地铁车载信息传输需求可行性分析

付海亮

摘 要：在地铁通信中，车辆的故障告警需要传达到调度员，调度员对其进行识别，然后根据故障级别进行处理，决定是否该列车是否继续投入运营。列车的告警信息由车辆TMS系统传达到无线电台，通过无线通道送达至综合监控系统。无线通道的带宽直接决定了告警的容量。文章讨论的是无线采用TETRA制式时，通过无线通道取代3G通信系统，是否能够满足5M/s的数据传输容量。

关键词：TETRA；综合监控；报文；传输需求

1 概述

该文档根据工作联系单《2014年186号——关于3、4号线一期工程车辆信息传输的需求》在简要描述成都地铁3、4号线车载信息传输实现方案的基础上，针对新增车载信息传输需求，重点从专用无线系统建设方面进行了分析和说明。

2 既有方案

根据成都地铁3、4号线项目各方形成的既有设计方案，专用无线通信系统（采用800MHz TETRA系统设备）负责在车辆和OCC综合监控系统之间传输车載设备信息，其传输需求如表1所示。

3 新增需求

根据工作联系单《2014年186号——关于3、4号线一期工程车辆信息传输的需求》，如果把原来由3G网络承担的车载信息传输业务全部交给专用无线系统承担，专用无线系统传输业务将变更为表2描述：

表2中阴影部分为新增的传输需求，主要包括：

（1）实时故障信息传输需求：158字节/秒，增加376%；（2）实施运行信息传输需求：159字节/秒，增加388%；（3）非实时信息传输需求：5M字节/Tc/小时，10M字节/列车/小时。

4 需求分析与相关说明

专用无线系统主要由列车上安装的数传车载台和OCC安装的数传控制台负责实现车载信息传输业务，其链路瓶颈为数传车载台和无线基站之间的无线链路，该链路为窄带链路，这是TETRA系统体制决定的。

TETRA系统能够提供短数据和分组数据两种数据传输承载业务，这两种业务的接入方式、传输延时、数据带宽和占用系统资源等方面均不相同，分组数据的数据带宽更大。综合考虑各方面的因素，在既有方案中，数传车载台和控制台之间采用的是短数据传输业务。

4.1 技术可行性分析

下面仅以析非实时信息传输需求为例来分析技术新增需求的技术可行性。非实时运行信息数据量远大于TETRA系统短数据传输业务带宽，不用考虑短数据传输方式，只能考虑分组传输服务方面是否可行。

TETRA系统中，单个分组数据信道的毛速率是7.2kbps，净速率大约为3kbps，即：

3*1024*3600/（8*1024*1024）=1.32M字节/小时

5MB/1.32MB=3.8信道≈4信道

从上面的计算可以看出，从理论上来看，一个数据信道最大传输速率只有1.32M字节/小时，单个列车司机室（Tc）的非实时数据是每小时5M字节，需要占用4个信道，单个列车的非实时数据（每小时10M字节），最少需要占用8个数据信道——而目前的系统配置中，单个基站只有2个载波（第三载波为应急专用），共8个信道。

从终端产品来看，单个终端最多可以占用4个数据信道，即，其理论最大传输速率为5.27M字节/小时，刚刚能够满足单个Tc的数据传输需求。再考虑到语音业务冲突、越区切换传输速率下降等工程因素，几乎可以断定，数传车载台无法在1小时内传输5M字节数据。

另一方面，即使增加了基站载波数量，当一个基站下有一个以上的列车时，专用无线系统肯定将无法满足这些列车的非实时信息传输需求。

4.2 实施可行性分析

当前，成都地铁3、4号线均已完成系统总体设计和各相关接口设计，包括与车辆专业、综合监控专业的车载信息传输接口。后续如果改由专用无线系统实现新增的车载信息传输需求，专用无线系统需与车辆专业、综合监控专业重新讨论接口，各方可能均需更改设计方案——无线系统方面数传车载台软硬件、数传控制台等均需更改设计，前期工作面临推倒重来的风险。

5 结束语

从以上分析来看，不管是从技术上来看，还是从工程实施角度来看，采用专用无线系统实现新增车载信息传输需求均是不可行的。基于上述情况，强烈建议各方维持既有方案，或者重新考虑采用其他方式来实现新增的车载信息传输需求。

参考文献

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