ＴＥＴＲＡ系統(tǒng)在上海軌道交通６號線中的應用

[摘要]介紹上海軌道交通6號線TETRA數(shù)字集群專用無線通信系統(tǒng)的構(gòu)成、主要設備，最后結(jié)合在上海軌道交通6號線中的施工經(jīng)驗，總結(jié)TETRA系統(tǒng)應用的特點。

[關(guān)鍵詞]TETRA 城市軌道 應用 特點

中圖分類號：TP3文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0310006－01

地鐵是城市運送大量乘客的地下電氣化軌道交通系統(tǒng)，是現(xiàn)代城市基礎設施建設的重要項目，地鐵的運營離不開大量信息的交互，專用的通信系統(tǒng)是必不可少的。其中專用無線通信系統(tǒng)是城市軌道交通通信系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于解決固定人員（調(diào)度員、值班員）與流動人員（司機、維修人員、列檢人員）間及流動人員相互之間的通話及數(shù)據(jù)傳輸問題，是提高運輸效率、確保行車安全及應對突發(fā)事件的必要手段。在城市軌道交通的列車運營和日常管理中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。上海軌道交通6號線專用無線通信系統(tǒng)采用了摩托羅拉公司的TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)，目前系統(tǒng)運行穩(wěn)定，在規(guī)劃設計中充分考慮了日后擴容的延續(xù)性、經(jīng)濟性和安全性。

一、系統(tǒng)構(gòu)成及主要設備

上海軌道交通6號線全長33.089公里。共設一個控制中心，28座車站（9座高架車站、19座地下車站）、一個停車場、一個車輛段。實行頻率資源共享和統(tǒng)一管理。在6號線設分線調(diào)度、基站、信號分配和覆蓋單元、移動臺等。

（一）系統(tǒng)構(gòu)成

上海軌道交通6號線TETRA專用無線通信系統(tǒng)采用有線、無線相結(jié)合的方式，沿地鐵線構(gòu)成鏈狀通信網(wǎng)，采用光纖直放系統(tǒng)，實現(xiàn)“大區(qū)制”基站“小區(qū)制”覆蓋。信號覆蓋控制中心、各車站、車輛段、停車場及隧道區(qū)間和高架線路。信號在隧道及高架線路采用泄漏同軸電纜，在室內(nèi)、站內(nèi)及車輛段和停車場采用天線進行覆蓋。系統(tǒng)構(gòu)成示意圖如圖1所示。

系統(tǒng)由上海軌道交通專用無線通信系統(tǒng)交換控制中心網(wǎng)絡提供、8個基站、8個光纖直放站主站、25個光纖直放站遠端站以及調(diào)度臺、移動臺等組成。8個基站分別設在外高橋南站、巨峰路站、云山路站、民生路站、高科西路站、上南路站、車輛段、停車場，沿線其他各站點設光纖直放站遠端站。（見圖1）

系統(tǒng)設備間以2M通道為主，并以4線音頻和RS 422通道為輔。通過6號線傳輸系統(tǒng)、上層傳輸網(wǎng)與相應的交換控制中心的交換機連接。

（二）系統(tǒng)主要設備

系統(tǒng)設備可分為5個主要組成部分，即交換控制中心、基站設備、信號分配單元、調(diào)度設備和移動臺用戶。

交換控制中心設備：交換控制中心設在東寶興路、中山北路控制中心，采用兩個完全互為異地備份交換中心。主要設備有節(jié)點控制器/網(wǎng)管服務器、核心路由器/網(wǎng)關(guān)路由器、廣域網(wǎng)接口設備、以太網(wǎng)交換機、邊界路由器、數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、電話互聯(lián)網(wǎng)關(guān)、回聲消除器、鑒權(quán)服務器等。

基站設備有：TETRA基站控制器、收發(fā)信機、GPS收發(fā)天線、告警系統(tǒng)、射頻分配系統(tǒng)等。

信號分配單元有：光纖直放站、耦合器、分路合路器、泄漏電纜、天線。

調(diào)度設備有：由一個基于PC的控制臺和一套控制臺接口電子設備，以及麥克風、揚聲器、耳麥、錄音機等設備構(gòu)成。

移動臺設備有：車站臺、車載臺和便攜臺。

二、系統(tǒng)主要功能

上海軌道交通6號線將列調(diào)及行調(diào)、防災以及車輛段、停車場的調(diào)度業(yè)務全部納入到TETRA系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理。系統(tǒng)提供的主要功能有：

（一）通話功能

在授權(quán)的情況下，可實現(xiàn)調(diào)度臺與移動臺、移動臺與移動臺、有線用戶與移動臺、移動臺與有線用戶之間的私密通話。

（二）調(diào)度功能

系統(tǒng)具有強大的調(diào)度和管理功能，如個別呼叫、組呼、全呼、緊急呼叫、多級優(yōu)先、遇忙排隊、有效站點設置、動態(tài)重組、遲后進入、新近用戶優(yōu)先、呼叫限時、自動重發(fā)、會議呼叫等。

（三）數(shù)據(jù)功能

系統(tǒng)支持狀態(tài)信息業(yè)務、緊急告警、短數(shù)據(jù)業(yè)務、分組數(shù)據(jù)業(yè)務。用于傳遞列車運營管理過程的各種數(shù)據(jù)信息，包括ATS信息等。

（四）故障弱化功能

當系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)可自動轉(zhuǎn)入單站集群模式或直通模式。當基站與交換控制中心的鏈路中斷或交換機故障時，基站會進入單站集群狀態(tài)并繼續(xù)為其覆蓋區(qū)內(nèi)的用戶提供集群模式服務；用戶在基站故障或處于網(wǎng)絡覆蓋范圍外，可通過直通模式繼續(xù)進行通信，而不依賴于系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)。

三、上海軌道交通6號線TETRA數(shù)字集群的應用特點

（一）采用光纖射頻直放系統(tǒng)實現(xiàn)“大區(qū)制”基站“小區(qū)制”覆蓋

上海軌道交通6號線專用無線通信系統(tǒng)采用了光纖直放系統(tǒng)如圖1所示，僅在地鐵沿線的重要車站設置基站，進行該站及相鄰區(qū)間的信號覆蓋；而其他各站則通過由光纖直放站主站、遠端站組成的射頻直放系統(tǒng)的遠端站進行其他各站、區(qū)間的信號覆蓋。光纖直放系統(tǒng)的應用，延伸了基站的覆蓋范圍，減少了基站設置數(shù)量，實現(xiàn)了“大區(qū)制”基站“小區(qū)制”覆蓋，具有設備投資少、信道利用率高、越區(qū)切換少、故障弱化能力較強等特點。在采用光纖直放系統(tǒng)時需考慮直放系統(tǒng)的時延。

（二）采用虛擬功能，實現(xiàn)分線、分區(qū)段管理

虛擬專網(wǎng)是TETRA系統(tǒng)提供的一項主要功能。多個用戶群體可以共享一個數(shù)字集群系統(tǒng)網(wǎng)絡，網(wǎng)絡中所有的系統(tǒng)管理功能都可以合理地分配給每一個群體，以滿足每個群體地需求。各用戶群體配置獨立的調(diào)度臺和移動臺，即可建立自己的虛擬專網(wǎng)，并在網(wǎng)內(nèi)獨立工作。不同的虛擬專網(wǎng)之間具有高度的通信保密性和獨立的控制權(quán)限，不會產(chǎn)生干擾和失密。上海6號線將列調(diào)、防災、停車場、車輛段的調(diào)度通過虛擬專網(wǎng)納入到一個系統(tǒng)進行管理。

（三）降級使用功能可靠，確保系統(tǒng)的正常運行

當基站與交換機的鏈路中斷或交換機故障后，系統(tǒng)將降級使用進入單站集群模式，而當基站故障后則可進入直通模式，以確保系統(tǒng)移動用戶間的通信；當系統(tǒng)降級使用后，上海軌道交通6號線在控制中心與各基站間專門設置了4線音頻通路和RS 422通路，用以實現(xiàn)調(diào)度臺與降級臺在系統(tǒng)降級使用后的語言、數(shù)據(jù)通信可靠傳輸，保證了調(diào)度功能的實現(xiàn)。

四、結(jié)束語

TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)具有強大的調(diào)度功能，且具有頻譜利用率高、信號抗信道衰落強、保密性好、多種業(yè)務服務、網(wǎng)絡管理和控制更加有效和靈活等特點，完全滿足城市軌道交通對專用無線通信的需求。TETRA數(shù)字集群在上海軌道交通的成功應用為其他地區(qū)，特別是新建城市軌道交通項目專用無線通信系統(tǒng)的選擇提供了依據(jù)。

參考文獻：

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[2]鄒彤、潘鋒、仝海威，TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)數(shù)據(jù)應用探究[J].移動通信，2005,(06).

[3]朱秋林，城市軌道交通數(shù)字集群系統(tǒng)的場強設計[J].都市快軌交通，2006,(02).

作者簡介：

徐海來，男，漢族，陜西西安人，畢業(yè)于西安鐵路運輸學校鐵道通信，后函授北京交通大學通信工程（本科），在中鐵一局電務工程有限公司工作，工程師。

資格證書：中國鐵路工程總公司二級項目經(jīng)理證證件號：9421200052

鐵道部工程師證證件號：3401101117