城轨交通系统和城轨通信系统的规划与设计

梁亚宁，张清萍

（西安铁路职业技术学院陕西西安710014）

城轨交通系统和城轨通信系统的规划与设计

梁亚宁，张清萍

（西安铁路职业技术学院陕西西安710014）

针对建设一条城轨交通线路，需要对整个城市进行整体规划、征用建设用地，且耗资巨大这一特点，城轨交通建设一般要做好长远的规划和设计。结合世界及各城市城轨建设的经验，城市轨道系统的规划与设计应满足相关原则。得出城轨通信系统的设计包括传输系统的设计、传输网上节点设备的设计以及无线集群系统的设计，只有这几方面合理布局和协调合作，才能快速、高效、准时的实现城轨通信系统的优质服务，满足城市轨道各部门间的高效机制。

城轨交通系统；系统构成；规划；设计；城轨通信系统

目前城市轨道交通已在中国多个城市发展起来，有效地解决了交通拥挤、减少了空气污染的程度、节约了城市出行者大量的宝贵时间，推进了现代化城市化发展的步伐。

中国的城市化进程正处在飞速发展阶段，人口日趋增长、城市交通压力越来越大，交通拥挤、堵塞矛盾特别突出，促使城轨交通建设高速发展。所以，城市轨道交通建设势在必行，它是保证公共交通畅通、城市经济发展以及社会环境秩序安定的主要手段，在城市化发展中起着极其艰巨的作用。

1　城市轨道交通规划的意义和目标

城市轨道交通是一个城市的重要建设项目，肩负着城市长远的发展规划，需要有长远的战略考虑。

规划的意义：

1）城市轨道交通是大规模的城市基础建设项目，是制定其他建设计划的主要依据。

2）城市轨道交通建设一般耗资费用巨大，必须制定科学的经济发展规划。

3）城市轨道交通对用地有严格的技术要求，是控制城市轨道交通建设用地、降低工程造价的需要。

4）城市轨道交通规划应当满足城市整体发展的需求。

规划的目标：人性化的交通规划是满足城市交通的首要目标；其次，美观、方便的城轨交通与现代化的科技发展相呼应；再者，城市轨道交通规划应满足土地规划发展目标［1］。

2　城市轨道交通规划设计原则

1）应当满足城市发展的总体规划；

2）路网布设要均匀、线路疏密要适合客流量、乘客换乘要方便；

3）应充分满足城市轨道交通多元化的发展趋势；

4）要充分体现城轨交通稳定性、灵活性、持续性的特色；

5）要有超前规划意识，做好线网近长期的发展需求；

6）应当支持城市各项规划的建设与发展，提高项目生命力；

7）要兼具城市发展与运输的综合规划能力；

8）加强与各类公共交通设施的规划与整合；

9）加强以“绿色通道”为特色的指导原则。

3　通信系统在城轨中的作用

城轨交通的主要特点是客流量密集、运输业务繁忙，系统的功能设置完善，具有可靠的内部专用通信系统，保证车辆安全、行车准时，同时为旅客提供快速、高效、便捷、优质的旅行服务。

城市轨道交通系统中的通信系统又是整个体系的神经系统，传递着城市轨道交通运营各系统、各部门和控制中心间以及各站点的信息，保证整个系统的正常运营。

城轨通信系统功能的体现不是一个独立的个体，需要与其它功能系统互相配合协作、共同完成各自的任务。鱼此功能密切相关的有信号系统、传输系统、闭路电视监控系统等。城轨通信系统主要完成系统内的公务电话业务、调度电话业务等，此外，城轨通信系统也与公网连接在一起，当出现突发、紧急事件、暴力等情况时能及时联系外界，保证整个交通系统的安全。

4　城轨通信系统构成

城轨通信系统属于城轨交通系统的子系统，其本身也不是单一的系统，是由多个独立的子系统的组合，这些系统包括：传输系统、公务电话系统、专用电话系统、无线集群通信系统、时钟系统、电源及接地系统、乘客导乘信息系统（PIS）、办公室自动化（OA）、闭路电视监控系统（CCTV）、有线广播系统（PA）、城轨地下部分的公共覆盖系统等子系统。通信系统的功能主要面向控制中心、车站、车辆段，以及地下隧道、地面线路、高架线路、停车场和运行的列车［2］。

5　城轨通信系统设计

城轨通信系统由传输系统、传输系统中的节点设备以及无线集群系统构成。传输介质分为有线和无线两类，有线的主要包括电缆、光缆、泄露电缆，无线主要通过空间电磁波等进行传输［3］。

图1　城市轨道交通通信系统Fig.1Communication system for city rail transportation

系统的布局一般以控制中心为核心，在其作用下与各车站、车辆段等构成一个完整的业务通信网，为城市轨道交通提供各种综合的通信业务。

1）传输系统设计

城轨传输网应该能够承载音频、视频和数据等多种综合数字业务，所以，城轨传输网多数都采用基于SDH的多业务传输平台（MSTP）［4］，这种传输平台是指在同一个公共的传输网，控制中心、车站和车辆段之间通常采用环形物理拓扑结构，相邻节点间采用双向线路进行连接，当环网的某个传输节点设备故障时，信号可从另一方向环回，具有很好的可靠性。

图2　逻辑拓扑结构Fig.2The logical topology

控制中心与车站、车辆段的业务通常采用总线型或星型逻辑拓扑结构：

2）传输网上节点设备设计

在控制中心与各车站、车辆段所组成的逻辑网络中，配置的业务节点设备主要包括：公务电话交换设备、专用电话交换设备、广播设备和闭路电视设备［5］。

图3　业务节点设备连接Fig.3Service node equipment connection

①控制中心的公务电话交换设备

公务电话交换设备目前主要采用的软交换设备和少量的程控交换设备。控制中心与各车站、各车辆段的交换设备之间，物理上是通过光纤传输系统连接车站、车辆段的交换机及中心交换设备的远端交换模块；逻辑上采用点对点的星形连接方式。每个交换设备上可连接相应的普通电话机、传真机、电路数据等终端［6］。

②控制中心的调度电话交换设备

控制中心的中心调度交换设备与车站、车辆段调度终端之间，物理上通过光纤传输系统、PCM接口设备连接到各车站、车辆段的调度话机，逻辑上采用点对点的连接方式构成城轨专用电话子系统。

③控制中心的广播设备

控制中心的中心广播设备与各车站广播设备之间逻辑上采用总线方式连接，物理上通过光纤传输系统与车站的广播设备相连接构成有线广播子系统［7］。

④控制中心的闭路电视设备

控制中心CCTV设备与各车站CCTV设备之间采用点对点的连接方式，通过光纤传输系统与车站的闭路电视设备相连接，构成闭路电视子系统。城轨传输网的物理网络一般采用总线形结构，目前主要采用环形结构。由控制中心送出的业务及信令信息按需在各个车站上从总线上分离出来，送到相应的车站设备；相反的，从各车站送给控制中心的信息以及各车站之间互相传递的信息又必须可靠地插入到总线上去。能够完成这项功能的设备称为分叉复用器。

基于SDH的多业务传输平台（MSTP）环网中最为常用的分叉复用器为ADM：ADM串联在环型网中，一方面，将光信号转换为电信号，并进行解复用；另一方面，解复用后的电信号经过数字配线模块（DXC）后让大部分的承载信号复用、电/光转换后进行直通，而小部分承载信号则提供上下车站的各种业务。

3）无线集群系统设计

无线集群系统提供方便的无线通信业务，能为运营控制指挥中心的行车、公安值班、维修调度、环境控制、车辆段值班员等工作人员与运营人员、列车司机、维护人员和现场工作人员等无线用户之间实现可靠的无线通信业务。

无线集群通信系统一般首先在控制中心设立交换机、调度台及网管终端等设备；其次，在每个车站设置具有两个载频的基站，车站之间的区间设置多个光纤直放站；再者，各车站的值班员处设置固定台，维修人员、助理车站值班员等配备便携台，同时还需在机车上配备车载电台，这几部分协调工作、形成一个完整的无线集群系统。

6　结束语

目前，城市轨道交通建设主要以地铁为主，除此之外，还应根据不同区域交通需求的特点，因地制宜地选择轻轨、车轨、现代有轨电车、市域铁路和中低速磁浮交通等不同制式的城轨建设，大力发展城轨建设。

城市轨道交通的通信系统作为轨道交通领域与电信领域相结合的产物，是通信技术具有广阔前景的发展领域，仍然需要进行大量的探索和研究，使城轨通信系统有效地为现代化的城市建设服务。

［1］毛保华.城市轨道交通规划与设计［M］.北京：人民交通出版社，2011.

［2］何宗华.城市轨道交通通信信号系统运行与维修［M］.北京：中国建筑工业出版社，2007.

［3］计宏.浅谈网络布线传输介质［J］.科技信息，2007（4）：35-35. JI Hong.On the macro network cabling transmission medium［J］. Science&Technology Information，2007（4）：35-35.

［4］周蓉.MSTP网络建设中应注意的若干问题［J］.邮电设计技术，2006（8）：35-38. ZHOU Rong.Some problems that should be paid attention to in the construction of MSTP network［J］.Designing Techniques of Posts and Telecommunications，2006（8）：35-38.

［5］李伟章.城市轨道交通通信［M］.北京：中国铁道出版社，2013.

［6］齐大明.用软交换技术建设城市轨道交通公务电话系统［J］.铁道通信信号，2012，48（9）：69-71. QI Da-ming.With the construction of soft switching technology city rail transit service telephone system［J］.Railway Signalling&Communication，2012，48（9）：69-71.

［7］城市轨道交通车辆段信号控制系统讲义［J］.互联网，2014（10）：21. City rail transit depot signal control system［J］.Lectures on the Internet，2014（10）：21.

Planning and design of urban rail transit system and urban rail communication system

LIANG Ya-ning，ZHANG Qing-ping
（Xi'an Institute of Railway Technology，Xi'an 710014，China）

According to the construction of an urban rail transit line，the need for the city overall planning，expropriation of land for construction，and the huge cost of this characteristic，the construction of urban rail transit in general to do the planning and design of long-term.In conjunction with the world and the city urban rail construction experience，the planning and design of city rail system should meet the related principles.The design of the communication system of urban rail transit design，including the design of transmission system transmission network node equipment and wireless trunking system，only that some aspects of rational distribution and coordinated cooperation，to fast，efficient，timely implementation of communication system for urban rail services，meet the efficient mechanism of city rail between the various departments.

urban rail transit system；system constitution；planning；design；communication system of urban rail transit

TN914

A

1674-6236（2015）20-0066-03

2014-11-28稿件编号：201411242

梁亚宁（1974—），女，陕西宝鸡人，讲师，工程师。研究方向：交换技术。