上海地铁系统是一个庞大的城市快速交通系统。目前,上海投入运营(包括试运营)的城市轨道线路共8条,分别是轨道交通1号线、2号线、3号线、4号线、5号线、6号线、8号线和9号线。工作日日均客流量350万人次,最高客流量达430.8万人次。目前上海地铁运行里程234公里,2010年世博会之前将达到400公里,到2012年将超过500公里。根据规划,上海将在2020年以前建造地铁线22条。
采用TETRA数字集群技术的上海轨道交通无线通信系统,正是在这样的背景下为网络化的轨道交通列车调度、运营管理、安全生产、抢险救灾等提供无线调度通信保障。该无线通信系统建设的重要性和复杂性可想而知。其设计理念、系统建设规模,在我国轨道交通建设史上,乃至整个亚太地区,都是一次创新、一次重要的探索。系统于2005年开始建设。
1市场挑战
一个网络化的轨道交通系统,需要一套网络化的专业无线通信系统,为整个轨道交通系统提供无缝连接,为列车调度、运营管理、安全生产、抢险救灾提供调度通信保障。然而此通信系统的建设面临着诸多课题:第一,如何科学地规划、构建一个网络化的专业无线通信系统,服务于网络化的轨道交通输运系统;第二,如何做到既满足列车调度和地铁日常运营管理的需要,又兼顾上海市应急管理的总体规划,满足地铁抢险救灾的需求。
鉴于本项目系统规模大、架构复杂、建设周期长、实施风险大等特点,上海申通地铁集团需要寻找一个不仅拥有先进技术,而且具有丰富的实施经验、强有力的本地技术支持的长期战略合作伙伴。
面临严峻的市场挑战,经过严格的招标程序,摩托罗拉公司成功中标上海轨道交通无线通信系统,携手上海申通地铁集团有限公司,在未来超过10年的时间内,共同精心铸就这一宏伟的专业无线通信系统。
2解决方案
摩托罗拉为上海地铁提供的是一套完整的、基于TETRA数字集群标准的专业无线通信解决方案。它采用两个完全互为异地备份的交换中心,将为上海地铁全线、全网调度、行车管理、安全生产和抢险救灾提供稳定、可靠的支持。系统包括:超过110个增强型无线基站、2个基于全IP互为异地备份的交换中心(MSO)、超过5000个用户终端(即手持台、车载设备、固定电台)、OCC(分控中心)、COCC(总控中心)、CAD列调系统、泄漏电缆和光纤直放站等射频覆盖系统,以及结合上海地铁运营实际需求而开发的各种应用。该系统将与上海市800MHz TETRA数字集群政务网互联,形成一个覆盖整个上海市包括地面和地下地铁空间的无线网络,授权用户可以在两个网络间全透明漫游,实现上海市应急联动中心在整个网络上的统一指挥和调度,为上海市的城市安全、地铁抢险救灾等提供有效的通信保障。
摩托罗拉作为总集成商、技术总负责,肩负系统设计、设备和材料供应、供应商管理、项目实施、系统集成、项目管理、质量控制、系统维护等工作,其强有力的本地技术支持、轨道交通无线系统设计和实施经验、系统集成能力和卓越的项目管理能力在此项目中得到充分体现,使得客户从中受益。
为了给网络规划、系统设计和实施提供科学依据,降低项目执行风险,摩托罗拉和申通地铁集团一起进行了先期研究测试工作。于2005年在3号线、4号线虹桥路交汇处情况比较复杂的路段,完成了近8公里的试验段建设和各种研究测试工作,获取了大量的测试数据,为上海轨道交通无线通信系统的设计、实施方案等的进一步优化提供了重要的依据,同时也为其它城市轨道交通无线系统的建设提供了参考。这充分体现了申通地铁集团科学决策的领导思路。
摩托罗拉依托系统设备的性能和特点,结合上海轨道交通用户的特殊需求进行了精心的设计,使得TETRA系统的优势功能以及信道资源能够得到充分的利用,同时避免各种应用之间的冲突。其中最突出的亮点体现在:异地主/备交换中心的切换机制;降级使用模式;科学合理的覆盖设计保证覆盖完善、通信顺畅;高架区间的覆盖设计(单侧敷缆)保证错车情况下的覆盖效果和车内的覆盖;车辆段库内的室内覆盖,在频率资源有限的情况下尽可能地避免同频干扰的出现;依据系统提供的API接口,采用最佳的方式实现轨道交通独特的应用需求等。
摩托罗拉依据丰富的实际经验帮助客户克服意外的难题。原设计计划在轻轨高架区间把漏缆挂在电力线龙门架上,但这样给施工、维护带来很大的不便,争议颇多,高架区间的覆盖成为难题。为此,摩托罗拉通过试验段的研究测试,提出了可操作性强、方便实施、节约成本的基于单侧敷设电缆的覆盖方案,并成功投入使用。
鉴于上海轨道交通无线通信系统规模大、工期长、网络复杂、协调工作面多等特点,摩托罗拉凭借多年来积累的项目实施和管理经验,设立了专门的项目执行机构一上海地铁项目办公室,配备了专职人员队伍,还专为上海地铁设计了量身定制的管理方法,包括专门的技术管理团队、风险监控机制。项目机构人员专业而且固定,有着十余年的丰富经验,不论是在无线通信领域还是项目管理方面都具有专业的知识,不仅能迅速处理客户需求,而且可以对项目进行长期跟踪,保证项目的顺利实施。
3成效卓越
截至目前,上海地铁已经完成了主用交换中心、备用交换中心、紧急操作控制中心(COCC)以及1号线、2号线、3号线、4号线、5号线、6号线、8号线和9号线无线系统的建设,并成功投入了正式运营。其中,建设了82套基站,提供了大约1200套MTM800数据终端和3000套MTP850手持终端。数据终端主要开发了适用于地铁生产运营的调度功能、车载功能、故障发生后的应急应用。手持终端主要是语音与短信应用。系统目前运行稳定,提供了8条地铁线路工作日日均客流量350万人次、最高客流量已达430.8万人次的指挥调度通信保障,为地铁安全、有序、高效的运行提供了有力的支持。目前7号线、10号线、11号线北段一期、8号线二期、9号线二期、2号线东、西、西西延伸、13号线世博段的无线系统正在紧张实施阶段,并将于2009年底全面开通试运营。
4上海轨道交通无线通信系统的优势
◆网络化设计、服务于网络化的轨道交通
很好的保障了全程全网在技术、性能、服务、操作界面上的一致性,保证了运营维护和管理人员能在全程、全网、地面、地下无缝通信,车辆能够跨线行驶并全程、全网无缝通信,真正实现“网络化”的服务。在和地面政务共网实现互联互通后,进一步拓展了系统覆盖范围,扩大了系统规模,提高了应用效益,不但为轨道交通运营服务,而且能很好地为城市管理服务。
◆节约投资
全部地铁线共用一个系统资源,不但节约了投资,提高了资产的利用率,并且通过共享系统备品备件和运营维护服务,提高了对系统故障的响应速度,大大降低运营维护成本。
◆超长建设周期中系统生命周期的保障
本系统采用摩托罗拉全新的IP核心交换平台,顺应目前最先进的技术及设备的发展趋势,在一个IP交换平台实现对话音、数据、控制、网管信息的统一处理,简化了不同功能模块设备之间的连接方式和接口协议。更重要的是,采用的基于IP的交换设备可以跟踪最新的IP技术和设备,便于系统扩展和更新。
◆系统安全可靠
系统设备的关键部件全部采用冗余设计,提高了设备的可靠性;系统设计了2个互为异地备份的交换中心,以确保在任何一个交换中心遭到破坏或是发生严重故障时,整个网络仍将能够继续、有效地提供无线通信保障;系统还基于摩托罗拉的单基站集群功能,设计了独特的降级运行模式,进一步保证了在极端情况下。无线系统依然能继续提供列车调度基本的通信保障。
◆高效的指挥调度
在网络化系统设计的情况下,整个地铁线路可以实现信息分享,运行指挥调度更加灵活。优先级设置可以让最高级别命令及时下达,方便组织力量快速处理紧急事件,特别适合生产指挥调度。
◆为抢险救灾、突发事件的处置提供通信保障
为了更好地配合政府紧急预案的实施,上海地铁设计了COCC。在平时,各条地铁线的COCC对各自线路进行运营调度管理;在紧急情况下,政府主管部门可以通过COCC对各地铁线进行统一指挥调度,从而能够保证政令快速下达。为突发事件的联动处置提供了保障。
◆完善的售后服务体系
上海地铁选择摩托罗拉,也就拥有了摩托罗拉专业而客户化的服务体系。摩托罗拉在中国拥有一个本地化的售后服务团队,成立于1994年4月,主要负责专业无线通信产品及其附件的维修更换、以及摩托罗拉网络产品及综合测试仪等摩托罗拉仪器仪表的维修。不仅如此,摩托罗拉专门为上海地铁建立了支持中心以提供更优质的服务。