城市軌道交通通信專(zhuān)用電話系統(tǒng)的若干組網(wǎng)模式

劉婧

【摘要】 本文對(duì)軌道交通通信專(zhuān)用電話系統(tǒng)的系統(tǒng)總體構(gòu)成、三種不同的系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行了介紹，并就三種不同的組網(wǎng)模式分析與比對(duì)。

【關(guān)鍵詞】 通信 專(zhuān)用電話 組網(wǎng) 數(shù)字共線環(huán)

城市軌道交通專(zhuān)用電話系統(tǒng)是控制中心調(diào)度員、車(chē)站/車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)值班員指揮列車(chē)運(yùn)行和下達(dá)調(diào)度命令的重要通信工具，是為列車(chē)運(yùn)營(yíng)、電力供應(yīng)、日常維修、防災(zāi)救護(hù)、票務(wù)管理等提供指揮手段的專(zhuān)用通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)為控制中心指揮人員（如行車(chē)調(diào)度、電力調(diào)度、環(huán)控調(diào)度、設(shè)備調(diào)度、總調(diào)度）提供專(zhuān)用直達(dá)通信，具有單呼、組呼、全呼、緊急呼叫和錄音功能，同時(shí)為站內(nèi)各有關(guān)部門(mén)提供與車(chē)站值班員之間的直達(dá)通話，以及車(chē)站值班員與鄰站值班員的直達(dá)通話。因此專(zhuān)用電話系統(tǒng)要求設(shè)備高度安全可靠、操作方便快捷。根據(jù)運(yùn)營(yíng)需要的業(yè)務(wù)性質(zhì)，專(zhuān)用電話系統(tǒng)包括調(diào)度電話、站（段、場(chǎng)）內(nèi)電話、站間電話、區(qū)間電話等。

一、系統(tǒng)總體構(gòu)成

通常來(lái)說(shuō)，城市軌道交通專(zhuān)用電話系統(tǒng)由設(shè)在控制中心的調(diào)度主系統(tǒng)和設(shè)于各車(chē)站、車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)的調(diào)度電話分系統(tǒng)、調(diào)度操作臺(tái)、調(diào)度分機(jī)、專(zhuān)用分機(jī)（含站內(nèi)、站間電話及軌旁電話）等設(shè)備共同組成。

1.1控制中心主系統(tǒng)

專(zhuān)用電話系統(tǒng)設(shè)控制中心調(diào)度主系統(tǒng)一套，是專(zhuān)用電話系統(tǒng)的中樞設(shè)備，它包括中心主系統(tǒng)調(diào)度機(jī)、調(diào)度操作臺(tái)、系統(tǒng)集中網(wǎng)管臺(tái)和數(shù)字式錄音放音設(shè)備等組成。中心主系統(tǒng)調(diào)度機(jī)本身關(guān)鍵設(shè)備按雙套熱備份配置，以提高調(diào)度通信的安全可靠。

在控制中心調(diào)度大廳通常設(shè)置總調(diào)、行車(chē)、電力、環(huán)控、設(shè)備維修等調(diào)度臺(tái)。各調(diào)度臺(tái)分別通過(guò)2B+D接口與控制中心主系統(tǒng)調(diào)度主機(jī)相連。

1.2車(chē)站分系統(tǒng)

車(chē)站分系統(tǒng)同樣是調(diào)度通信系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，它包括：專(zhuān)用電話分系統(tǒng)主機(jī)、值班操作臺(tái)、各種調(diào)度分機(jī)、站內(nèi)電話（包括乘客招援電話）和軌旁（區(qū)間）電話機(jī)等組成。

車(chē)站調(diào)度專(zhuān)用分系統(tǒng)通過(guò)數(shù)字環(huán)與控制中心調(diào)度專(zhuān)用主系統(tǒng)連接。相鄰車(chē)站調(diào)度專(zhuān)用分系統(tǒng)通過(guò)數(shù)字通道相連。同時(shí)，相鄰車(chē)站間有模擬實(shí)回線相連接，作為數(shù)字通信的備用通道。車(chē)站調(diào)度專(zhuān)用分機(jī)與分系統(tǒng)設(shè)備相連。

1.3車(chē)輛段分系統(tǒng)

車(chē)輛段分系統(tǒng)由1套專(zhuān)用電話分系統(tǒng)主機(jī)、按鍵式操作臺(tái)、調(diào)度分機(jī)和段內(nèi)電話分機(jī)等組成。

車(chē)輛段專(zhuān)用電話設(shè)備通過(guò)數(shù)字環(huán)與控制中心調(diào)度專(zhuān)用主系統(tǒng)和相鄰車(chē)站調(diào)度專(zhuān)用分系統(tǒng)連接。

1.4停車(chē)場(chǎng)分系統(tǒng)

停車(chē)場(chǎng)分系統(tǒng)由專(zhuān)用電話分系統(tǒng)主機(jī)、按鍵式操作臺(tái)、調(diào)度分機(jī)和段內(nèi)電話分機(jī)等組成。

停車(chē)場(chǎng)專(zhuān)用電話設(shè)備通過(guò)數(shù)字環(huán)與控制中心調(diào)度專(zhuān)用主系統(tǒng)和相鄰車(chē)站調(diào)度專(zhuān)用分系統(tǒng)連接。

1.5站內(nèi)電話

站內(nèi)電話提供各車(chē)站、車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)的車(chē)站值班員和站長(zhǎng)以及車(chē)輛段行車(chē)、檢修等與站內(nèi)運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)有關(guān)人員進(jìn)行直接通話聯(lián)系使用。站內(nèi)電話也提供交換機(jī)用戶(hù)話機(jī)之間的撥號(hào)通話。

1.6站間行車(chē)電話

站間行車(chē)電話提供相鄰車(chē)站行車(chē)值班員間互相呼叫通話功能。

站間行車(chē)電話通路有光通路和電纜通路，前者為數(shù)字通路，由相鄰站交換機(jī)，控制中心交換機(jī)，及其相互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字中繼通路（2Mb/s）構(gòu)成，后者為模擬通路，由電纜構(gòu)成的環(huán)路中繼通路構(gòu)成。實(shí)用中二者可互為備用。

1.7區(qū)間（軌旁）電話

在地下區(qū)間上、下行每隔一定距離（隧道內(nèi)150米）和區(qū)間其它專(zhuān)業(yè)有特殊要求地點(diǎn)如道岔等處設(shè)區(qū)間電話機(jī)。區(qū)間電話通過(guò)敷設(shè)在線路兩側(cè)的區(qū)間電纜直接接入到鄰近車(chē)站的專(zhuān)用電話分系統(tǒng)。區(qū)間電話通常亦具備接入專(zhuān)用電話系統(tǒng)及公務(wù)電話系統(tǒng)的倒接條件。

二、幾種系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)模式

2.1早期數(shù)字共線環(huán)模式

早期的專(zhuān)用電話系統(tǒng)多采用總線共線模式，即一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信模式（如圖1所示）。

2.2經(jīng)典數(shù)字共線環(huán)模式

控制中心主系統(tǒng)與車(chē)站、車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)分系統(tǒng)之間通過(guò)E1數(shù)字共線環(huán)路通道組成網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成整個(gè)數(shù)字專(zhuān)用電話通信系統(tǒng)。為保證通道的可靠安全，專(zhuān)用電話系統(tǒng)采用環(huán)型組網(wǎng)方式。系統(tǒng)每個(gè)數(shù)字共線環(huán)路由上行E1和下行E1閉環(huán)而成，圖2按照每4個(gè)站點(diǎn)（車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)）與控制中心形成獨(dú)立的數(shù)字共線環(huán)。專(zhuān)用電話主系統(tǒng)通過(guò)2Mb/s數(shù)字接口與專(zhuān)用電話分系統(tǒng)分段首尾相連，形成封閉的數(shù)字通道環(huán)。每個(gè)數(shù)字環(huán)內(nèi)主用通道與環(huán)內(nèi)各分系統(tǒng)站站相連，備用通道環(huán)回到主系統(tǒng)。

采用數(shù)字共線環(huán)路組網(wǎng)時(shí)，為提高可靠性，控制中心調(diào)度交換主系統(tǒng)配置模擬共線調(diào)度模塊，該模塊通過(guò)模擬通信電纜與各站、段、場(chǎng)調(diào)度分系統(tǒng)的音頻接口板相聯(lián)網(wǎng)，一旦數(shù)字共線環(huán)路出現(xiàn)故障或癱瘓，調(diào)度臺(tái)可通過(guò)模擬共線備用調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各站、段、場(chǎng)的各項(xiàng)調(diào)度業(yè)務(wù)，各站分系統(tǒng)間通過(guò)磁石接口實(shí)現(xiàn)站間通信。（圖2）

2.3新型冗余數(shù)字共線環(huán)模式

專(zhuān)用電話主系統(tǒng)采用新型的主備組網(wǎng)方案（如圖3），在控制中心和應(yīng)急指揮中心（通常為線路中的一個(gè)既定站點(diǎn)）分別設(shè)置1套專(zhuān)用電話主系統(tǒng)，控制中心專(zhuān)用電話主系統(tǒng)主用，應(yīng)急指揮中心專(zhuān)用電話主系統(tǒng)作為異地冗余配置。在其他各車(chē)站、停車(chē)場(chǎng)、車(chē)輛段設(shè)置專(zhuān)用電話分系統(tǒng)，通過(guò)傳輸系統(tǒng)分別與控制中心和應(yīng)急指揮中心專(zhuān)用電話主系統(tǒng)連接。主系統(tǒng)與分系統(tǒng)之間的連接通道均為E1（由傳輸系統(tǒng)提供），調(diào)度電話子系統(tǒng)采用主干電纜作為后備連接通道。

三、組網(wǎng)方式優(yōu)劣勢(shì)比對(duì)

3.1早期數(shù)字共線環(huán)模式

該組網(wǎng)模式雖簡(jiǎn)單干練，但若中心節(jié)點(diǎn)一旦出現(xiàn)故障，網(wǎng)絡(luò)的大部分組件就會(huì)被斷開(kāi)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)幾乎處于癱瘓，因而此模式已逐漸淡出專(zhuān)用電話組網(wǎng)行列。

3.2經(jīng)典數(shù)字共線環(huán)模式

該組網(wǎng)模式是成熟軌道交通線路中使用較為頻繁，性能相對(duì)穩(wěn)定的組網(wǎng)模式。與早期相比它優(yōu)化了數(shù)字共線環(huán)功能，由一個(gè)變?yōu)閿?shù)個(gè)，大大降低了由于單個(gè)節(jié)點(diǎn)故障導(dǎo)致整環(huán)故障的概率。

3.3新型冗余數(shù)字共線環(huán)模式

1、當(dāng)任意數(shù)字環(huán)中的任一車(chē)站與中心節(jié)點(diǎn)（即控制中心）的前向通道出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)通過(guò)車(chē)站與冗余中心節(jié)點(diǎn)（即應(yīng)急指揮中心）、冗余中心節(jié)點(diǎn)與中心節(jié)點(diǎn)的后向通道與中心節(jié)點(diǎn)最終取得聯(lián)系；

2、當(dāng)中心節(jié)點(diǎn)的調(diào)度操作臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，打開(kāi)冗余中心節(jié)點(diǎn)調(diào)度操作臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)各車(chē)站調(diào)度分機(jī)與冗余中心節(jié)點(diǎn)后備調(diào)度操作臺(tái)的通信；

3、當(dāng)中心節(jié)點(diǎn)的調(diào)度操作臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，打開(kāi)冗余中心節(jié)點(diǎn)調(diào)度操作臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)車(chē)站調(diào)度分機(jī)與應(yīng)急指揮中心后備調(diào)度操作臺(tái)的通信。

4、中心節(jié)點(diǎn)與冗余中心節(jié)點(diǎn)分別設(shè)置專(zhuān)用電話主系統(tǒng)，兩套主系統(tǒng)完全獨(dú)立，沒(méi)有任何關(guān)系，在后期擴(kuò)容升級(jí)或維護(hù)時(shí)不會(huì)相互影響，保證專(zhuān)用電話系統(tǒng)的高度可靠性。

四、結(jié)論

通過(guò)以上三種組網(wǎng)模式的比較，我們不難發(fā)現(xiàn)，在信息網(wǎng)絡(luò)安全飛速發(fā)展的今天，采用新型冗余數(shù)字共線環(huán)模式直達(dá)路由與迂回路由相結(jié)合的方式，利用路由預(yù)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)中心主系統(tǒng)的熱備不失為提高網(wǎng)絡(luò)可靠性、安全性和穩(wěn)定性的明智之舉。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李偉章、徐幼銘、林瑜荺等編著， 城市軌道交通通信，中國(guó)鐵道出版社 ， 2008年10月

[2]寧波市軌道交通工程建設(shè)指揮部， 寧波市軌道交通1號(hào)線一期工程通信專(zhuān)用電話系統(tǒng)用戶(hù)需求書(shū)

[3]寧波市軌道交通工程建設(shè)指揮部， 寧波市軌道交通2號(hào)線一期工程通信專(zhuān)用電話系統(tǒng)用戶(hù)需求書(shū)