隧道内设备安装阶段采用的双向无线对讲系统

蒋先进 蒋淮申

（中国中铁电气化局集团公司，北京 100036）



隧道内设备安装阶段采用的双向无线对讲系统

蒋先进 蒋淮申

（中国中铁电气化局集团公司，北京 100036）

摘要：结合工程项目实际，介绍在轨道交通隧道内设备安装阶段，施工时采用的临时无线对讲系统的工作原理及使用方法。

关键词：隧道内施工；设备安装；无线对讲系统

Abstract:According to the actual engineering project, the paper introduces the working principle and operation method of the temporary wireless walky-talky system during construction in equipment installation phase in tunnel of rail transit.

Keywords:construction in tunnel; equipment installation; wireless walky-talky system

1　概述

现阶段，在国内城市轨道交通建设过程中，存在着地下施工不能及时、有效与地面通讯的情况。特别是在较长的地下隧道区间（如地下区段超过2 km）的施工中，隧道内的施工人员要想与外部联系，必须走出隧道。

公司现场人员在实际施工中得出以下结论：隧道内人员要想和外面联系，在地下行走1 km出隧道，最快速度也需要16 min，再加上返程的时间（同样16 min），对施工影响至少半小时。

由于缺乏隧道与地面沟通的有效手段，一旦在施工中发生突发事件，将会因为信息的不能及时沟通而无法在第一时间展开救援，错失救援的最佳时机。

为能够解决上述问题，让地面与隧道内施工人员建立及时通讯，同时也能让地下施工人员之间相互联系，公司组织技术人员和有经验的技术工人研发了轨道交通隧道施工用临时无线对讲系统。

2　系统构成和工作原理

2.1系统特点

1）能满足值班调度中心、施工地面站台及沿线、地下层遂道内、地下车站站台内，控制室通话，实现隧道和恶劣环境下的远距离局域网无线通信。

2）可视化调度平台，可数字加密防止窃听，可个呼、组呼、发中文短信和可查看手持终端状态。

3）可视化调度功能a.语音及短信调度

调度台系统软件可实现对各个用户终端进行调度，支持单呼调度、组呼调度、短信调度等功能，同时还能实现紧急呼、遥毙/复活、录音、远端监控、远程监测等功能。

b.报表查询

4）组网便利，迅速组建无线融合通讯多媒体通信网络，设备轻巧易携带、易安装，易拆卸。

2.2工作原理

采用无线异频中继来扩大对讲机的通信范围。如图1所示。

若对讲机A与对讲机B之间由于距离比较远或者屏蔽的地方而无法实现通信时，在采用无线异频中继方法后，当对讲机A发信时，对讲机A通过上行频率将信号发给中转台，中转台再通过下行频率将信号发给对讲机B。当对讲机B发信时，对讲机B则通过上行频率将信号发给中转台，中转台再通过下行频率将信号发给对讲机A,由此扩大对讲机之间的通信距离。

2.3 系统构成

如图2所示，系统包括中继台、双工器、耦合器、功分器、天线和低损耗馈线组成的天馈系统，以及对讲机和后台调度系统等。

本系统在每个车站安装1台数字信道机作为信号中转设备，1台数字信道机作为调度中心中继，遂道内IP链路设备采用5.8G融合通信与公网并网，与调度中心相通。

1）信号源

根据对讲机无线通信网络的特点，为了减少噪声源，达到优良建筑内信号覆盖的效果，同时考虑系统扩容的方便，采用数字基站RD980为信号源，提供分布信号功率，RD980信道机采用TDMA制式，即在同一频点上能够同时支持2组通话，这样减少了设备数量，更便于安装。

2）地下站台分布设备

每个车站架设一台中继台RD980，通过功分器，分出4路，再接4个定向天线向隧道内4个通道方向发射。每台中继台接5.8G融合发射单元作为链路，与隧道洞口链路5.8G融合接收单元相互通信，如果隧道太长，可增加通信网桥。

3）地面链路设备

在地面隧道洞口5.8G融合接收单元接入路由，并通过路由接入公共IP网络，再在调度中心架设一台中继，并将中继台通过IP接入交换设备。

4）调度中心

调度中心调度设备接入交换设备，与链路IP间进行数据和语音交换，达成电脑与其语音通信。并与数字中继台进行数据与语音转换，通过无线电波信号发射出去。这样调度中心可通过电脑与用户终端（即手持对讲机）互联通信。

5）以视鸿链路通信

在隧道工作区内采用视鸿8000A型（工作频段5.8G）自组组网无线融合通讯网络，建立一个全透明的IP以太网络，通过采用全新RoIP技术的IP中继台，将传统中继台无线电信号所承载的语音信号，通过自主组网融合无线通信网络高数传输，实现工作区与调度中心的语音通信。

6）中继台通信以及链路的可扩性

后期扩展，可将一条线通过5.8G视鸿无线链路将其沿途串起通信，方便调度和管理,提高工作效率。

2.4前提条件

1）电源

为了保证系统24 h不间断工作，系统设备需配备在线式UPS电源或13.8 V直流电源。

2）温度、湿度

系统设备所在的机房内配置空调一台，可保证机房环境温度在10～25℃之间，湿度在40%～85%之间。以满足系统设备的工作环境需要。

3）接地

天线塔及机房接地电阻应小于4 Ω。

4）弱电通信桥架

可利用工程既有通信桥架，但不能与强电共用桥架，避免干扰。

5）安装空间

室内天线分布要有足够的安装空间。吊顶上层空间大于0.65 m。

6）安装机房的场地要求

a.系统设备安装位置距后墙应留有0.6 m左右的维修通道。b.机房内高度应2.7 m，面积应不小于6 m2。c.基站设备机房应尽可能接近天线塔基，通常此距离应小于15 m。

d.机房承重为500 kg/m2。

e.防尘，设备放置地点要求通风、干燥、清洁、附近应没有大型的用电设备。

2.5系统设备安装

1）数字中继台

步骤1：选择中继台安装位置

考虑到数字中继台等设备的防盗、防水问题，将中继台安装在一个信号机箱内；同时，为了现场设备用电的便捷性，将中继台安装在地下车站的端头附近。

步骤2：安装天线等附属设施

为了将中继台信号有效的发送到隧道中，将天线安装在左右两个隧道内，每个中继台处共设4副天线，向4个方向发送信号。同时，在每个中继台处通过射频电缆将天线与中继台相连。

2）对讲机

经过比选，最终确定采用PD680对讲机。

PD680采用先进的语音编解码技术和数字纠错技术，可在更大通信范围内保证清晰的话音质量，即使在覆盖范围的边缘地带，也依然清晰。

TDMA双时隙技术使频谱利用率大幅提高，PD680可在一条指定的信道上容纳多一倍的用户。

3）无线链路设备

步骤1：确定无线链路设备安装位置

根据隧道的实际情况，选择将5.8G的融合链路设备安装在中继台附近，能够通过链路设备的网络端口将2个中继台直接连接。

步骤2：根据现场情况，确定与地面公网连接的设备安装位置

根据隧道的实际环境，确定在隧道处地面的位置安装网络通讯接收服务器，在3G无线网卡接收到公网信息后，通过通讯接收服务器，将3G网络信号，转换成5.8G的通讯信号，方便调度中心与地下设备通讯。

4）中心与地下的连接

采用3G无线路由器，安装在隧道口的设备箱内，接收到网络信息后，通过交换机转发给5.8G的网桥融合接收服务器，再连接至各中继台。

在调度中心，通过一条2 M的宽带与调度服务器连接，保证调度中心与隧道设备的网络连接。

3　结束语

该方案的采用，有效的解决了轨道交通在隧道内设备安装阶段地下、地面之间的信息沟通，在提高车辆、人员作业效率，加强对现场的安全监督管理等方面发挥作用的同时，还确保了隧道内一旦发生突发事件，能及时与外部沟通，在第一时间展开救援。

该套系统可以重复使用，从而能够有效的减少使用成本。

(收稿日期：2015-05-13）

DOI:10.3969/j.issn.1673-4440.2016.01.022