基于公网无线的有轨电车综合调度系统分析

张承健

摘要：现代有轨电车综合调度系统由于地区差异以及各专业技术的不均衡发展，采用的技术差异化很大，本文针对有轨电车的信号调度系统和指挥调度系统及使用的车地无线通信方式做讨论。

关键词：有轨电车;调度;指挥;通信

有轨电车正常运营时，是需要结合列车信号调度以及指挥调度功能，使得列车具备车辆定位、超速提示、道岔控制、指挥（语音或视频）、数据传输等功能。实现起来需要用到综合调度的功能，这里分为信号调度与指挥调度来说明。

1.拓扑

2.方案构成

信号调度系统包括车载控制主机、GPS/BD、车载显示单元、车地无线通信设备等。

3.功能实现

（1）车辆定位

位置信息的解析以及回传控制中心大屏，使得中心调度能够准确、高效、规范的指挥行车是信号调度系统的关键功能之一。依靠车载GPS/BD天线收芯读取数据库查询得到线路位置信息，定位时融合处理接收到的BD/GPS粗定位数据和网路信息后配合定制软件进行信息矫正，在司机端显示车辆位置，同时通过无线通信系统通道将车辆位置上报控制中心。

（2）车辆超速警示

超速警示功能实现是依靠诸多因素综合计算，结合限速策略实现警示司机驾驶动作的功能。因素包括弯道速度要求、车辆制造速度参数、线路运营方的运营限速要求、突发事件中调度中心要求的限速指令。在明确车辆速度限制值之后，由车载控制主机结合车辆牵引/制动特性、司机反应时间、设备响应时间等因素计算告警速度，车载控制主机统筹考虑利用模型计算结果，由车辆显示单元准确向司机发出警告。

（3）道岔控制

道岔控制功能的实现是当车载设备正常，车辆到达道岔接近区域，车载设备根据GPS/BD天线，知道车辆接近道岔区段，由车载控制主机自动根据时刻表信息下发进路号，车载显示单元显示从车辆所在位置开始的所有可能的进路，司机操作面板上可进行自动、手动和旁路选择，由司机选择所需进路始末，车载控制主机将进路号通过车地通信系统发送至轨旁控制器;轨旁道岔控制器根据进路号转动道岔，锁闭进路，并开放进路表示器;司机按信号显示人工驾驶车辆通过道岔区段。

（4）交叉路口控制

正常运行情况下，有轨电车读取到交叉路口接近信标时，车载系统通过交叉路口控制器向交通信号控制器发出路口优先请求信号。当车辆离开交叉路口时，车载系统通过交叉路口控制器向交通信号控制器发出车辆离开交叉区信号。交叉路口处设置有车站，车辆在车站停靠并停满时间后才会继续行驶通过路口。为满足车辆离站后的信号优先请求，在车载人机交互终端上设置人工请求信号优先请求按钮，实现交叉路口进路顺序控制。

以上功能的实现，一是基于信号调度系统获取控制中心的调度信息、运行进路计划，二是车载调度系统要将车载设备状态、列车定位信息等上传控制中心。这是通过信号调度系统结合车地无线通信系统实现的，同时车车、车地语音、视频调度等指挥调度也是基于车地无线通信系统完成，下面对车地无线通信系统的架构、功能及实现方式做个探讨。

指挥调度系统是利用车地无线通信技术接入如4G公网（可建设专网实现），经防火墙后连接至控制中心调度无武器建立安全可靠的数据通道，实现发送调度信息、运行进路计划信息、接收车载设备状态、列车定位、控制中心与移动人员、列车之间的语音、图像、数据的双向传输等指挥调度功能。

1.系统组成

指挥调度系统包括调度机、调度台、车载台、车载终端、手持台。

调度机采用控制与媒体分离的架构设计，性能稳定。实现调度功能包括呼叫/挂断、强插、强拆、监听、对讲、禁话、转接、组播、会议、短信。

调度台安装调度软件，可采用人脸登陆方式，提供多种界面调度，利用以太网口接入到IP网络，利用端口连接大屏幕;附属IP话机接入到IP网络作为调度台的扩展话机。

在公网环境下，车载台支持三大运营商全部4G模式和频段，并支持双卡路由互备;未来可平滑演进对宽带专网的支持;内置北斗/GPS双模定位，提供车辆信号系统之外的车辆位置实时定位;采用高增益智能收发天线，独立于车载终端的无线连接，保证了车地音视频调度指挥业务与车辆内业务的隔离，避免系统之间的带宽抢占;

车载终端支持三大运营商4G模式和频段，可根据通信运营商覆盖情況选择入网，并支持双卡路由互备;车载终端采用高增益智能收发天线与信号调度系统中的车载控制主机连接，为车载信号调度系统提供数据传输载体。

2.指挥调度系统功能实现

（1）多媒体调度系统功能：利用车地无线通道，结合中心调度机设备、终端设备，实现中心、车载、车辆段等区域内用户的语音、视频综合调度的指挥。

（2）传输功能：包括无线传输和有线传输，无线部分由运营商提供的4G网络覆盖，有线部分由运营商提供点对点专线至中心;无线部分一方面为信号调度系统提供车载与控制中心的通道;同时为无线车载台与中心语音调度台建立前端空口部分的连接，实现数据下发以及建立呼叫通道。

（3）视频监视功能：车载终端与车内摄像头通过中间件连接，通过端口映射和车载终端的固定SIM卡的IP地址，中心部署vpn网关，形成从车载摄像头到中心监控中心的一条有线加无线的通道，实现车载视频实时的回传调看监视功能。根据空口部分上行带宽容量，实时调看多路图像。

总上所述，本文主要说明有轨电车的综合调度包括了信号调度及指挥调度两部分，阐述了各部分系统组成以及功能实现逻辑，同时介绍了车地无线通信在调度系统中起到的关键作用。从功能实现角度来说公网的3G已经满足信号调度及指挥调度（除了视频）数据传输需要的带宽，然而在公网4G技术成熟的基础上，基于4G的大带宽、高QOS优先级、高抗干扰能力等特点，采用公网4G作为有轨电车车地无线通信系统是必然选择，更何况5G技术正在快速突破。当然，在建设预算充足的情况下，无线专网才是轨道交通建设通信最好的选择。

参考文献：

[1]谢志华，杨俊强.有轨电车信号系统简介.铁路通信信号工程技术（RSCE）.2015.2;

[2]刘海军.现代有轨电车信号系统设计分析.都市快轨交通2013（06）：156-159.

[3]唐贾言.现代有轨电车的运营控制系统.自动化应用.2010.12期.