无线智能视信系统在轨道交通通信系统中的应用

张贺

摘要：无线通信网络所提供的业务朝着数字化、智能化和全球化方向发展，为了有效解决传统运维中存在的问题，应充分利用智能感知、大数据分析、网络云互联等新技术，整合关键系统技术资源，对城市轨道交通各核心系统智能技术加大研究，加大产品开发、运维及管理模式创新力度。文章通过分析地铁既有线路存在的问题，提出了优化方案，并对LTE调度系统在与TETRA系统合路之间的接口进行阐述，并提出了一些量化的建议。

关键词：轨道交通；通信系统；无线智能视信系统

中图分类号：TN914文献标志码：A

0 引言

目前，计算机辅助系统已经得到了广泛的应用，对于地铁这样的现代化轨道交通系统，利用计算机进行辅助管理更是势在必行。为满足生产运营以及城轨用户的需求，需要对相应的功能进行必要的二次开发，以保障通信业务应用正常。无线智能视信系统的业务使用区域包括车辆段、停车场及沿线各正线车站与区间。

1 无线智能视信系统构成

无线智能视信系统主要由中心设备（包括多媒体调度服务器、智能视信操作台、网关设备等）和设置在车站、车辆段/停车场的手持台等设备构成。中心设备之间通过通信IP网络连接；多媒体调度服务器通过TETRA网关和电话网关分别与TETRA系统和公务电话系统互联；中心设备和无线终端（手持台）之间通过信号系统网络（DCS）连接。系统架构如图1所示。

项目采用的宽带集群系统具有以下特点：使用1.8G专用频点；专用无线通信系统须完全满足基于LTE技术的宽带集群通信（B-TrunC）系统的相关要求；系统满足控制中心智能视信指挥人员、沿线各站的车站值班员和移动工作人员（值班人员、客服、安防人员）以及列车司机的需求；满足维修作业人员等的语音通话、视频通话和短信息通信需求。语音通话、视频通话等功能使用LTE宽带集群技术实现，其中语音用户采用基于LTE-M规范的方案；系统构成能满足本项目控制中心智能视信指挥人员、沿线各站的车站值班员和移动工作人员（值班人员、客服、安防人员）以及运行线路上的列车司机的需求；维修作业人员等无线各子系统通话的相互独立，使其在各自的通话组内的通信操作互不妨碍，服务质量高、接续时间短、信令系统先进，可灵活实现多级分组［1］。

2 系统业务需求

需要10 MHz（1 790 MHz～1 800 MHz）频点用于综合承载网络，频点分配方式和业务承载内容如表1所示。

3 无线智能视信系统功能

3.1 系统服务用户

系统业务中的通话业务包括专用无线通信系统，可支持但不限于以下用户之间的通话功能：智能视信指挥人员与车站值班人员、安防人员、客服人员、维修作业人员之间的语音组呼、语音单呼、短信息；维修作业人员之间的语音组呼、语音单呼、短信息；智能视信指挥人员与维修作业人员之间的实时视频通话；车站值班员与车站内移动人员之间的组呼、语音单呼、短信息；车站安防人员之间的组呼、语音单呼、短信息、实时视频通话；车站客服人员之间的组呼、语音单呼、短信息；车站值班人员对站内移动人员的广播呼叫；列车司机无须手动转组即可发起对当前车站内客服人员和车站值班员的组呼［2］。

编组编号业务中的编组功能主要是指系统用户号码（个呼、组呼、全呼 ）可根据业务需求进行分配；自动电话用户和移动用户之间的通话可通过中继转接和调度台转接两种方式实现，具体分配方案在设计联络时确定。本系统具有灵活的编组功能，可根据地铁不同的部门和不同的业务編成多个通话组，将相互之间需要通话的用户编成不同的通话小组，每个用户可同时编入多个通话组，通话组可按大组、中组、小组等形式编制。操作者通过调度台对终端随时进行编组，也可随时对已有群组进行修改。可以编制但不限于以下通话组：系统可以根据不同的业务编成多个通话组，将相互之间需要通话的用户编成不同的通话组，每个用户可同时编入多个通话组。需要但不限于以下小组：智能视信指挥人员与各维修小组通话组；车站值班员与本站客服人员通话小组；车站值班员与本站安防人员通话小组；车站值班员与本站移动工作人员通话小组；应急与其他备用通话组。本系统可根据具体运营需求，在满足系统配置要求的前提下，灵活调整分组。

视频业务主要是指无线智能视信系统业务支持视频监控、终端视频上传、视频分发、视频联动等视频业务。

3.2 系统功能

3.2.1 秘密呼叫（点呼）

秘密呼叫是一种包括群用户之间、集群用户与调度台用户之间、调度台用户之间可发起一对一的选择呼叫。私密呼叫是点到点全双工通信，当处于私密呼叫中，仅通话双方可以听到通信内容。集群用户和调度台用户也可发起私密呼叫，系统将会为此私密呼叫分配无线业务资源。另外，点对点全双工呼叫的应用场景包括：组号对于紧急呼叫、终端紧急呼叫调度员，无须拨号，采用全双工方式；点对点全双工对讲，调度员与用户、用户之间可进行点对点的语音呼叫。

3.2.2 话音广播功能

广播呼叫是调度台发起的点到多点呼叫，广播呼叫的呼叫对象为系统内或者指定区域内全体成员，分为全网广播组和区域广播组。广播呼叫无须用户签约，指定区域内用户均能接收广播呼叫。通过广播呼叫，调度员可呼叫系统内或者指定区域内的全体集群用户。其具体功能包括：全网广播组对象指网内全体用户，只允许有一个全网广播组；区域广播组表示一定区域范围内的用户，区域广播组的范围通过基站列表（eNB List）划定。区域广播组开户时可通过选择基站名或基站ID列表划定范围；区域广播组可以存在多个，各个区域广播组开户时要求区域不能重叠；广播呼叫的优先级仅次于紧急呼叫。广播呼叫发起后，空闲或当前监听群组优先级低于广播呼叫的集群用户，均被立刻拉入接听广播呼叫。全网广播组的优先级高于区域广播组；在广播呼叫过程中，只能发起广播呼叫的用户才有上行数据资源，其他用户不能申请上行资源。广播呼叫只有调度员具有广播呼叫的发起权限，广播呼叫不可抢权，仅发起者拥有话权；广播组不在用户界面显示，用户无法发起广播组呼叫，仅在调度员发起广播呼叫在终端显示呼叫为广播。广播呼叫发起后，终端PTT键禁用，不允许发起抢权。

3.2.3 视频回传功能

终端可以将拍摄的视频通过LTE无线网络回传到调度台，视频回传业务可由调度台主动发起，也可由终端主动发起，视频伴音可由用户设置打开或者关闭。

3.2.4 视频分发功能

可支持调度台将视频分发至指定的终端。调度台可以选择一路视频，向指定的一个或多个终端（终端包括调度台、手持终端、解码器等各种显示实体）进行分发。用户接收分发视频后，可以对视频进行播放，并可对伴音选择是否关闭。

3.2.5 动态重组功能

可利用智能视信操作台对通话组或用户进行重组，动态重组功能是通过在空中接口向移动台发送信息来实现的。系统管理员可配置动态重组的群组优先级。动态重组使得一个或多个无线用户可以加入一个通话组或从一个通话组删除，系统仅向目标无线用户机发送一次命令，并等待目标无线终端的反馈。

3.2.6 与TETRA互通功能

支持系统集群用户通过集群网关（外接车台）方式与外部Tetra系统用户之间的组呼业务。其特性包括：通过配置集群网关方式（外接车台）实现与Tetra系统的互通；支持将Tetra用户加入LTE专网内的群组呼叫；支持Tetra用户发起在LTE专网内的群组呼叫；支持Tetra用户进行话权抢权或释放功能；支持在通信车安装［3］。

3.2.7 二次开发功能的运用

地铁运营系统是一个专用系统，具有专用系统特殊的一些功能需求。目前，计算机辅助系统已经得到了广泛的应用，对于地铁这样的现代化轨道交通系统，利用计算机进行辅助管理更是势在必行。为满足生产运营需求所提出的二次开发功能（如：车站移动人员巡检打卡、客运服务信息下达、场段运营工班报修派工单的下发及完成后提交等），设备应采用开放式操作系统和软件平台，支持业务的应用扩展，并开放相应边界接口与协议供招标人用于系统开发。无线通信网络所提供的业务朝着数字化、智能化和全球化方向发展，为了有效解决传统运维中存在的问题，应充分利用智能感知、大数据分析、网络云互联等新技术，整合关键系统技术资源，对城市轨道交通各核心系统智能技术加大研究，加大产品开发、运维及管理模式创新力度。

3.2.8 录音功能

录音功能主要指在中心部署录音服务器。录音服务器配置两块网卡，其中一块网卡通过交换机与多媒体调度机连接，交换机上设置端口镜像，将多媒体调度机控制信令及音频流镜像至录音服务器。录音服务器解析控制信令，并根据控制信令编码存储音频流数据。录音服务器另一网卡连接录音操作台，录音操作台通过网络调取录音服务器内录音文件并回放。

3.2.9 网管功能

作为集成统一的综合管理平台，支持对宽接终端、基站、核心网、调度机、用户和设备管理平台、录音录像服务器、端到端加密代理服务器等集群网络设备的集中管理［4］。支持其他或第三方设备的逻辑视图，形成统一网络视图。网元设备管理体系包括拓扑管理、配置管理、性能管理、故障管理、软件管理、許可证管理、安全管理、系统管理、宽接终端管理、日志管理、设备巡检等；业务功能能够在传统的系统功能、设备管理基础上，提供宽接终端管理。从设备管理、宽接终端管理多个角度支撑专网网络和设备的管理与使用。系统支持不同网络规模的管理方案，满足各类网络管理需求，可通过预置及预留等接口，向第三方对接网管上报设备资源、告警、网元性能文件、网元配置文件、配置文件等信息。另外，网管功能能够用于对网元生成的性能数据（话统数据）进行管理，即对TD-LTE专网网元性能业务的集中管理；故障管理主要是指告警管理。对网络中所有网元的告警进行实时监控，了解告警级别、类型、原因，并及时处理故障告警；软件管理用于对网元的软件、补丁、文件以及许可证进行集中管理；安全管理主要是对用户和用户组的权限管理，以保证系统的安全性。终端管理实现对终端设备进行集中管理，包括终端软件管理、终端呼叫日志采集和管理、终端配置等功能；日志管理记录网管上的操作及安全信息日志，远端采集网元和终端设备的日志文件；设备巡检支持任务式的对网元进行巡检和调整网络参数，从而主动规避网络故障。

4 结语

通过对现阶段无线通信系统在城市轨道中的应用及发展进行深入分析可以看出，无线通信系统研发对于未来城市交通规划及发展具有重要的现实意义，并且有着广阔的发展前景。其中，无线智能视信系统以1.8 GHz频段的LTE调度系统做载体，后续随着技术日新月异的发展，可以逐渐替代目前主流地铁无线通信TETRA调度系统，对未来轨道运营的智慧化、智能化、人性化、安全性、稳定性起着积极的促进作用。

参考文献

［1］肖旭慧.城市轨道交通信号系统新技术发展现状与展望研究［J］.运输经理世界，2022（14）：89-91.

［2］安永新.城市轨道交通无线通信系统中TETRA数字集群系统的运用研究［J］.数字通信世界，2020（4）：178.

［3］张强.无线通信技术在智能交通系统中的应用［J］.科技资讯，2018（11）：23-24.

［4］高志勇.城市轨道交通通信系统的应用模式及功能研究［J］.电脑乐园，2022（4）：175-177.

（编辑 王雪芬）