地鐵車載信息傳輸需求可行性分析

付海亮

摘 要：在地鐵通信中，車輛的故障告警需要傳達到調度員，調度員對其進行識別，然后根據故障級別進行處理，決定是否該列車是否繼續投入運營。列車的告警信息由車輛TMS系統傳達到無線電臺，通過無線通道送達至綜合監控系統。無線通道的帶寬直接決定了告警的容量。文章討論的是無線采用TETRA制式時，通過無線通道取代3G通信系統，是否能夠滿足5M/s的數據傳輸容量。

關鍵詞：TETRA；綜合監控；報文；傳輸需求

1 概述

該文檔根據工作聯系單《2014年186號——關于3、4號線一期工程車輛信息傳輸的需求》在簡要描述成都地鐵3、4號線車載信息傳輸實現方案的基礎上，針對新增車載信息傳輸需求，重點從專用無線系統建設方面進行了分析和說明。

2 既有方案

根據成都地鐵3、4號線項目各方形成的既有設計方案，專用無線通信系統（采用800MHz TETRA系統設備）負責在車輛和OCC綜合監控系統之間傳輸車載設備信息，其傳輸需求如表1所示。

3 新增需求

根據工作聯系單《2014年186號——關于3、4號線一期工程車輛信息傳輸的需求》，如果把原來由3G網絡承擔的車載信息傳輸業務全部交給專用無線系統承擔，專用無線系統傳輸業務將變更為表2描述：

表2中陰影部分為新增的傳輸需求，主要包括：

（1）實時故障信息傳輸需求：158字節/秒，增加376%；（2）實施運行信息傳輸需求：159字節/秒，增加388%；（3）非實時信息傳輸需求：5M字節/Tc/小時，10M字節/列車/小時。

4 需求分析與相關說明

專用無線系統主要由列車上安裝的數傳車載臺和OCC安裝的數傳控制臺負責實現車載信息傳輸業務，其鏈路瓶頸為數傳車載臺和無線基站之間的無線鏈路，該鏈路為窄帶鏈路，這是TETRA系統體制決定的。

TETRA系統能夠提供短數據和分組數據兩種數據傳輸承載業務，這兩種業務的接入方式、傳輸延時、數據帶寬和占用系統資源等方面均不相同，分組數據的數據帶寬更大。綜合考慮各方面的因素，在既有方案中，數傳車載臺和控制臺之間采用的是短數據傳輸業務。

4.1 技術可行性分析

下面僅以析非實時信息傳輸需求為例來分析技術新增需求的技術可行性。非實時運行信息數據量遠大于TETRA系統短數據傳輸業務帶寬，不用考慮短數據傳輸方式，只能考慮分組傳輸服務方面是否可行。

TETRA系統中，單個分組數據信道的毛速率是7.2kbps，凈速率大約為3kbps，即：

3*1024*3600/（8*1024*1024）=1.32M字節/小時

5MB/1.32MB=3.8信道≈4信道

從上面的計算可以看出，從理論上來看，一個數據信道最大傳輸速率只有1.32M字節/小時，單個列車司機室（Tc）的非實時數據是每小時5M字節，需要占用4個信道，單個列車的非實時數據（每小時10M字節），最少需要占用8個數據信道——而目前的系統配置中，單個基站只有2個載波（第三載波為應急專用），共8個信道。

從終端產品來看，單個終端最多可以占用4個數據信道，即，其理論最大傳輸速率為5.27M字節/小時，剛剛能夠滿足單個Tc的數據傳輸需求。再考慮到語音業務沖突、越區切換傳輸速率下降等工程因素，幾乎可以斷定，數傳車載臺無法在1小時內傳輸5M字節數據。

另一方面，即使增加了基站載波數量，當一個基站下有一個以上的列車時，專用無線系統肯定將無法滿足這些列車的非實時信息傳輸需求。

4.2 實施可行性分析

當前，成都地鐵3、4號線均已完成系統總體設計和各相關接口設計，包括與車輛專業、綜合監控專業的車載信息傳輸接口。后續如果改由專用無線系統實現新增的車載信息傳輸需求，專用無線系統需與車輛專業、綜合監控專業重新討論接口，各方可能均需更改設計方案——無線系統方面數傳車載臺軟硬件、數傳控制臺等均需更改設計，前期工作面臨推倒重來的風險。

5 結束語

從以上分析來看，不管是從技術上來看，還是從工程實施角度來看，采用專用無線系統實現新增車載信息傳輸需求均是不可行的。基于上述情況，強烈建議各方維持既有方案，或者重新考慮采用其他方式來實現新增的車載信息傳輸需求。

參考文獻

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