ＴＥＴＲＡ系统在上海轨道交通６号线中的应用

[摘要]介绍上海轨道交通6号线TETRA数字集群专用无线通信系统的构成、主要设备，最后结合在上海轨道交通6号线中的施工经验，总结TETRA系统应用的特点。

[关键词]TETRA 城市轨道 应用 特点

中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0310006－01

地铁是城市运送大量乘客的地下电气化轨道交通系统，是现代城市基础设施建设的重要项目，地铁的运营离不开大量信息的交互，专用的通信系统是必不可少的。其中专用无线通信系统是城市轨道交通通信系统的重要组成部分，主要用于解决固定人员（调度员、值班员）与流动人员（司机、维修人员、列检人员）间及流动人员相互之间的通话及数据传输问题，是提高运输效率、确保行车安全及应对突发事件的必要手段。在城市轨道交通的列车运营和日常管理中发挥着关键作用。上海轨道交通6号线专用无线通信系统采用了摩托罗拉公司的TETRA数字集群系统，目前系统运行稳定，在规划设计中充分考虑了日后扩容的延续性、经济性和安全性。

一、系统构成及主要设备

上海轨道交通6号线全长33.089公里。共设一个控制中心，28座车站（9座高架车站、19座地下车站）、一个停车场、一个车辆段。实行频率资源共享和统一管理。在6号线设分线调度、基站、信号分配和覆盖单元、移动台等。

（一）系统构成

上海轨道交通6号线TETRA专用无线通信系统采用有线、无线相结合的方式，沿地铁线构成链状通信网，采用光纤直放系统，实现“大区制”基站“小区制”覆盖。信号覆盖控制中心、各车站、车辆段、停车场及隧道区间和高架线路。信号在隧道及高架线路采用泄漏同轴电缆，在室内、站内及车辆段和停车场采用天线进行覆盖。系统构成示意图如图1所示。

系统由上海轨道交通专用无线通信系统交换控制中心网络提供、8个基站、8个光纤直放站主站、25个光纤直放站远端站以及调度台、移动台等组成。8个基站分别设在外高桥南站、巨峰路站、云山路站、民生路站、高科西路站、上南路站、车辆段、停车场，沿线其他各站点设光纤直放站远端站。（见图1）

系统设备间以2M通道为主，并以4线音频和RS 422通道为辅。通过6号线传输系统、上层传输网与相应的交换控制中心的交换机连接。

（二）系统主要设备

系统设备可分为5个主要组成部分，即交换控制中心、基站设备、信号分配单元、调度设备和移动台用户。

交换控制中心设备：交换控制中心设在东宝兴路、中山北路控制中心，采用两个完全互为异地备份交换中心。主要设备有节点控制器/网管服务器、核心路由器/网关路由器、广域网接口设备、以太网交换机、边界路由器、数据网关、电话互联网关、回声消除器、鉴权服务器等。

基站设备有：TETRA基站控制器、收发信机、GPS收发天线、告警系统、射频分配系统等。

信号分配单元有：光纤直放站、耦合器、分路合路器、泄漏电缆、天线。

调度设备有：由一个基于PC的控制台和一套控制台接口电子设备，以及麦克风、扬声器、耳麦、录音机等设备构成。

移动台设备有：车站台、车载台和便携台。

二、系统主要功能

上海轨道交通6号线将列调及行调、防灾以及车辆段、停车场的调度业务全部纳入到TETRA系统进行统一管理。系统提供的主要功能有：

（一）通话功能

在授权的情况下，可实现调度台与移动台、移动台与移动台、有线用户与移动台、移动台与有线用户之间的私密通话。

（二）调度功能

系统具有强大的调度和管理功能，如个别呼叫、组呼、全呼、紧急呼叫、多级优先、遇忙排队、有效站点设置、动态重组、迟后进入、新近用户优先、呼叫限时、自动重发、会议呼叫等。

（三）数据功能

系统支持状态信息业务、紧急告警、短数据业务、分组数据业务。用于传递列车运营管理过程的各种数据信息，包括ATS信息等。

（四）故障弱化功能

当系统出现故障后，系统可自动转入单站集群模式或直通模式。当基站与交换控制中心的链路中断或交换机故障时，基站会进入单站集群状态并继续为其覆盖区内的用户提供集群模式服务；用户在基站故障或处于网络覆盖范围外，可通过直通模式继续进行通信，而不依赖于系统转发。

三、上海轨道交通6号线TETRA数字集群的应用特点

（一）采用光纤射频直放系统实现“大区制”基站“小区制”覆盖

上海轨道交通6号线专用无线通信系统采用了光纤直放系统如图1所示，仅在地铁沿线的重要车站设置基站，进行该站及相邻区间的信号覆盖；而其他各站则通过由光纤直放站主站、远端站组成的射频直放系统的远端站进行其他各站、区间的信号覆盖。光纤直放系统的应用，延伸了基站的覆盖范围，减少了基站设置数量，实现了“大区制”基站“小区制”覆盖，具有设备投资少、信道利用率高、越区切换少、故障弱化能力较强等特点。在采用光纤直放系统时需考虑直放系统的时延。

（二）采用虚拟功能，实现分线、分区段管理

虚拟专网是TETRA系统提供的一项主要功能。多个用户群体可以共享一个数字集群系统网络，网络中所有的系统管理功能都可以合理地分配给每一个群体，以满足每个群体地需求。各用户群体配置独立的调度台和移动台，即可建立自己的虚拟专网，并在网内独立工作。不同的虚拟专网之间具有高度的通信保密性和独立的控制权限，不会产生干扰和失密。上海6号线将列调、防灾、停车场、车辆段的调度通过虚拟专网纳入到一个系统进行管理。

（三）降级使用功能可靠，确保系统的正常运行

当基站与交换机的链路中断或交换机故障后，系统将降级使用进入单站集群模式，而当基站故障后则可进入直通模式，以确保系统移动用户间的通信；当系统降级使用后，上海轨道交通6号线在控制中心与各基站间专门设置了4线音频通路和RS 422通路，用以实现调度台与降级台在系统降级使用后的语言、数据通信可靠传输，保证了调度功能的实现。

四、结束语

TETRA数字集群系统具有强大的调度功能，且具有频谱利用率高、信号抗信道衰落强、保密性好、多种业务服务、网络管理和控制更加有效和灵活等特点，完全满足城市轨道交通对专用无线通信的需求。TETRA数字集群在上海轨道交通的成功应用为其他地区，特别是新建城市轨道交通项目专用无线通信系统的选择提供了依据。

参考文献：

[1]杨秀，地铁专用无线通信系统方案比选[J].都市快轨交通，2004,(01).

[2]邹彤、潘锋、仝海威，TETRA数字集群系统数据应用探究[J].移动通信，2005,(06).

[3]朱秋林，城市轨道交通数字集群系统的场强设计[J].都市快轨交通，2006,(02).

作者简介：

徐海来，男，汉族，陕西西安人，毕业于西安铁路运输学校铁道通信，后函授北京交通大学通信工程（本科），在中铁一局电务工程有限公司工作，工程师。

资格证书：中国铁路工程总公司二级项目经理证证件号：9421200052

铁道部工程师证证件号：3401101117