地鐵降級備用無線通信系統設計

郭寶軍　史紅霞

【摘 要】地鐵專用無線通信降級備用系統通過遠程控制基站接入電臺的方式接入集群基站，簡單實用，投資比較小，提高了專用無線通信系統的可靠性，有利于提高運營安全冗余。從TETRA系統基本概念入手，對備用模式進行了比較、分析，重點分析、討論了地鐵專用無線通信降級備用系統的原理、構成和功能實現。

【關鍵詞】地鐵；降級備用；無線通信；系統

0 引言

當發生緊急情況導致交換控制中心不能正常工作或控制中心不能按時投入使用時，可通過備用系統實現中心調度員與列車司機必要的信息交流，滿足行車調度的基本通信需求。

主用控制中心與備用控制中心之間沒有通信連接，不需要信息交換。

主用控制中心與備用控制中心采用人工切換。正常情況下，備用控制中心處于關閉狀態，當主用控制中心出現故障無法使用時，可人工開啟備用系統，啟用備用控制中心；當主用控制中心恢復正常后，可人工關閉備用系統，重新開啟主用控制中心系統；系統中車載臺在人工控制下完成主/備模式切換，基站接入電臺在備用系統服務器人工遠程操作控制下完成主/備模式切換。

1 系統結構與組成

降級備用系統結構如圖1所示。

1.1 降級備用系統功能

與主用系統相比較，備用系統不提供派接呼叫功能、多選呼叫功能、私密呼叫功能、有線電話互聯功能和與短數據通信相關的功能等。

下面分別介紹備用系統的各項功能。

1）服務器功能

SAR控制

CCE控制

為備用CAD調度臺提供信息服務

設備狀態監視

2）行車調度臺功能

行車調度臺負責管理系統內的所有車載臺。

1.2 呼叫功能

行車調度臺界面主要包括通話組呼叫區和呼叫活動記錄。行車調度臺操作界面如截圖2所示。

調度員通過通話組呼叫區進行通話組呼叫和接收通話組呼叫。呼叫列表中顯示行車調度臺管理的所有通話組，包括全呼組和所有列車通話組，對應每個列車通話組都有位置信息顯示。

呼叫活動記錄列表用來顯示最近接收到的呼叫信息，包括時間、通話組別名、電臺別名等。

行車調度臺的呼叫功能主要包括：

調度員呼叫全部列車

調度員呼叫單個列車

監聽選中組/非選中組

2 主備用系統切換方案

備用系統與主用系統獨立工作，沒有物理連接。

因為備用系統要求各基站工作在單站集群模式下，所以備用系統與主用系統不能同時工作。

主備用系統切換需要人工操作完成。

1）主用系統切換到備用系統

在切換前，需要將主用中心關閉，使所有基站工作在單站集群模式下；然后開啟備用中心，并使車載臺、固定臺切換到備用工作模式。

所需時間：整個切換過程需10分鐘左右。

備用中心

備用中心開啟包括備用中心機柜、備用調度臺。開啟備用中心機柜內所有設備的電源，打開CAD服務器計算機，啟動CAD服務器軟件，然后設置服務器軟件工作在備用模式；打開備用調度臺計算機，啟動調度臺軟件。

所需時間：10分鐘左右。

車載臺

當主用中心關閉，基站工作在單站集群模式后，車載臺會自動提示是否轉入備用模式，司機點擊確認即可使車載臺切換到（下轉第156頁）（上接第151頁）備用模式工作。

所需時間：5秒鐘左右。

固定臺

當備用中心已開啟且轉入備用工作模式后，固定臺會自動切換到備用模式工作，不需人工操作。

所需時間：10秒鐘左右。

2）備用系統切換到主用系統

在切換前，需要將備用中心關閉，并使固定臺、車載臺切換到主用模式；然后即可啟用主用中心系統。

所需時間：整個切換過程需10分鐘左右。

備用中心

備用中心切換包括備用中心機柜、備用調度臺。在切換前，退出調度臺軟件，關閉調度臺計算機；退出備用中心機柜內CAD服務器軟件，關閉CAD服務器計算機，然后關閉機柜內所有設備的電源。

所需時間：10分鐘左右。

車載臺

當集群系統進入廣義集群模式后，車載臺會自動提示是否轉入主用模式，司機點擊確認即可使車載臺切換到主用模式工作。

所需時間：5秒鐘左右。

固定臺

當備用中心關閉后，固定臺會自動切換到主用工作模式，不需人工操作。

所需時間：10秒鐘左右。

3 結論

降級備用系統通過遠程控制SAR接入集群基站的方式，使技術實現上相對簡單，以較少的代價有效彌補了TETRA故障弱化功能的不足，提高了地鐵無線調度指揮的可靠性。同時也對地鐵運營單位應對危機突發情況、反恐、防災等提高了技術保障。因此，降級備用系統設計具有較高的實際研究價值。

【參考文獻】

[1]奚雯佳.基于TETRA的專用無線通信系統在城市軌道交通中的應用[D].南京：南京郵電大學，2014.

[2]鄭海英.成都市數字集群移動通信系統的規劃設計[D].四川：四川大學，2005.

[3]陳杰，孫溪.TETRA數字集群標準和GT800數字集群標準的比較[J].儀器儀表標準化與計量，2007.

[4]李寶田.地鐵無線通信降級備用系統呼叫控制子系統的實現[D].西安：西安電子科技大學，2009.

[5]周杭.對地鐵無線通信公網與專網相互干擾的研究[J].現代城市軌道交通，2007（5）.

[6]楊挺.CBTC系統中數據通信子系統的設計與工程實現[D].北京：學術論文，2013.

[7]IEEE P802.11.Standard for Wireless LAN Medium Access Control（MAC）and Physical Layer（PHY）Specifications，1997.

[8]陳振云.上海交通銀行智慧WiFi項目的設計與實現[D].吉林：吉林大學，2015.

[9]IEEE 802.11 Wireless LAN medium access control（MAC）and physical layer （PHY） specifications：[s].2007.

[責任編輯：田吉捷]