城市轨道交通专用无线通信系统方案分析

宋军杰，王云龙，姚慧

(1.无锡地铁集团有限公司，江苏 无锡 214023；2.江苏航天大为科技股份有限公司，江苏 苏州 215011)

0 引言

无线通信常用于服务人们的日常生活以及工作的沟通与交流。无线电话也被称作公用的移动通信，在城市轨道交通中大力应用，有利于各部门之间的交流，如行车调动部门、生产部门、运营部门，均可以利用无线通信进行有效交流，可更好地调度列车和控制环境。基于无线通信的重要性，要想切实做好此项工作，必须规划合理的无线通信系统方案，了解无线通信调度的功能，结合实际规划系统方案。

1 城市轨道交通专用无线通信系统工作分析

为了确保动车调试工作顺利开展和通信工作顺利进行，为公务电话、调度电话以及专用无线电话创造更好的应用条件，以便于及时检测各个配件是否满足运行要求，结合实际检测进行有效调整。需要注意的是，在此环节中，为了不影响动车调试等其他系统，可以稍后再去调试。在机房中引入外电源是有效调试设备的基础，是动车调试、热滑以及冷滑的基础工作。在确保满足工期要求的前提下，可把电源正式引入机房中再开始调试。如果工期较紧，则应用临时性的电源[1]。

2 专用无线通信调度的系统方案

2.1 通话和调度功能

通话和调度功能是指实现在无线用户、公务电话、列车驾驶员以及指挥中心工作人员等相互之间的交流和沟通。

2.2 数据功能

数据承载的业务主要涵盖3种不同类型。(1)分组数据；(2)短数据；(3)电路方式。固定台和无线移动台之间、无线移动台与无线移动台之间，能够相互发送消息，进行交流和沟通。此外，在系统的二次开发后，也可以为用户提供状态的信息服务以及紧急告警等不同服务。

2.3 辅助性业务功能

辅助性业务功能包括遇紧急情况的呼叫转移业务、组呼迟后的进入、超越覆盖的指示业务、会议的呼叫业务、调度区域的选择、录音以及远程调度台的接入功能[2]。

2.4 网络管理的功能

专用的无线网络管理和控制，强化网管的功能，可灵活、有效控制。详细来说，网络管理的功能包括以下几点内容。(1)性能的管理。可搜集和测量数据和信息，跟踪数据信息，及时发现和处理故障，发现不良状态并进行警告和处理。(2)配置的管理，包括路由管理、无线电网管理、软件管理以及时间管理。(3)用户管理。用户管理和其他管理业务相比内容更多，包括封闭用户群组的管理、群组的管理、用户位置的管理、补充业务的管理、业务数据的管理以及用户数据的管理等[3]。

2.5 无线广播的功能

建议在车厢内部列车广播系统的通信通道中进行预留，有利于更好地处理列车出现的紧急情况，及时广播告知。若列车发现紧急情况，乘客可第一时间按动车厢内设置的紧急救助按钮，及时和指挥中心以及防灾调动人员交流和沟通。

3 城市轨道交通专用无线通信系统方案规划

3.1 系统调制式的选择

结合当下发展现状，无线指挥系统制式可以选择长期演进(Long Term Evolution，LTE)、铁路综合数字移动通信系统(Global System for Mobile Communications-Railway，GSM-R)、数字集群、模拟集群、常规类无线通信[4]。

3.2 基站配置方案的选择

以南京市地铁十一号线为案例，此工程共需要建设约20个车站以及一座车辆段和一座控制中心。在确保工程质量的前提下，结合此工程的线路分布特点以及专用的无线调度和指挥系统，应优先选择两种不同的组网方案。(1)全基站小区制方案。(2)多基站中区的配置方案。选择这两种基站方案，可以结合实际情况，划分出不同种类基站覆盖区。在该工程项目里，区域段的地面部分可以选择全天线的模式来覆盖整个现场，各个车站的展厅以及站台的覆盖利用功分器以及耦合器的当时处理。各个隧道区间则可选择利用泄露同轴的电缆，采用上下行合的模式覆盖。多基站的中区制方案，可把基站设置于车辆段[5]。

3.3 射频覆盖方案的选择

首先，沿地下运行的线路与地下车站中岛式电台区域，可选择泄露同轴辐射的模式。其次，沿线地下车站内的换乘通道、入口通道可设置为室内吸顶低廓天线的模式。最后，车辆段可以选择室外朝向全天线的模式来覆盖，运用库室内的区域可结合最终场强的结果，选择光纤直放站和室内低廓天线来补强。

3.4 射频配置方案的选择

射频配置标准需要以最大限度地降低或者减少各种不同类型频率的干扰以及强化频率的实际应用价值作为最终原则。频率的干扰包括多种类型，如互调式的干扰、邻道式的干扰、同频干扰等。此外，频率的配置需要考虑怎样把干扰控制最小化，尤其是三阶的互调式干扰。此工程在建设期间，建议选择3组频率(也就是ABC的方式)，保证每组有两对频率，3组频率可以选择利用ABC相互交替的方法，把其布置在20座车站，也就是正线可以选择6对载频，而车辆段可以采取2对载频[6]。

4 结语

为了落实城市轨道交通专用无线通信系统方案规划的重要性以及各个要点，除了做好射频方式的选择、方案的选择工作外，还要注意以下几个方面的问题。(1)在设备出厂前，需要结合实际情况，深入分析每个装置和设备的安全性以及质量指标，尤其是那些进口的装置，应用前需要及时检测，记录好工程现场的数据配置数量。此外，设备在出厂前也要进行整体的检测和测试，交给设备厂家的专门检测人员处理，调试工程师可以作为辅助人员配合进程检测。(2)结合各个检测结果、数据信息，对城市轨道交通专用无线通信系统方案进行规划。(3)考虑到各个设备的调试工期不同以及调试环境和工期的不确定性，为了确保动车调试设备、工期以及工作人员的人身安全，必须注重入场前的准备工作。特别是对频率的配置，需要考虑怎样把干扰控制到最小，尤其是三阶的互调式干扰。临时电源实施调试时，必须采取科学、有效的举措，这样才能控制好现场的调试时间，保证城市轨道交通专用无线通信的系统方案规划更加合理且满足实际需求。