合肥地铁2号线专用无线通信系统功能实现及集成研究

洪挺屹

摘 要：合肥地铁2号线专用无线通信系统是为了保证地铁安全、高密度、高效运营而建设的话音、数据无线通信系统。由于其对行车安全、提高运输效率和管理水平、改善服务质量提供了重要保证；同时，在地铁运营出现异常情况和有线通信出现故障时，亦能迅速提供防灾救援和事故处理等指挥所需要的通信手段。因此，本文主要对项目实施过程中的功能实现及集成进行了分析和探究。

关键词：合肥2号线 专用无线通信 功能实现 集成 研究

1、工程概况

合肥轨道交通2号线西起长宁大道口，东至大众路口。全线依次沿长江西路、长江中路、长江东路敷设。设计全长27.764km，全线为地下线。共设车站24座，全部为地下车站，包括换乘站6座，分别与1、2A、3、4、5、6、7、8号线换乘。全线最大站间距1.665km，位于玉兰大道与蜀峰路之间；最小站间距0.714km，位于王岗大道与大众路之间。平均站间距1.182 km。

地铁专用无线通信系统是为地铁运营的固定用户（控制中心及车辆段、停车场调度员、车站值班员等）和移动用户（列车司机、防灾人员、维修人员）之间的语音和数据信息交换提供可靠的通信手段，它提高地铁运营的安全性、可靠性和响应性，最终达到减员增效的目的。

2、合肥2号线专用无线通信系统概述

合肥2号线专用无线通信系统采用800MHz频段的TETRA数字集群调度系统，2号线在控制中心新设数字集群无线交换控制设备，中心无线交换控制设备与基站采用星型连接，完成不同基站覆盖区内用户的交换和接续。在控制中心设置集群网络管理设备，以完成系统参数和用户参数的设置管理及系统设备故障告警、事件存档记录的功能。

陆上集群无线电通信-TETRA（Terrestrial Trunked Radio ）是欧洲电信协会（ETSI）负责制定的一种数字集群通信的行业标准，提供集群、非集群以及具有话音、电路数据、短数据信息、分组数据业务的端到端（移动台对移动台）的通信，并支持多种附加业务。主要优点是兼容性好、开放性好、频率利用率高、保密功能强。

TETRA 话音+数据（V+D） ——使用 25 kHz 信道的 TDMA 系统 每 RF 信道分 4 个时隙 话音+数据业务 TETRA V+D 技术规范提供一个能同时支持话音、数据和图像通信的多媒体 无线平台，它与单个移动台相结合，可减少阻塞及互调干扰问题。

TETRA 分组数据优化（PDO：Packet Data Optimized） ——使用 25kHz 信道的 TDMA 系统 每 RF 信道分 4 个时隙 只有数据业务 TETRA PDO 主要应用在信息和电子信箱、快速管理和快速调度、媒介信息、 远端数据基本接入、计算机文件传输、视频和多媒体等方面，它通过 X.25 协议 的分组交换支持虚拟线路的整个信息的快速传输。

TETRA 直接模式通信（DMO） —— 不需基础设施的通信，即移动台直接与移动台通信 TETRA DMO 是在移动台处于网络覆盖范围内，需要安全通信时用于提供移动 直通的业务。

3、合肥2号线专用无线通信系统的功能实现分析

合肥2号线专用无线通信系统采用无线数字集群系统， 利用海能達ACCESS

NET-TIPTETRA系统强大的虚拟专网功能，能满足地铁运营线路无线调度通信系统各通话组的相互独立，在各自的通话组内的通信操作互不妨碍；同时又可实现设备和频率资源的共享，使其在各自的通话组内的通信及管理互不干扰。同时，又可以实现车-地数据信息的传输功能，并实现设备和频率资源的共享、无线信道话务负荷平均分配、服务质量高、接续时间短、信令系统先进、可灵活的多级分组、具有自动监视、报警及故障弱化等功能的智能化网络。

通话功能是城市轨道交通专用无线通信的主要功能，它负责调度人员和被调度人员之间的通信联系，达到相互之间通话的目的。数字集群系统本身具备全双工、半双工、单工等各种通话方式。在地铁专用无线通信系统中有多种不同种类的用户，根据用户的性质、功能，系统可组成多个相互独立的通话组，实现固定用户与移动用户之间，以及移动用户之间的通话呼叫功能。

ACCESSNET-T IP系统支持虚拟专网功能，从而允许不同的单位共享网络资源。系统允许对整个地址空间进行划分，每段地址空间中的地址数量可不相同，根据每个单位的具体需求分配给各个单位。各个单位可以自己独立地管理自己的用户，同时使用各种安全技术保证各个团体内部信息的保密性和安全性。TETRA虚拟专网的功能和管理特性使用户的感觉就像自己建网一样。

合肥2号线专用无线通信系统采用数字集群TETRA制式，具备强大的呼叫功能。固定用户与移动用户之间，以及移动用户之间根据管理模式呼叫具备选呼、组呼、全呼、多方通话、紧急呼叫等呼叫连接方式，组呼可按大组、中组、小组等编制进行；紧急情况下移动台只能允许对调度台发出紧急呼叫。

4、合肥2号线专用无线通信系统的集成方案分析

ACCESSNET-T IP TETRA系统支持全网主从同步方式，并具备同步时钟的冗余备份。同步方式能够同时满足频率同步和时间要求，系统能够自动同步校正。ACCESSNET-T IP TETRA系统既支持GPS同步方式，又支持非GPS同步方式（即主从同步方式），也可以两种方式混用。合肥2号线采用高稳时钟源中心/车站主从同步方式，无需在车站设置GPS天线。基站通过传输链路接收来自交换控制中心的时钟同步数据，并以此数据来校准本地时钟，从而达到基站间空中数字信号的同步。

合肥2号线专用无线通信系统采用三频组（A、B、C）复用的分配方式，三组频率配置于全线所有车站基站；车辆段、停车场采用D和E。全线各基站为双收发信机，两载频配置方式，共占用11对频点（含1对直通频点）。合肥市轨道交通2号线工程专用无线通信系统具体频点以合肥市无线电管理部门分配的为准。

ACCESSNET-T IP 系统的交换控制中心用于各种TETRA呼叫过程中进行的业务处理，具备信令交换、语音交换、数据处理等功能。TETEA系统采用集中式交换网络架构，使用中央式网络节点交换控制中心。交换控制中心的核心设备为交换控制服务器，采用的硬件是标准服务器，可根据性能要求，网络容量和不同的功能需求配置多个交换控制服务器。交换控制服务器中除了具有交换控制功能模块 （SCF） 外，还可以配置其它的功能模块，例如电话网关 （TGW）、TETRA声码器（TVF）、应用网关（AGW）、分组数据网关（PGW）。

专用无线通信系统具备越区切换功能，越区切换将在区间内完成。当更换小区时，保证通话的顺畅。为了保证切换时不会因为信号太弱造成掉话，我们使两站间整个隧道中的漏缆保持接通状态，当列车经过隧道中段时，原小区信号逐渐减弱，切入小区的信号逐渐增强，没有信号突然消失的情况，避免了移动台因为切换时间不足造成掉话。切换示意图如下图所示：

ACCESSNET-T IP TETRA无线通信系统越区切换的时间为5s，地铁列车列车运行速度为80km/h，那么可以计算得到越区切换区间的距离为5×80/3.6=111m。考虑到场强余量储备，故取切换区间的距离为200m。

5、结束语

合肥2号线专用无线通信系統采用了多项新技术，实现了地铁运营的高水平管理，同时具备强大的扩展功能。系统扩展时既不影响已有设备的使用，且增加的设备较少，而软件基本不变，以便构成地铁全程全网的无线专用通信网。

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