城市轨道交通无线通信系统列车跨线运营方案研究

舒德灿

（中铁二局集团电务工程有限公司，成都610031）

城市轨道交通无线通信系统列车跨线运营方案研究

舒德灿

（中铁二局集团电务工程有限公司，成都610031）

结合城市轨道交通专用通信的应用需求，依据互联互通、跨线运营的目标，针对城市轨道交通专用通信系统中无线TETRA系统，提出系统不同场景下互联互通的实施方案，并进行讨论分析。

城市轨道交通；互联互通；跨线运营；无线通信

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.028

1 引言

城市轨道交通专用无线通信系统采用800MHz TETRA数字集群通信系统组网。我国已开通轨道交通的城市中，各线路间尚不能实现互联互通，资源不能共享，极大地增加了城市轨道交通的运营成本[1]。为解决此问题，必须实现轨道交通线路不同TETRA系统的互联互通、跨线运营。

所谓“互联互通、跨线运营”是指装备不同厂家车载设备的列车可在装备不同厂家轨旁设备的一条或多条轨道交通线路上实现无缝安全可靠运营。

2 城市轨道交通无线通信的需求

城市轨道交通建设过程中不同线路之间的无线TETRA系统是互相独立的，各线路之间未充分考虑互联互通的需求。在城市轨道交通其他系统具备技术条件的前提下，不同线路间按照运营的需求，可将一条线路上的列车调转入另一条线路上运行运营，由此既可实现运营组织的灵活性，又可实现列车跨线混跑、套跑，更利于提高整个轨道交通线网列车的利用率[2]。

3 无线TETRA系统互联互通

无线系统的互联互通分为2种不同的情况：相同厂家系统之间的互联互通；不同厂家系统之间的互联互通。

3.1 相同厂家系统之间的互联互通

若无线集群系统是相同厂家的产品，应实现无线集群系统间完全意义上的互联互通，即系统建成后，移动终端可以在同一厂家集群设备覆盖范围内自由无缝漫游[3]。对于同一厂家不同的系统产品，则只需各线路的交换中心互联，就可保证所有终端无缝漫游到各条线路的系统和基站下，且只要求能够兼容支持系统软件连续平滑的升级，升级时不影响既有设备的使用。目前，城市轨道交通中无线TETRA系统基本上是通过这种方式实现同一生产厂家不同版本系统之间的互联互通的。

3.2 不同厂家系统之间的互联互通

3.2.1 换乘站采用车站级的互联互通方案

地铁不同线路之间存在多个换乘站，对于已建线路，系统应采用必要的措施和技术方案，保证所有换乘站工作人员的手持台能在本车站管辖范围内自由漫游；对于后续线路，系统应预留必要的接口和软/硬件条件，以便实现互联互通。

车站级互联互通方案通过空中接口，采用无线方式进行2个系统之间的互联，互联的固定台背靠背连接，放置在换乘站不同交换机连接的基站无线信号重叠覆盖区。用于互联的固定台通过4线音频连接，如图1所示。分别守候在同一个互联互通组中[4]。任何一个固定电台所在系统（假定是A厂家系统）中有用户发起一个该互联互通组的呼叫，则该固定电台将启动与其互联的固定台（B厂家系统），由B厂家系统的固定台在B厂家系统发起互联互通组的呼叫，实现2个不同系统中的互联互通组的成员通话。

图1 车站级互联互通方案图2 跨线运营系统构成

TETRA系统中心交换机将互联互通通话组视为系统重要通话组。

1）当本系统用户发起一个互联互通的通话组呼叫时，会同时触发与该通话组有关的用于互联互通的对方系统的一个固定台，固定台在其所设置（守候）的集群通话组进行呼叫，则该系统的呼叫音频就通过此固定台传递至同组的其他用户，包括其他系统的同组成员。

2）当其他系统某个与互联互通的固定台所设置的集群通话组有呼叫发起时，也会同时触发本系统与该互联固定台连接的固定台所在的TETRA通话组进行呼叫，则其他系统的呼叫音频就通过此TETRA通话组传递至本系统同组的其他用户。

另外，为了实现互联互通方案，需对设备和系统参数进行相应的配置：

1）互联互通的系统设备配置相同的国家码和不同的网络码；

2）确定需要漫游的通话组识别码，并同时在双方系统中进行定义和配置；

3）确定需要漫游的个人用户的短用户识别码，并同时在双方系统中进行定义和配置；

4）将双方系统在换乘站的频率注册到需要漫游的无线用户机的频率扫描列表中。

该方案采用互联网关控制器实现互联互通，已经在城市轨道交通建设中得到应用。

3.2.2 不同线路列车跨线运营方案

根据实际运营线路，自动选择列车归属调度台；作为备用手段可由司机手动选择列车归属调度台。

1）系统构成

方案可不改变各分线路的系统构成，仅在控制中心增设总CAD服务器，参与跨线运营的各线路CAD服务器接入总CAD服务器，将各线路列车的车组号与车次号、司机号的对应关系，上下行信息，出入段/场等信息上传到总CAD服务器，同时总CAD服务器根据需要将跨线运营的列车信息下发至相关CAD服务器，如图2所示。

图1 车站级互联互通方案图2 跨线运营系统构成

2）跨线运营的车载台调度权限归属为保证车载台通信的稳定可靠，CAD服务器可以主动向其管辖的车载台发送信息，对于不归其管辖的车载台不能主动发送信息，但可以应答。
（1）自动跨线。当跨线运营的列车进入联络线准备由线路1向线路2跨线时，线路1无线系统接收来自线路1的ATS列车运行信息，线路1的CAD服务器向车载台发送跨线信息，指令车载台选择线路2的CAD服务器作为归属服务器，同时更新车载台的归属调度台、上下行等信息。车载台成功接收并完成指令后向线路2的CAD服务器发起注册申请，线路2的CAD服务器接收申请后应答车载台，并将相关信息更新至本线路的调度台，同时将该变化通知总CAD服务器，总CAD服务器通知线路1的CAD服务器不再管辖该列车，线路1的CAD服务器再将信息更新至线路1的调度台。如果线路1的CAD服务器在规定的时间内未收到总CAD服务器的通知，则重新向车载台发送跨线信息。

2）手动跨线。作为自动跨线的后备手段，司机可选择手动切换运行线路。当跨线运营的列车进入联络线准备由线路1向线路2跨线时，司机手动输入列车车载台的运营线路、归属调度台、上下行等信息并确认。列车车载台向线路2的CAD服务器完成注册、信息更新。

3）跨线运营的车载台通话保障涉及跨线运营的线路是否采用相同品牌的TETRA主设备对变更线路时的车载台通话保障影响较大[5]，可分为2种情况：

（1）列车变更线路前后使用相同的主设备。采用相同主设备的线路之间，通过中心交换控制设备实现互联，当跨线运营的列车进入联络线由线路1向线路2跨线时，车载台自动完成越区切换，从线路1的基站漫游到线路2的基站，对通话无影响。

（2）列车变更线路前后使用不同的主设备。为了保证机车台在不同品牌的主设备内能正常工作，须在各品牌的主设备上同时添加车载台的相关信息。还需要不同品牌的TETRA移动终端与TETRA基站通过IOP测试。当跨线运营的列车进入联络线由线路1向线路2跨线时，随着车载台调度权限归属的变更，车载台的注册基站也应由线路1变更为线路2，列车完成跨线，注册基站变更时会造成通话中断。另外，车载台调度归属变更后至注册基站变更完成前的一段时间，调度台与车载台的呼叫会受到影响，无法正常发起呼叫。为解决该问题，可在跨线区采用的网间话音互联互通解决办法：通过终端互联、通过交换机互联、通过调度台派接互联，调度员和司机操作较多，对于此次列车跨线的应用场景仅能勉强满足最基本的通话需求。

4 总结

无线TETRA系统真正意义上实现互联互通则需要制定统一的系统互联互通相关标准。该方案可为城市轨道交通通信系统的招标采购及其国产化提供参考，通过创新将进一步促进我国城市轨道交通产业的发展。因此，无线通信系统的跨线运营、互联互通是未来城市轨道交通行业的必然趋势。

【1】朱震.城市轨道交通CBTC系统互联互通的设计与思考[J].铁路通信信号工程技术，2015(2)∶58-60.

【2】陈光宇，吴良，丁瞻远.基于TETRA终端的互联互通在城市轨道交通中的应用[J].铁道通信信号，2010(3)∶41-43.

【3】杨秀.城市轨道交通TETRA系统互联互通[J].中国铁路，2012(3)∶86-88.

【4】刘键，李中浩，侯磊，等.城市轨道交通基于LTE-M的互联互通CBTC系统[C].2015年轨道交通电气与信息技术国际学术会议论文集，2015.

【5】张成国，李文明.长期演进(LTE)技术在地铁无线通信中的应用[J].城市轨道交通研究，2015,18(1)∶112-117.

Study on Train Inter-line Operating Scheme of Wireless Communication System in Urban Rail Transit

SHU De-can
(China Railway Second Bureau Group Electric Engineering Co.Ltd.,Chengdu 610031,China)

Combined with the application demand of private communications in the urbanrail transit,according to the aims of connectivity and inter-line operating,implementation plans of connectivity under different situations are put forward and analyzed,aimed at the TETRA system in private communications of the urban rail transit.

urban rail transit;connectivity;inter-line operation;wireless communication

U231

A

1007-9467（2016）09-0061-03

2016-08-15

舒德灿（1981～），男，重庆人，工程师，从事地铁通信及弱电系统项目管理与研究。