合肥地鐵2號線專用無線通信系統功能實現及集成研究

洪挺屹

摘 要：合肥地鐵2號線專用無線通信系統是為了保證地鐵安全、高密度、高效運營而建設的話音、數據無線通信系統。由于其對行車安全、提高運輸效率和管理水平、改善服務質量提供了重要保證；同時，在地鐵運營出現異常情況和有線通信出現故障時，亦能迅速提供防災救援和事故處理等指揮所需要的通信手段。因此，本文主要對項目實施過程中的功能實現及集成進行了分析和探究。

關鍵詞：合肥2號線 專用無線通信 功能實現 集成 研究

1、工程概況

合肥軌道交通2號線西起長寧大道口，東至大眾路口。全線依次沿長江西路、長江中路、長江東路敷設。設計全長27.764km，全線為地下線。共設車站24座，全部為地下車站，包括換乘站6座，分別與1、2A、3、4、5、6、7、8號線換乘。全線最大站間距1.665km，位于玉蘭大道與蜀峰路之間；最小站間距0.714km，位于王崗大道與大眾路之間。平均站間距1.182 km。

地鐵專用無線通信系統是為地鐵運營的固定用戶（控制中心及車輛段、停車場調度員、車站值班員等）和移動用戶（列車司機、防災人員、維修人員）之間的語音和數據信息交換提供可靠的通信手段，它提高地鐵運營的安全性、可靠性和響應性，最終達到減員增效的目的。

2、合肥2號線專用無線通信系統概述

合肥2號線專用無線通信系統采用800MHz頻段的TETRA數字集群調度系統，2號線在控制中心新設數字集群無線交換控制設備，中心無線交換控制設備與基站采用星型連接，完成不同基站覆蓋區內用戶的交換和接續。在控制中心設置集群網絡管理設備，以完成系統參數和用戶參數的設置管理及系統設備故障告警、事件存檔記錄的功能。

陸上集群無線電通信-TETRA（Terrestrial Trunked Radio ）是歐洲電信協會（ETSI）負責制定的一種數字集群通信的行業標準，提供集群、非集群以及具有話音、電路數據、短數據信息、分組數據業務的端到端（移動臺對移動臺）的通信，并支持多種附加業務。主要優點是兼容性好、開放性好、頻率利用率高、保密功能強。

TETRA 話音+數據（V+D） ——使用 25 kHz 信道的 TDMA 系統 每 RF 信道分 4 個時隙 話音+數據業務 TETRA V+D 技術規范提供一個能同時支持話音、數據和圖像通信的多媒體 無線平臺，它與單個移動臺相結合，可減少阻塞及互調干擾問題。

TETRA 分組數據優化（PDO：Packet Data Optimized） ——使用 25kHz 信道的 TDMA 系統 每 RF 信道分 4 個時隙 只有數據業務 TETRA PDO 主要應用在信息和電子信箱、快速管理和快速調度、媒介信息、 遠端數據基本接入、計算機文件傳輸、視頻和多媒體等方面，它通過 X.25 協議 的分組交換支持虛擬線路的整個信息的快速傳輸。

TETRA 直接模式通信（DMO） —— 不需基礎設施的通信，即移動臺直接與移動臺通信 TETRA DMO 是在移動臺處于網絡覆蓋范圍內，需要安全通信時用于提供移動 直通的業務。

3、合肥2號線專用無線通信系統的功能實現分析

合肥2號線專用無線通信系統采用無線數字集群系統， 利用海能達ACCESS

NET-TIPTETRA系統強大的虛擬專網功能，能滿足地鐵運營線路無線調度通信系統各通話組的相互獨立，在各自的通話組內的通信操作互不妨礙；同時又可實現設備和頻率資源的共享，使其在各自的通話組內的通信及管理互不干擾。同時，又可以實現車-地數據信息的傳輸功能，并實現設備和頻率資源的共享、無線信道話務負荷平均分配、服務質量高、接續時間短、信令系統先進、可靈活的多級分組、具有自動監視、報警及故障弱化等功能的智能化網絡。

通話功能是城市軌道交通專用無線通信的主要功能，它負責調度人員和被調度人員之間的通信聯系，達到相互之間通話的目的。數字集群系統本身具備全雙工、半雙工、單工等各種通話方式。在地鐵專用無線通信系統中有多種不同種類的用戶，根據用戶的性質、功能，系統可組成多個相互獨立的通話組，實現固定用戶與移動用戶之間，以及移動用戶之間的通話呼叫功能。

ACCESSNET-T IP系統支持虛擬專網功能，從而允許不同的單位共享網絡資源。系統允許對整個地址空間進行劃分，每段地址空間中的地址數量可不相同，根據每個單位的具體需求分配給各個單位。各個單位可以自己獨立地管理自己的用戶，同時使用各種安全技術保證各個團體內部信息的保密性和安全性。TETRA虛擬專網的功能和管理特性使用戶的感覺就像自己建網一樣。

合肥2號線專用無線通信系統采用數字集群TETRA制式，具備強大的呼叫功能。固定用戶與移動用戶之間，以及移動用戶之間根據管理模式呼叫具備選呼、組呼、全呼、多方通話、緊急呼叫等呼叫連接方式，組呼可按大組、中組、小組等編制進行；緊急情況下移動臺只能允許對調度臺發出緊急呼叫。

4、合肥2號線專用無線通信系統的集成方案分析

ACCESSNET-T IP TETRA系統支持全網主從同步方式，并具備同步時鐘的冗余備份。同步方式能夠同時滿足頻率同步和時間要求，系統能夠自動同步校正。ACCESSNET-T IP TETRA系統既支持GPS同步方式，又支持非GPS同步方式（即主從同步方式），也可以兩種方式混用。合肥2號線采用高穩時鐘源中心/車站主從同步方式，無需在車站設置GPS天線?；就ㄟ^傳輸鏈路接收來自交換控制中心的時鐘同步數據，并以此數據來校準本地時鐘，從而達到基站間空中數字信號的同步。

合肥2號線專用無線通信系統采用三頻組（A、B、C）復用的分配方式，三組頻率配置于全線所有車站基站；車輛段、停車場采用D和E。全線各基站為雙收發信機，兩載頻配置方式，共占用11對頻點（含1對直通頻點）。合肥市軌道交通2號線工程專用無線通信系統具體頻點以合肥市無線電管理部門分配的為準。

ACCESSNET-T IP 系統的交換控制中心用于各種TETRA呼叫過程中進行的業務處理，具備信令交換、語音交換、數據處理等功能。TETEA系統采用集中式交換網絡架構，使用中央式網絡節點交換控制中心。交換控制中心的核心設備為交換控制服務器，采用的硬件是標準服務器，可根據性能要求，網絡容量和不同的功能需求配置多個交換控制服務器。交換控制服務器中除了具有交換控制功能模塊 （SCF） 外，還可以配置其它的功能模塊，例如電話網關 （TGW）、TETRA聲碼器（TVF）、應用網關（AGW）、分組數據網關（PGW）。

專用無線通信系統具備越區切換功能，越區切換將在區間內完成。當更換小區時，保證通話的順暢。為了保證切換時不會因為信號太弱造成掉話，我們使兩站間整個隧道中的漏纜保持接通狀態，當列車經過隧道中段時，原小區信號逐漸減弱，切入小區的信號逐漸增強，沒有信號突然消失的情況，避免了移動臺因為切換時間不足造成掉話。切換示意圖如下圖所示：

ACCESSNET-T IP TETRA無線通信系統越區切換的時間為5s，地鐵列車列車運行速度為80km/h，那么可以計算得到越區切換區間的距離為5×80/3.6=111m?？紤]到場強余量儲備，故取切換區間的距離為200m。

5、結束語

合肥2號線專用無線通信系統采用了多項新技術，實現了地鐵運營的高水平管理，同時具備強大的擴展功能。系統擴展時既不影響已有設備的使用，且增加的設備較少，而軟件基本不變，以便構成地鐵全程全網的無線專用通信網。

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