地铁无线通信系统方案设计及相关问题分析

张瑞芳



地铁无线通信系统方案设计及相关问题分析

张瑞芳

郑州市轨道交通有限公司，河南 郑州 450000

地铁专用无线通信作为一个地铁列车的高速运行操作和汽车之间的唯一的沟通方式管理组织，负有不仅确保顺利操作，提高操作效率的义务，还承担安全及地铁乘客生命安全的使命。因此，地铁专用无线通信系统设计，应确保语音和数据通信功能，以及有效实施的调度管理功能，确保所有场强覆盖，提高通信质量作为最终目标。

地铁无线通信；系统方案设计；相关问题

1 地铁无线通信系统存在的问题

地铁运行环境中的不同类型通信信号，可以不受约束地接入，致使信号之间产生了干扰，进而使地铁通信信号受到了运行设备的影响。不可能需要不受限制地传输不同类型的信号，例如移动、联通和其他信号。因此，鉴于以上要求，需要无线设备和相应的技术，因为不同类型的设备不符合系统频带的要求，因此，信息泄露的情况经常发生，安全问题容易出现；最关键的问题是信号输送容易产生冲突，原因是其在输送过程中，功率受到不同程度的影响。上述问题的存在，需要我们对技术进行革新，提升技术能力，推广新技术的使用，确保地铁运行的安全及信息的安全。

2 地铁无线通信系统的设计选择及对比

2.1 应用用技术的选择和比对

目前，对地铁无线通信系统进行建设的时候，GMS-R（数字集群）、MPT1327（模拟集群），以及TETRA是最常见的通信应用技术，在这三种途径里面，GMS-R是基于公网GMS的技术。这种技术具有较高通信效率、较强综合规划能力的特点，能够支持对共享无线通信资源城域应用数字通信系统[1]。由于大型城市中GMS-R通信的密度和频率较低，因此不考虑GMS-R的应用模型和无人技术的设计。然而，这种方式反映了在中国地下无线通信系统的设计过程中，我们仍然可以学习到很多好的、有效的经验，因为技术创新的进一步发展开辟了一条新的道路。

2.2 地铁无线通信系统方案选择的比对

地铁无线通信系统的种类较多，以目前的工作信道为标准，可以分为公共计划的主要通道和专用通道两种。公共信道方案也可分为数字集群模型和模拟集群这两种方案[2]。专用频道计划要求每个频道使用必须是独特的、个人的，甚至是空的，且不能用于其他目的，所以它可以被分为中继器的方式和车站平台的方式。公共频道数字中继需求的解决方案需要设置多个渠道和调用一个控制通道。由于需要使用通道共享集群方案和动态信道分配技术，因此所有通道主要用来提供特殊通道忙时使用的概率。

通道的可靠性、稳定性、扩张、流畅性、保密性和占用无线电频率、频道切换和转换等优势是高于其他方案的。相对地，数字集群方案主要集中在低比特率的语音编码方式的使用，用相同的载波频率可以有多个频率特性。TETRA标准是一种准集群的集群模式，并能解决单一业务、较弱的功能水平、低效率的频率，而不是通过简单地加密和模拟集群来解决技术问题。

2.3 系统结构比选

TETRA数字集群通信系统根据地铁线路的特点，按基站不同的设置方式可以有以下几种系统结构。

（1）住宅系统。设置交换控制中心控制设备，再沿着地铁线路设置基站，每个站交换控制设备。基站之间通过电缆传输通道，实现相互连接。沿着地铁线路设置同轴电缆可以有效地加强雨伞行覆盖率[3]。住房制度的缺点是投资成本高，火车司机和交通调度员之间需要切换越来越多的区域，而这有可能会被推迟；优点是通道利用率较高，且车站工作人员和列车司机不需要拨号即可直接沟通。

（2）中央系统。设置交换控制中心控制设备，在地铁沿线重要的车站设置基站设置和其他站射频放大设备，开关控制设备通过电汇基站之间的通道，实现相互连接，沿着地铁线路设置泄漏同轴电缆。中央系统设备投资成本、频率信道利用率、切换、系统故障程度的削弱能力。在系统和社会系统之间的地区和没有三角形的面积地区，不存在系统中通信功能主要机载设备在火车上的车辆段与车辆段集团电话没有自动转换的问题。

（3）区域系统。在控制中心设置交换控制设备和基站，并在地铁沿线车站设置射频放大设备，加强泄漏同轴电缆的覆盖范围。大面积系统的优点是投资多，火车司机和驾驶调度员没有切换区域的问题，从而减少错误；缺点是信道利用率不高，优雅降级能力差，无法实现小三角形沟通，特别是火车汽车的进出仓库，与车辆段集团电话不能自动转换，带来了许多不便。此外，区域系统的致命弱点在于系统结构不容易扩张，而地铁项目的分期和分期建设也并不少见。因此，在移动通信系统中，不提倡采用大区域系统的系统，建议采用该地区的移动通信系统方案。也就是说，多基站和住宅系统的流量和服务质量要优于单基站。

3 结束语

此外，结合上文中地铁无线通信系统方案设计技术的比对结果来看，TETRA对频率资源的利用率比较高，其话务分布也较为均匀，因此对比群组通信需求来看，可以因其系统可靠、干扰比较少的特性在未来地铁无线通信系统方案设计中大范围地进行应用推广。

[1]杨兴.干扰地铁无线通信系统的相关因素和对策探析[J].科技与创新，2014（2）：136-137.

[2]彭洋.电子政务云信息安全的问题及其对策[J].企业技术开发旬刊，2014，33（1）：74-75.

[3]徐刚.地铁无线通信系统现状及发展研究[J].无线互联科技，2013（11）：28.

Scheme Design and Related Problems Analysis of Metro Wireless Communication System

Chang Juifang

Zhengzhou Rail Transit Co., Ltd., Henan Zhengzhou 450000

The subway wireless communication as the only means of communication between the management mechanism of metro train and car high speed operation, not only responsible to ensure smooth operations, improve the operational efficiency of the obligation, is shouldering the important mission to safeguard the traffic safety and the safety of the passengers in the subway.Therefore, the design of Metro wireless communication system should ensure the effective realization of voice and data communication functions, the scheduling management functions, and ensure the coverage of all field strength and improve the quality of communications as the ultimate goal.

subway wireless communication; system scheme design; related problems

TN92；U231.7

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