浅析重庆轨道交通专用无线系统互联互通解决方案

胡 林

（重庆市轨道交通（集团）有限公司，重庆 401120）

重庆轨道交通第二轮建设在信号系统实现CBTC（基于无线通信的列车自动控制系统）互联互通后，重庆四号线、五号线、十号线、环线实现了跨线和共线运营，需要专用无线通信系统也实现互联互通，以确保运营调度能够顺利实现。另外，由于与第一轮建设线路间存在换乘站需求，还必须使第一轮与第二轮建设的无线系统实现互联互通。

重庆轨道交通第一轮建设采用摩托罗拉提供的TETRA（基于数字时分多址技术的无线集群移动通信）系统，第二轮建设采用欧宇航提供的TETRA系统[1]。

1 终端级互联互通

在重庆轨道交通第二轮线路建设过程中，由于建设时序不同，因此各线路的无线通信系统都是独立的，线路之间没有考虑互联互通的通信需求，但随着重庆轨道交通运营线路的增加，轨道交通运营需求变得多元化和复杂化，为满足重庆市民便捷的出行需求，显示重庆轨道交通运营的地方特色和独立创新性，必须考虑特殊情况下的通信需求。

重庆轨道交通第二轮线路建设在设计初期即要求由环线负责实现线网无线系统互联互通功能，同时要求系统供货商提供的无线系统设备应与四号线、五号线、十号线无线通信系统供货商提供的系统设备实现与互联互通（包括四号线、五号线、十号线跨线运营列车和各换乘站）。重庆轨道交通互联互通是指在环线、四号线、五号线、十号线上的列车车载设备可以在各线路实现无缝切换，保证跨线通信不中断，车载无线列调台必须在不同的线路上都能进行实时通信，并实现列车司机和不同线路的行车调度人员的通话[2]。

同时重庆轨道交通线路之间存在诸多换乘站，且各换乘站的换乘方式不尽相同。在同台换乘的换乘站，由于站台层上层和站台层下层或者站台层上行区间与站台层下行区间属于不同的线路，车站站务值班员或者设备检修维护人员手持台终端就会在不同的线路间进行通信。为满足列车车载列调电台和手持台终端的跨线、跨区域通信需求，需要第二轮建设线路的无线通信系统各终端能够在不同的线路上漫游并能实现互联互通[3]。

车载列调台及手持台等终端级采用数字时分多址技术，基于无线集群移动通信系统标准的空口规范实现通信，TETRA标准的空口是开放的，只需要第一轮系统对后续需要接入的终端开放注册使用、呼叫等方面的权限，就可以实现终端方式的互联互通。除空中接口外，不受原系统的限制，即可实现不同厂家TETRA系统的互联互通。对原系统的依赖性较小，并且对原系统的影响也较小，便于工程实施。系统总体结构如图1所示。

2 跨网漫游

当既有TETRA系统网络终端在轨道交通线路内与本网络失去联系时，终端可以自动选择现有TETRA系统同频段的网络进行登记，现有TETRA系统接受来自既有TETRA系统网络码的终端登记，反之亦然。如此即可实现一线运营人员仅需佩戴1部终端即可在不同线路间工作[4]。

3 跨网组呼

在2个网络间创建跨网络的通话组，并将互联车载台、手持台部署在该通话组上。只要漫游移动终端在互联通话组的任一组内，漫游移动终端就可以实现漫游互联互通功能。能实现跨网络的组呼，并能保证当既有TETRA系统用户漫游至本项目TETRA系统时能够维持组呼连接，如图2所示。

图2 空口接口

图2 中第一轮建设线路无线系统车载台、固定台、手持台等终端设备需部署在可接收到MOTOROLA TETRA网络无线信号的位置，并通过互联互通控制器相连，将其固定部署在相同的互联通话组上。只要漫游移动终端位于互联通话组的任一组内，漫游移动终端就可以实现漫游互联互通功能。

图2中，第二轮建设线路无线系统车载台、固定台、手持台等终端设备需部署在可接收AIRBUS TETRA无线网络信号的位置，既有系统车载台需部署在可接收既有无线网络信号的位置。如2组车载台无法部署于同一位置时，其中的1组车载台需通过传输设备与互联互通控制器相连。

4 跨线运营方案

4.1 系统构成

互联互通系统在不改变原线路的系统构成——保持环线、四号线、五号线、十号线各自无线系统中心架构的情况下，仅在大竹林控制中心增设总计算机辅助调度系统服务器，将第二轮轨道交通线路参与跨线运营的线路计算机辅助调度系统服务器接至总计算机辅助调度系统服务器，将各线路列车的车次号、司机号、车载列调台编码的对应关系，列车运行的上下行信息，出入段/场等位置标识信息上传到总计算机辅助调度系统服务器，同时总计算机辅助调度系统服务器根据需要将参与跨线运营的列车信息下发至相关计算机辅助调度系统服务器，如图3所示。

图3 互联互通结构

4.2 跨线运营的车载列调台调度权限归属

为确保跨线运营列车车载列调台通信的高可靠性和稳定性，计算机辅助调度系统服务器可以主动向其管辖的线路上所运行的列车车载列调台发送指令，对于不归其管辖的线路上所运行的列车车载列调台不能主动发送指令，但可以对该列车车载列调台所请求的指令予以应答。

4.3 列车自动跨线

假设环线上运营的列车进入渡线准备由环线向四号线跨线，环线无线系统接收来自环线的列车自动监控系统所发出的列车运行信息，环线的计算机辅助调度系统服务器向列车车载列调台发送跨线运行信息，指令选择四号线的计算机辅助调度系统服务器作为归属服务器，同时更新列车车载列调台的归属调度权、车载列调台上下行等信息。列车车载列调台成功接收指令后，向四号线的计算机辅助调度系统服务器发起注册申请，四号线的计算机辅助调度系统服务器接收申请后应答该列车车载列调台，并将相关信息更新至四号线的调度台，同时将该变化通知总计算机辅助调度系统服务器，总计算机辅助调度系统服务器通知环线的计算机辅助调度系统服务器不再管辖该列车，环线的计算机辅助调度系统服务器再将信息更新至环线调度台。如果环线的计算机辅助调度系统服务器在协议规定时间内未收到总计算机辅助调度系统服务器的通知，则重新向列车车载列调台发送跨线运行信息。

4.4 列车手动跨线

为保证列车在任何情况下都能实现跨线运营的要求，必须将手动跨线功能作为跨线运营的后备手段，在列车自动跨线功能失效的情况下，列车司机可选择手动切换运行线路。

同样以环线跨线运营至四号线线路为例，当跨线运营的列车进入渡线准备由环线向四号线跨线时，列车司机手动输入列车车载列调台的当前运营线路及归属调度台、上下行等信息并确认，列车车载列调台向四号线的计算机辅助调度系统服务器发起注册申请，四号线的计算机辅助调度系统服务器接收申请后应答列车车载列调台，并将相关信息更新至四号线的调度台，同时将该变化通知总计算机辅助调度系统服务器，总计算机辅助调度系统服务器通知环线的计算机辅助调度系统服务器不再管辖该列车，环线的计算机辅助调度系统服务器再将信息更新至环线的调度台。

4.5 跨线运营的列车车载列调台通话保障

参与轨道交通跨线运营的线路，其无线系统是否采用相同TETRA标准、相同供货商的主设备对列车跨线运营时，更改运行线路的列车车载列调台通话质量可靠性、稳定性都存在非常大的影响。

根据跨线运营列车更改运行线路前后使用的主设备是否同品牌，可分为如图4所示的两种情况。

图4 设备混合逻辑

（1）列车更改线路前后使用相同主设备。采用同一供货商提供的相同主设备轨道线路间跨线运行，通过线路中心交换控制设备的协议互连，线路间可以实现包括无缝漫游、平滑切换在内的所有功能性要求，真正做到系统级层面的互联互通。当跨线运营的列车进入渡线由环线向四号线跨线时，列车车载列调台自动完成无线小区越区切换工作，从环线的基站平滑漫游到四号线的基站，对通话质量没有任何影响。

（2）列车更改线路前后使用不同的主设备。采用不同供货商提供的不同主设备轨道线路间跨线运行，不同主设备的轨道线路之间，不能实现系统级层面的管理功能。为了确保列车车载列调台在不同供货商的主设备内都能实现常规的语音通话功能，须在各供货商的主设备上同时添加相应列车车载列调台的相关信息。另外还需要不同品牌的TETRA手持台终端、车载移动终端与TETRA基站通过IOP测试。这样列车车载列调台在每条线路的覆盖区内都可以与该线路的行车调度员实现通话，但是当列车车载列调台进行越区切换时，需要经历终端原基站覆盖区脱网至新基站覆盖区再注册的过程，此时将会造成短暂的通话中断，进入被动硬切换过程。

5 结束语

经过重庆轨道交通第二轮建设线路跨线运营的实践，严格验证了无线系统互联互通的各项技术指标和功能可靠性，为后续进一步实现更大规模的互联互通运营提供了基础。■