上海地鐵系統是一個龐大的城市快速交通系統。目前,上海投入運營(包括試運營)的城市軌道線路共8條,分別是軌道交通1號線、2號線、3號線、4號線、5號線、6號線、8號線和9號線。工作日日均客流量350萬人次,最高客流量達430.8萬人次。目前上海地鐵運行里程234公里,2010年世博會之前將達到400公里,到2012年將超過500公里。根據規劃,上海將在2020年以前建造地鐵線22條。
采用TETRA數字集群技術的上海軌道交通無線通信系統,正是在這樣的背景下為網絡化的軌道交通列車調度、運營管理、安全生產、搶險救災等提供無線調度通信保障。該無線通信系統建設的重要性和復雜性可想而知。其設計理念、系統建設規模,在我國軌道交通建設史上,乃至整個亞太地區,都是一次創新、一次重要的探索。系統于2005年開始建設。
1市場挑戰
一個網絡化的軌道交通系統,需要一套網絡化的專業無線通信系統,為整個軌道交通系統提供無縫連接,為列車調度、運營管理、安全生產、搶險救災提供調度通信保障。然而此通信系統的建設面臨著諸多課題:第一,如何科學地規劃、構建一個網絡化的專業無線通信系統,服務于網絡化的軌道交通輸運系統;第二,如何做到既滿足列車調度和地鐵日常運營管理的需要,又兼顧上海市應急管理的總體規劃,滿足地鐵搶險救災的需求。
鑒于本項目系統規模大、架構復雜、建設周期長、實施風險大等特點,上海申通地鐵集團需要尋找一個不僅擁有先進技術,而且具有豐富的實施經驗、強有力的本地技術支持的長期戰略合作伙伴。
面臨嚴峻的市場挑戰,經過嚴格的招標程序,摩托羅拉公司成功中標上海軌道交通無線通信系統,攜手上海申通地鐵集團有限公司,在未來超過10年的時間內,共同精心鑄就這一宏偉的專業無線通信系統。
2解決方案
摩托羅拉為上海地鐵提供的是一套完整的、基于TETRA數字集群標準的專業無線通信解決方案。它采用兩個完全互為異地備份的交換中心,將為上海地鐵全線、全網調度、行車管理、安全生產和搶險救災提供穩定、可靠的支持。系統包括:超過110個增強型無線基站、2個基于全IP互為異地備份的交換中心(MSO)、超過5000個用戶終端(即手持臺、車載設備、固定電臺)、OCC(分控中心)、COCC(總控中心)、CAD列調系統、泄漏電纜和光纖直放站等射頻覆蓋系統,以及結合上海地鐵運營實際需求而開發的各種應用。該系統將與上海市800MHz TETRA數字集群政務網互聯,形成一個覆蓋整個上海市包括地面和地下地鐵空間的無線網絡,授權用戶可以在兩個網絡間全透明漫游,實現上海市應急聯動中心在整個網絡上的統一指揮和調度,為上海市的城市安全、地鐵搶險救災等提供有效的通信保障。
摩托羅拉作為總集成商、技術總負責,肩負系統設計、設備和材料供應、供應商管理、項目實施、系統集成、項目管理、質量控制、系統維護等工作,其強有力的本地技術支持、軌道交通無線系統設計和實施經驗、系統集成能力和卓越的項目管理能力在此項目中得到充分體現,使得客戶從中受益。
為了給網絡規劃、系統設計和實施提供科學依據,降低項目執行風險,摩托羅拉和申通地鐵集團一起進行了先期研究測試工作。于2005年在3號線、4號線虹橋路交匯處情況比較復雜的路段,完成了近8公里的試驗段建設和各種研究測試工作,獲取了大量的測試數據,為上海軌道交通無線通信系統的設計、實施方案等的進一步優化提供了重要的依據,同時也為其它城市軌道交通無線系統的建設提供了參考。這充分體現了申通地鐵集團科學決策的領導思路。
摩托羅拉依托系統設備的性能和特點,結合上海軌道交通用戶的特殊需求進行了精心的設計,使得TETRA系統的優勢功能以及信道資源能夠得到充分的利用,同時避免各種應用之間的沖突。其中最突出的亮點體現在:異地主/備交換中心的切換機制;降級使用模式;科學合理的覆蓋設計保證覆蓋完善、通信順暢;高架區間的覆蓋設計(單側敷纜)保證錯車情況下的覆蓋效果和車內的覆蓋;車輛段庫內的室內覆蓋,在頻率資源有限的情況下盡可能地避免同頻干擾的出現;依據系統提供的API接口,采用最佳的方式實現軌道交通獨特的應用需求等。
摩托羅拉依據豐富的實際經驗幫助客戶克服意外的難題。原設計計劃在輕軌高架區間把漏纜掛在電力線龍門架上,但這樣給施工、維護帶來很大的不便,爭議頗多,高架區間的覆蓋成為難題。為此,摩托羅拉通過試驗段的研究測試,提出了可操作性強、方便實施、節約成本的基于單側敷設電纜的覆蓋方案,并成功投入使用。
鑒于上海軌道交通無線通信系統規模大、工期長、網絡復雜、協調工作面多等特點,摩托羅拉憑借多年來積累的項目實施和管理經驗,設立了專門的項目執行機構一上海地鐵項目辦公室,配備了專職人員隊伍,還專為上海地鐵設計了量身定制的管理方法,包括專門的技術管理團隊、風險監控機制。項目機構人員專業而且固定,有著十余年的豐富經驗,不論是在無線通信領域還是項目管理方面都具有專業的知識,不僅能迅速處理客戶需求,而且可以對項目進行長期跟蹤,保證項目的順利實施。
3成效卓越
截至目前,上海地鐵已經完成了主用交換中心、備用交換中心、緊急操作控制中心(COCC)以及1號線、2號線、3號線、4號線、5號線、6號線、8號線和9號線無線系統的建設,并成功投入了正式運營。其中,建設了82套基站,提供了大約1200套MTM800數據終端和3000套MTP850手持終端。數據終端主要開發了適用于地鐵生產運營的調度功能、車載功能、故障發生后的應急應用。手持終端主要是語音與短信應用。系統目前運行穩定,提供了8條地鐵線路工作日日均客流量350萬人次、最高客流量已達430.8萬人次的指揮調度通信保障,為地鐵安全、有序、高效的運行提供了有力的支持。目前7號線、10號線、11號線北段一期、8號線二期、9號線二期、2號線東、西、西西延伸、13號線世博段的無線系統正在緊張實施階段,并將于2009年底全面開通試運營。
4上海軌道交通無線通信系統的優勢
◆網絡化設計、服務于網絡化的軌道交通
很好的保障了全程全網在技術、性能、服務、操作界面上的一致性,保證了運營維護和管理人員能在全程、全網、地面、地下無縫通信,車輛能夠跨線行駛并全程、全網無縫通信,真正實現“網絡化”的服務。在和地面政務共網實現互聯互通后,進一步拓展了系統覆蓋范圍,擴大了系統規模,提高了應用效益,不但為軌道交通運營服務,而且能很好地為城市管理服務。
◆節約投資
全部地鐵線共用一個系統資源,不但節約了投資,提高了資產的利用率,并且通過共享系統備品備件和運營維護服務,提高了對系統故障的響應速度,大大降低運營維護成本。
◆超長建設周期中系統生命周期的保障
本系統采用摩托羅拉全新的IP核心交換平臺,順應目前最先進的技術及設備的發展趨勢,在一個IP交換平臺實現對話音、數據、控制、網管信息的統一處理,簡化了不同功能模塊設備之間的連接方式和接口協議。更重要的是,采用的基于IP的交換設備可以跟蹤最新的IP技術和設備,便于系統擴展和更新。
◆系統安全可靠
系統設備的關鍵部件全部采用冗余設計,提高了設備的可靠性;系統設計了2個互為異地備份的交換中心,以確保在任何一個交換中心遭到破壞或是發生嚴重故障時,整個網絡仍將能夠繼續、有效地提供無線通信保障;系統還基于摩托羅拉的單基站集群功能,設計了獨特的降級運行模式,進一步保證了在極端情況下。無線系統依然能繼續提供列車調度基本的通信保障。
◆高效的指揮調度
在網絡化系統設計的情況下,整個地鐵線路可以實現信息分享,運行指揮調度更加靈活。優先級設置可以讓最高級別命令及時下達,方便組織力量快速處理緊急事件,特別適合生產指揮調度。
◆為搶險救災、突發事件的處置提供通信保障
為了更好地配合政府緊急預案的實施,上海地鐵設計了COCC。在平時,各條地鐵線的COCC對各自線路進行運營調度管理;在緊急情況下,政府主管部門可以通過COCC對各地鐵線進行統一指揮調度,從而能夠保證政令快速下達。為突發事件的聯動處置提供了保障。
◆完善的售后服務體系
上海地鐵選擇摩托羅拉,也就擁有了摩托羅拉專業而客戶化的服務體系。摩托羅拉在中國擁有一個本地化的售后服務團隊,成立于1994年4月,主要負責專業無線通信產品及其附件的維修更換、以及摩托羅拉網絡產品及綜合測試儀等摩托羅拉儀器儀表的維修。不僅如此,摩托羅拉專門為上海地鐵建立了支持中心以提供更優質的服務。