浅谈地铁无线系统改造的必要性

摘要：本文简单介绍城市轨道交通通信系统构组成结构及其无线子系统的组成原理，分析专用无线系统在民用无线系统和公安无线系统之间相互独立性。探讨在客运不断增加、列车不断增多时，地铁专用无线系统的业务需求。以广州地铁一号线为例，分析其专用无线系统的结构原理，论述无线系统改造的必要性，保障地铁运营安全、通畅、便捷。

关键词：广州地铁 专用无线 独立性

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）05-0000-00

1 概述

城市轨道交通专用无线系统作为地铁行车指挥的重要通信工具，为保障地铁列车的安全运营发挥了不可或缺的作用。广州地铁一号线专用无线系统采用450MHz诺基亚模拟集群无线调度通信系统，系统是单基站大区制结构，并按广州地铁建设初期的运营服务水平设计系统容量为25列车。随着地铁客流的大幅度增长以及地铁服务水平、列车运输能力的不断提升，行车密度、列车数量需求相应增长。随着技术的发展，一号线专用无线系统采用的模拟集群通信系统设备已停产，系统不具备升级扩容的可行性。因此，为了保证增购列车后安全运营，有必要对一号线专用无线系统进行改造。

2 一号线通信系统简介与需求分析

2.1地铁通信系统简介

城市轨道交通的列车运营组织需要一套安全、高效的通信系统，地铁专用通信系统就是专为了满足地铁运营管理的需要而建设的，能迅速、准确、可靠地传送各种运营管理信息（这些信息包括语音、数据及图像等信息）的综合业务网络，主要包括无线通信、程控电话通信、光纤传输网络、视频监控、通信电源设备等。另外，为了配合地铁运营范围内的公众移动业务以及治安警务活动，还建设了地铁民用通信系统和地铁公安通信系统。三套系统相互独立运作，不存在交叉业务。

2.2专用无线系统与民用无线系统及公安无线系统的相互独立性

从功能上比较，地铁专用无线系统是为城市轨道交通内部的运行、调度和管理服务的；地铁民用无线系统则是公众网电信运营商的GSM、CDMA或3G移动通信系统在地铁运营范围的信号引入及覆盖系统；地铁公安无线系统是安防综治管理系统。

从运营使用上比较，地铁专用无线系统的使用用户是地铁内部工作人员，地铁民用无线系统的用户是广大公众，地铁公安无线系统的用户是警务人员。

地铁专用无线通信、民用无线通信和公安无线通信三套系统在功能、制式、频率以及使用要求上存在较大的差别，在技术上无法实现通过一套系统完成全部功能，只能单独建立各自的系统，即使整合资源也只能是末端漏缆的合设，通过共用的合路平台（POI）进行信号耦合也会很容易使两套系统产生相互干扰，很大程度上影响地铁行车安全，警务安全和民用移动通信的服务质量和收益。

2.3 地铁专用无线系统业务需求

地铁专用无线系统为控制中心调度员、车辆段调度员、车站值班员等固定用户与列车司机、防灾、维修等移动用户之间提供通信手段，系统必须满足行车安全、应急抢险的需要。目前国际、国内城市轨道交通专用无线系统均采用数字TETRA数字集群通信系统组网，该系统在保证行车安全及处理紧急突发事故方面有着不可替代的作用。

专用无线系统还为数传调度台提供传递列车状态信息及车载台信息显示所需的基于IP的数据传输链路。故在城市轨道交通无线调度通信中，数字集群系统充分地体现了它的特点。

地铁专用无线系统的行车调度广泛使用计算机辅助调度（CAD）子系统，CAD子系统通过应用程序接口（API）接入数字集群系统。CAD服务器通过有线接口接收来自列车信号系统的运行信息，并将这些信息显示在调度操作终端的屏幕上。

3 专用无线系统的结构

广州地铁一号线专用无线系统是国外公司提供的大区制模拟集群无线系统，该系统应用国外专用移动无线集群标准MPT1327，信道频段是450MHz，采用双工、半双工方式工作。系统在一号线控制中心设置了中央无线交换机和系统控制器，无线交换机用于为来自于基地台、调度操作台、程控交换机和市内交换网的呼叫音频信号在各单元之间选择路由，它由16个信道卡组成，每个卡提供1个信道，话音连接使用四线E&M方式。控制中心设备包括区域控制处理器、调制解调器和终端计算机，与交换机安装在一个机柜内，是整个系统的中心。由交换机支持的并设置在控制中心的行车调度控制台、公安调度控制台、维修调度控制台、环控调度台、监视台、维护终端台，以及设置在车辆段内的2个远端调度控制台。这些操作控制台都是基于标准的IBM兼容486电脑，配有手机用于通信，维护终端台还配有打印机，可打出通信记录统计和故障分析报告。在车站设有无线基地台和基地台接口单元，包括射频设备、信道控制接口器、现场控制设备、射频设备包括信道接收机和功率分配器、发射机、光纤接收单元和馈线单元以及车站台。在列车上设置无线设备（包括机车移动台和机车天线），移动台配备移动控制接口单元、外音频及数据接口。

4无线系统改造的必要性

由于地铁作为便捷交通工具的意识日益深入人心，自投用以来，客运量每年以2位数的百分比上升。为满足不断增长的运能要求，2015年之前完成的列车增购项目将使列车总数达到35列。列车增购后，车站服务、设备维修、安全保卫等部门对无线手持电台数量的需求也将大大增加，而现有的无线系统是基于九十年代初期对运营服务能力的预想而设计的，系统最大容量可满足25列车的通信需求。因此，对于此次新增购列车而言，无线系统容量根本无法满足这种需求。

一号线专用无线系统采用的模拟集群无线调度技术是国外八十年代末期的技术，目前设备零部件供应中断，已经没有可能再对既有系统进行升级扩容。而且一号线无线系统为单基站大区制的构网方式，可靠性低。网络核心设备（基站、交换机）的任何板卡或接头故障，都有可能导致无线系统完全瘫痪，造成地铁无法安全运营！为满足新增购列车的需要，一号线无线系统只能更新改造。

5结语

城市轨道交通为市民出行发挥了重要作用。随着地铁客流的大幅度增长以及地铁服务水平、列车运输能力的不断提升，广州地铁一号线无线系统不具备满足目前现状。因此，为了保证增购列车后安全运营，对一号线专用无线系统进行改造势在必行。

参考文献

[1]吴金洪，宛岩，韦强.城市轨道交通运营管理[M].北京：国防工业出版社，2012.

[2]王晓东.无线通信系统[M].北京：电子工业出版社，2009.