城市軌道交通寬窄融合專網(wǎng)無線系統(tǒng)應用研究

姜 磊

（天津市地下鐵道運營有限公司，天津 300000）

1 概述

當前城市軌道交通領域中專用無線通信系統(tǒng)使用基于窄帶的TETRA技術，通過其提供語音組呼、個呼、短消息、派接等功能來實現(xiàn)對列車的調度，其技術成熟、產(chǎn)品穩(wěn)定可靠，已在北京、上海、天津等全國大部分城市的軌道交通無線列調領域廣泛應用。

隨著技術的發(fā)展，基于TD-LTE技術的B-TrunC寬帶數(shù)字集群發(fā)展迅速，其不僅能夠提供語音組呼、個呼、短消息、派接等傳統(tǒng)調度功能，還能提供多媒體調度及大帶寬數(shù)據(jù)傳輸能力。同時隨著TD-LTE技術綜合承載CBTC、CCTV、PIS、緊急文本、TCMS等業(yè)務的興起，通過使用B-TrunC技術實現(xiàn)一網(wǎng)多用，一張網(wǎng)絡完成綜合承載和無線集群正在成為趨勢。這樣便會形成基于窄帶TETRA技術無線列調系統(tǒng)網(wǎng)絡和基于寬帶B-TrunC技術的無線列調系統(tǒng)網(wǎng)絡同時共存的局面。

隨著全國各城市軌道交通的發(fā)展，尤其對于像天津這樣已開通多條運營線路并后續(xù)會有大規(guī)模新線路建設規(guī)劃的城市，在新建延伸線、新舊線路換乘、跨線路調車和跨線運營等場景下，如果引入LTE技術，就需要解決新（B-TrunC）老（TETRA）系統(tǒng)的互聯(lián)互通問題，提升線路運營效率，降低設備的重復建設，保護已有投資，以達到降本增效的目的。

通過本項目的研究，可以對未來基于寬帶技術的無線列調系統(tǒng)的建設提供技術儲備和增加工程實施經(jīng)驗。同時在寬帶集群系統(tǒng)日漸成為主流無線列調系統(tǒng)的趨勢下，通過本項目的研究更能起到保護現(xiàn)有窄帶系統(tǒng)的投資，簡化運營管理的目的，也會對全國其他城市的軌道交通建設起到一定的示范指導意義。

2 研究內(nèi)容及研究方案

2.1 主要研究內(nèi)容

TETRA系統(tǒng)標準空口定義的是強制標準，各廠商的終端和系統(tǒng)設備兼容性較好，其空中接口能夠提供完整的集群端到端的功能。TETRAISI規(guī)范中定義了TETRA系統(tǒng)設備間互聯(lián)的接口，但只是建議規(guī)范，進口設備均沒有開放此接口，而國產(chǎn)設備基于此規(guī)范開放了系統(tǒng)間的互聯(lián)互通接口，借助此接口可以實現(xiàn)各個TETRA系統(tǒng)間的互聯(lián)互通，能夠實現(xiàn)包括漫游注冊、系統(tǒng)間組呼、系統(tǒng)間個呼、系統(tǒng)間短消息、系統(tǒng)間越區(qū)切換、系統(tǒng)間調度等大部分常用功能。B-TrunC聯(lián)盟在V2標準規(guī)范中定義了比較完善的寬帶集群系統(tǒng)間互聯(lián)互通的技術規(guī)范，其中信令控制基于SIP協(xié)議，媒體傳輸基于RTP協(xié)議，并且定義了寬帶集群系統(tǒng)之間實現(xiàn)漫游注冊、系統(tǒng)間組呼、系統(tǒng)間個呼、系統(tǒng)間短消息、系統(tǒng)間越區(qū)切換、系統(tǒng)間調度、系統(tǒng)間視頻推送等常用功能。窄帶TETRA系統(tǒng)與寬帶B-TrunC系統(tǒng)之間實現(xiàn)互聯(lián)互通，從用戶功能側來看，主要實現(xiàn)如下幾個目標：寬帶終端和窄帶終端之間實現(xiàn)統(tǒng)一編號；寬帶終端和窄帶終端之間實現(xiàn)個呼語音、組呼語音、短數(shù)據(jù)互聯(lián)互通；寬帶系統(tǒng)和窄帶系統(tǒng)之間實現(xiàn)統(tǒng)一調度。

2.2 技術路線

寬窄融合系統(tǒng)的互聯(lián)互通通過從兩個層面實現(xiàn)，其具體的技術路線如下：

2.2.1 系統(tǒng)層面，通過融合網(wǎng)關實現(xiàn)寬窄系統(tǒng)互聯(lián)互通

通過開發(fā)融合網(wǎng)關設備，實現(xiàn)寬帶系統(tǒng)與窄帶系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。融合網(wǎng)關通過ISI接口與國產(chǎn)TETRA系統(tǒng)互聯(lián)互通，通過射頻饋線借助進口TETRA系統(tǒng)的基站，利用標準空口實現(xiàn)與進口TETRA系統(tǒng)互聯(lián)互通。同時融合網(wǎng)關通過B-TrunC的系統(tǒng)間接口實現(xiàn)與寬帶系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

2.2.2 調度層面，通過統(tǒng)一調度平臺實現(xiàn)融合調度

開發(fā)統(tǒng)一調度系統(tǒng)。統(tǒng)一調度借助窄帶系統(tǒng)的調度接口和寬帶系統(tǒng)調度D接口，在二者之上使用API代理，通過API代理為調度平臺提供統(tǒng)一的用戶訪問接口，實現(xiàn)用戶層面的統(tǒng)一調度。

3 具備的基礎條件

結合目前天津地鐵軌道交通的現(xiàn)狀，實現(xiàn)寬窄帶系統(tǒng)的融合互通，已具備如下幾個基礎條件。

（1）技術基礎：近年來國產(chǎn)自主化TETRA系統(tǒng)的成熟商用，已打破國外公司的技術壁壘，國產(chǎn)TETRA系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運行，證明國內(nèi)廠商已經(jīng)掌握了TETRA的關鍵技術。（2）工程基礎：TETRA系統(tǒng)在軌道交通中經(jīng)過多年的部署和商用，在線路延伸、換乘站、共線運營等場景有成熟的工程建設方案；B-TrunC系統(tǒng)經(jīng)過部分城市線路的部署實施，也逐步形成了完善的工程建設方案。基于上述條件，寬窄帶集群系統(tǒng)的融合互通也已經(jīng)具備了工程實施基礎。（3）線路基礎：天津地鐵目前現(xiàn)有線路和在建設線路仍然使用基于TETRA無線列調系統(tǒng)，因此寬窄帶集群系統(tǒng)的互聯(lián)互通課題的開展也具備了線路基礎。

4 預期研究成果及形式

通過寬窄融合專網(wǎng)無線系統(tǒng)應用項目實現(xiàn)目標：實現(xiàn)現(xiàn)有線路窄帶系統(tǒng)通過融合網(wǎng)關與寬帶系統(tǒng)互聯(lián)互通，提供包括系統(tǒng)間個呼、組呼、短數(shù)據(jù)和動態(tài)重組、派接等功能。

（1）經(jīng)濟效益。隨著技術的發(fā)展，寬帶系統(tǒng)具有部署成本低、功能豐富等優(yōu)勢，并日漸成為無線列調系統(tǒng)的建設趨勢，寬帶系統(tǒng)的部署可以降低無線列調系統(tǒng)的建設成本。通過實現(xiàn)寬窄系統(tǒng)的互通，可以最大限度地保護現(xiàn)有線路的窄帶系統(tǒng)建設投資，實現(xiàn)經(jīng)濟利益的最大化。

（2）社會效益。通過實現(xiàn)寬窄系統(tǒng)的互聯(lián)互通，不僅可以打破進口設備不開放系統(tǒng)間互聯(lián)接口的技術壟斷，提高地鐵設備的國產(chǎn)化率，更能改善運營效率，降低運維成本，提升現(xiàn)有無線列調系統(tǒng)的售后和服務質量。