào)度系統(tǒng)、CAD服務(wù)器系統(tǒng)的接口通信。

1.通信服務(wù)層

通過調(diào)用SDK集群業(yè)務(wù)接口，本系統(tǒng)向核心交換調(diào)度系統(tǒng)注冊鑒權(quán)/注銷、獲取系統(tǒng)所有群組和已開戶用戶資源，實(shí)現(xiàn)語音呼叫、視頻調(diào)度、短信收發(fā)、動(dòng)態(tài)重組、建立派接組等集群業(yè)務(wù);通過TCP和UDP通信，本系統(tǒng)向CAD服務(wù)器進(jìn)行登錄/退出鑒權(quán)，獲取本系統(tǒng)列車、車站等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)獲取列車位置信息，校時(shí)時(shí)鐘以及各系統(tǒng)鏈路狀態(tài)。

2.業(yè)務(wù)邏輯層

業(yè)務(wù)邏輯層是本系統(tǒng)核心層，2條業(yè)務(wù)線并行。一方面通過數(shù)據(jù)接口層的基本參數(shù)和通信服務(wù)層的通信接口，調(diào)用SDK的dll接口，對本系統(tǒng)群組和用戶資源實(shí)現(xiàn)語音組呼、單呼、強(qiáng)插強(qiáng)拆、通話轉(zhuǎn)接、監(jiān)聽、視頻呼叫、短信收發(fā)、手動(dòng)轉(zhuǎn)組、動(dòng)態(tài)重組、訂閱等業(yè)務(wù)，所有業(yè)務(wù)狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示。另一方面由TCP的通信方式向CAD服務(wù)器鑒權(quán)登錄并獲取本系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過UDP廣播獲取列車ATS狀態(tài)信息實(shí)時(shí)顯示，獲取系統(tǒng)鏈路狀態(tài)信息實(shí)時(shí)更新，獲取時(shí)鐘信息實(shí)時(shí)校時(shí)。同一套調(diào)度臺系統(tǒng)軟件通過登錄對應(yīng)的賬號顯示不同角色的應(yīng)用操作界面，主要通過該層實(shí)現(xiàn)。通過角色類型標(biāo)識來初始化加載對應(yīng)角色的業(yè)務(wù)模塊。同時(shí)，通過中間件調(diào)用寬帶和窄帶不同SDK接口的方式，實(shí)現(xiàn)同一套軟件適配不同場景的寬窄帶融合業(yè)務(wù)[3]。

3.數(shù)據(jù)接口層

數(shù)據(jù)接口層通過獲取本地參數(shù)文件的外部系統(tǒng)IP、端口等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)對外注冊或登錄鑒權(quán)等功能;通過通信服務(wù)層獲取CAD基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在本地文件更新;通過本地幫助文檔來指導(dǎo)系統(tǒng)使用操作。

2.2 系統(tǒng)接口

調(diào)度臺直接交互的系統(tǒng)主要為核心交換調(diào)度系統(tǒng)和CAD系統(tǒng)。核心交換調(diào)度系統(tǒng)提供集群系統(tǒng)內(nèi)注冊、集群語音、視頻、短信等核心集群業(yè)務(wù)的二次開發(fā)接口，通過核心交換調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中心調(diào)度員和線路列車司機(jī)、各車站值班員的遠(yuǎn)距離調(diào)度通信。CAD系統(tǒng)為無線系統(tǒng)內(nèi)的二次開發(fā)調(diào)度服務(wù)端，提供本系統(tǒng)列車、車站、通話組等基礎(chǔ)調(diào)度資源數(shù)據(jù)接口，列車車組號、車次號、司機(jī)號、當(dāng)前位置等ATS實(shí)時(shí)信息接口，提供時(shí)鐘校時(shí)接口進(jìn)行本系統(tǒng)的時(shí)鐘同步。本地參數(shù)配置文件、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件、幫助文件主要提供調(diào)度臺系統(tǒng)參數(shù)修改與顯示接口、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存儲接口以及打開幫助文件接口供操作者使用文檔。

2.3 多角色一體化應(yīng)用設(shè)計(jì)

調(diào)度臺系統(tǒng)軟件通過業(yè)務(wù)類型標(biāo)識符來區(qū)分不同業(yè)務(wù)角色，登錄時(shí)不同類型賬號在CAD系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫對應(yīng)相應(yīng)類型標(biāo)識符，鑒權(quán)返回類型標(biāo)識符，初始化不同的模塊來加載顯示不同角色界面，提供給對應(yīng)調(diào)度員操作使用。在各角色調(diào)度臺系統(tǒng)中，行調(diào)、車輛段調(diào)度由于對全線列車、車站等所有人員設(shè)備指揮調(diào)度，業(yè)務(wù)功能較全。總調(diào)、維修環(huán)控調(diào)、車輛調(diào)、乘客調(diào)等主要針對相應(yīng)業(yè)務(wù)資源進(jìn)行調(diào)度通信，系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以做減法來實(shí)現(xiàn)。

三、系統(tǒng)應(yīng)用

以本系統(tǒng)應(yīng)用在哈爾濱地鐵某條線為例，本線路無線系統(tǒng)一共設(shè)置了6套無線調(diào)度臺，中心4臺，分別是行調(diào)和設(shè)備調(diào)，3臺行調(diào)用于管理正線列車調(diào)度通信，并做熱備冗余;設(shè)備調(diào)度用于設(shè)備維修、環(huán)控等調(diào)度通信管理。車輛段設(shè)置2臺調(diào)度臺，用于管理車輛段列車以及權(quán)限列車監(jiān)聽等功能。

四、結(jié)束語

調(diào)度臺是軌道交通通信無線系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)，承擔(dān)著地鐵部門溝通、行車調(diào)度的重要作用。地鐵專網(wǎng)集群通信制式從模擬TETRA到LTE數(shù)字寬帶的演變，從業(yè)務(wù)功能上，調(diào)度臺在傳統(tǒng)語音呼叫、短信收發(fā)、轉(zhuǎn)組等業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，增加了視頻點(diǎn)呼、視頻組呼、視頻回傳、視頻分發(fā)、動(dòng)態(tài)重組、訂閱、GIS等業(yè)務(wù)，在全自動(dòng)無人駕駛場景下乘客調(diào)度、車輛調(diào)度等新增的角色調(diào)度滿足新增的用戶需求。從實(shí)現(xiàn)方式上，窄帶調(diào)度臺調(diào)用接口實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)主要是語音呼叫，短信功能一般通過CAD服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā);寬帶制式下移動(dòng)手臺、二開電臺屬于移動(dòng)用戶，調(diào)度臺作為固定用戶，也有唯一的通話號碼，通過調(diào)用接口可實(shí)現(xiàn)語音呼叫、視頻、短信、動(dòng)態(tài)重組等所有業(yè)務(wù)。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，基于5G的公/專網(wǎng)集群調(diào)度也將逐漸在行業(yè)開展試驗(yàn)和應(yīng)用，助力城市軌道交通集群通信調(diào)度。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] 李鵬.車輛調(diào)度系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用分析 [J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020（6）：90-91.

[2] 尤江.基于全自動(dòng)運(yùn)行模式的智慧化調(diào)度系統(tǒng)[J]. 城市軌道交通，2020（4）：38-42.

[3] 張成斌.基于寬窄融合的無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2019（11）：65-68.