轨道交通无线通信系统探究

摘要：我国大城市交通拥挤情况越来越严重，为政府和市民所关注。由于城市快速轨道交通具有行车速度快、间隔短，穿行于高楼林立的市区，对环境污染少，所以发展快速轨道交通才能解决大城市的交通问题，这已是上下一致的共识。我国大城市加快发展快速轨道交通已势在必行。管理手段的提高是建设公共基础设施的必备条件，因此，专用无线通信系统的建立（作为列车调度、公安调度、防灾调度、列车车辆维护通讯等），这样既可以作为提供通信联络给沿线维修作业的手段，也可以作为城市轨道列车的行车安全得到保障，提高运营管理水平并防止意外事故发生的方法。基于这样的研究背景，本文对轨道交通无线通信系统进行了探究。

关键词：轨道交通;无线通信系统; 探究Abstract: The big city of our country traffic congestion is becoming more and more serious, which attracts the attention of the government and the public. Because the city rapid rail transportation has rapid running speed, short interval, through the tall buildings of the city, little pollution to the environment, so the development of rapid rail transit to solve traffic problem in big city, this is the concerted consensus. The big city of our country and accelerate the development of rapid rail transit has be imperative. The management method to improve is the necessary condition, the construction of public infrastructure. Therefore, the establishment of special wireless communication system (as the train scheduling, the scheduling, scheduling, vehicle maintenance and communication), this can provide communication to the repair operation of the means, but also can be used as the driving safety guarantee of city rail train to improve the level of operation and management, and ways to prevent accidents. Based on this research background, this paper explores a railway wireless communication system.

Keywords: Rail traffic; wireless communication system; research

中图分类号：V553.1+8 文献标识码：A 文章编号:

1.城市轨道交通的命脉

无线通信系统主要用于轨道交通的列车运行调度指挥、公安治安、防灾应急通信、公务维修施工人员的通信、管理人员的通讯联系，已经成为城市轨道交通的命脉。

1.1系统需求

1）快速接入，因为不论是行车指挥还是紧急事故的处理，都需要系统具有快速的接入速度；

2）快捷灵活的呼叫方式，包括列车调度员、司机、车站值班员、停车场信号楼值班员之间，调度员与维修维护人员之间，具备快捷的和灵活的呼叫方式；

3）具备灵活的用户编组方案。系统由多个部门共用，每个部门各司其职，正常工作时要求互不干扰，而在一些情况下又要求协调工作，所以要求系统具备灵活的编组方式，而且具备动态编组的能力；

4）强有力的中心管理能力。系统由多个部门共用，所以需要有一个功能齐全的系统控制中心，具有连接多台调度终端的能力；

5）具有高可靠性和稳定性，系统主要为行车服务，所以必须保证可靠运行，一旦发生故障，能够具有故障弱化的能力；

6）具有灵活的组网能力。一般碍于城市现有格局的限制，城市轻轨穿行于城市之间，有时架空，有时入地，而实际运行又要求在整个轻轨线路上无线信号必须全程覆盖，所以要有灵活的组网能力，以适应各种实际组网条件；

7）系统扩容方便，功能具备可扩展能力。

当前国际上存在多种专用无线通信系统体制，但真正有公开信令标准、系统功能强、技术成熟、支持较大系统规模的体制并不多见，MPT1327集群无线通信系统体制是的到国际上广泛认同和应用的系统。其系统信令公开，用户编号容量大（约100万），生产厂家众多，支持多基站多区域联网，能够构成覆盖全国规模的大型专用无线通信网络而且系统完全能够满足目前城市轨道交通的指挥和通信要求。

1.2飞时（PYXIS）城市轨道交通行车无线调度管理系统概述

针对城市轨道交通的使用特定和要求，飞时（PYXIS）城市轨道交通行车无线调度指挥系统，能够对城市轨道列车的行车保障、公务维修、安全防护等方面提供高效的解决方案。

该系统充分考虑了城市轻轨无线通讯指挥的快捷、安全、可靠的要求，作为系统的核心部分，无线通讯平台，采用MPT1327国际公开数字信令，信令调制方式为FFSK，呼叫接续速度小于500ms。为保证系统的可靠性，通讯平台采用模块化结构，在设计中将故障弱化及抗毁能力作为一个重要的部分予以考虑，系统设计为分级分散式控制，主控机定时检查每一模块的状态，同样每一模块也随时监测主控机的运行状态。任何部位的故障只能影响部分工作。主控交换单元更是采用了双机热备，主工作模块出现故障，热备模块立即切换过来，不会影响系统的正常工作。即使主、备用的工作模块全部出现故障，系统也能够保证最基本的通话功能。通讯平台的各模块故障，都能够直接在网管中心的维护终端上显示出来，极大的方便了管理人员的日常维护。

为了方便轻轨运营的调度指挥，飞时（PYXIS）系统还配备有强大的后台计算机网络，可具备多调度坐席。根据轨道交通的运行组织和管理需要，按其工作区域及工作性质不同，调度坐席分为行车指挥调度、治安防灾调度和调车调度，分别用于车辆行车运营指挥、公安治安、事故防灾，以及车场调车、车辆检修和公务维护。调度坐席具备非常友好的人机界面，只需简单培训即可使用自如。优能还可根据不同用户的使用习惯和运营要求，为用户定制调度终端的人机界面，能够极大的方便用户使用。而且，计算机网络还具备强大的SQL数据库，进行话务统计和分析。还可根据用户需要，选配录音终端和GIS终端。录音终端，能够将调度与无线用户之间的通话录制在计算机的硬盘上，需要时可根据时间和调度员工号进行查询。GIS终端是用于位置监控的，优能的飞时系统能够与GPS全球卫星定位系统相结合，实现机车的位置监控。

1.3飞时（PYXIS）城市轨道交通行车无线调度管理系统组成

飞时（PYXIS）城市轨道交通行车无线调度管理系统主要用于轨道交通的列车运行调度指挥、公安治安、防灾应急通信、公务维修施工人员的通信。根据轨道交通的运行组织和管理需要，按其工作区域及工作性质不同，飞时分为以下四个无线通信子系统。

1）列车无线调度通信子系统

供列车调度员、司机、车站值班员、车场信号楼值班员之间及车站值班员与站台值班员之间通信联络，满足列车运行需要。

2）公安治安、事故防灾无线调度通信子系统

供调度员与车站公安值班员及公安外勤人员之间的通信联络，维护日常及事故时车站秩序，确保乘客安全。

事故放生市事故发生时，配合现场指挥人员，协调相关部门工作。

3）车场调车、检修无线调度通信子系统

供车场运转值班员、调车员、检修员间通信联络，进行列车调车与车辆站修和临修。另外，车辆设备有关运行数据需单向传递送至车场运转值班员，供值班员监测车辆设备运行状态。

4）工务维修及施工无线调度通信子系统

在工务维修及施工时，及时沟通信息，保证作业安全。

以上各子系统共用无线通讯平台，共享网络数据，但根据工作需要，赋予不同的调度权限和网络数据开放程度，以保障列车行车安全为目的，协调工作。

1.4系统功能

系统功能包括业务功能、管理功能及维护功能。

2.城市轨道交通的几点组网建议

经过和最终用户的充分交流及对市场的详细调查研究，针对我国目前现行的城市轨道交通，给出如下几点组网建议：

1） 单/多基站天线空中辐射系统

此系统适用于高架城市轨道交通，利用基站天线传播无线信号。鉴于城市中高楼此起彼伏，在进行场强测试的时候，首先需要对基站进行选择，在选择基站的时候，要充分考虑到其余量是否充足，如若不然，不稳定的覆盖区场强会导致不良的调度通话质量。

2） 多基站漏缆辐射系统

通过漏泄电缆将每个基站的左右两边再连接若干射频直放站，直放站与漏泄电缆相连接。为了消除多级直放站级联后所导致的诸如噪声积累，使信噪比变差等问题，可采用将两个直放站分别连至于该基站。鉴于此，须配多个集群基站在一条线路上。

3） 基站天线空中辐射结合漏缆辐射系统

针对城市轨道交通线路存在隧道或由于环境原因无线信号空中传播效果不理想的个别区段，在基站利用天线空中辐射，在信号盲区利用射频直放站加漏泄电缆辐射。

4） 单基站光纤直放传输漏缆辐射系统

系统利用光纤直放站和漏泄电缆实现无线信号辐射。利用光端机和光缆链路将基站与光纤直放站两者连接，通过功分器将光纤直放站的射频输出与漏泄电缆进行连接，通过上述做法，达到覆盖全线区段的目的。

5） 道口预警设备

如果轻轨铁路与人行道路平面交叉，道口处需要增加道口预警设备，设备能够与机车台通信，当机车即将驶到交叉道口时，机车台发送无线信号到预警设备，发送警报。

参考文献：

[1] 徐小涛,张弛,吴攀.TETRA数字集群在城市轨道交通指挥调度系统中的应用[J]. 电信快报. 2008(02)

[2] 王惠琴,曹明华,高风格.TETRA在城市轨道交通无线通信系统中的应用[J]. 计算机工程与设计. 2006(16)