針對城市軌道交通無線設備升級改造疑難點的探討

邰貴華

摘 要：為滿足西延線新增4個車站和1個停車場的接入需求，無線系統設備對既有線控制中心側的集群交換控制設備MSO更換新硬件、軟件升級為R09版本MSO的方式達到對全線設備的組網兼容、控制中心使用一個網管監控管理的作用;對既有線車站的基站MTS的軟件R07至R09版本升級的方式，進而匹配控制中心側的MSO，達到整體無線系統設備的升級改造。

關鍵詞：城市軌道交通;地鐵;無線;基站;升級改造

中圖分類號：TP311.52

引言

鑒于既有線無線設備運行年限長，故障頻發，西延工程將新設備接入原有系統，故此次升級改造采用與既有線相同的品牌摩托羅拉設備來替換MSO，經過前期的準備發現替換MSO、升級基站存在以下困難：（1）中心側改造影響范圍廣。近三年中心側誤告警發生較多，且施工時影響全線無線設備通訊，影響無線調度臺、車載臺和手持臺之間的通話。（2）車站側基站運行多年，健康狀況不穩定。故障數量呈逐年上升的趨勢，為后續基站軟件升級帶來巨大的風險和挑戰。

一、升級改造的現狀和困難

1.升級改造的現狀

既有線通信專業無線通信系統采用Motorola Dimetra IP緊湊式/可擴展TETRA數字集群系統，使用頻率在800MHz頻段。

既有線專用無線系統MSO接入既有線26座車站、車輛段、停車場共計28個雙載頻基站及6套調度臺，通過E1接口與控制中心集群交換設備相連。

擬在西延線的五個站點設置5套集群基站，升級改造完成后實現全線車站、區間、停車場共計33個雙載頻基站的無線信號覆蓋。

2.升級改造的困難

設備老化，運行年限長。自2010年既有線開通以來，至2020年控制中心處MSO已使用十年。

MSO、基站設備故障頻發，且硬件、軟件還有鏈路故障數量均有上升趨勢。基站的健康狀態不穩定，為此工作人員制定基站風扇的深度除塵工作方案，然而經過此項工作后設備故障發生頻率居高不下。

設備運行不穩定，不乏出現影響行車安全的較大故障。例如19年6月12日停車場無線基站故障、20年3月21日新街口站MTS載頻1、MTS載頻2、MTS基站和鏈路故障、20年6月18日集慶門大街MTS電源組件2，MTS風扇組件2，MTS控制器數據端口1，MTS載頻2告警等嚴重告警故障。

二、無線設備割接

1.控制中心側MSO割接

本次割接成功后將徹底廢棄原MSO R07，新MSO R09將負責處理既有線及西延線的專網無線業務。為了能完成割接，需要將所有涉及到的設備在新建MSO上進行測試，并分步割接。

基站割接入到MSO，實際操作為將原MUX上的IO板通過更換網線割接至R09以及返回R07。每塊IO板共承載7個基站，既有線共28個基站，共由4塊IO板承載業務。由于調度臺和二次開發是運行在R09上的，可以在模擬割接之前就將其準備好。

基于前期的測試結果，我們可以將正式割接的風險降到最低。正式割接時，基站、調度臺將同步進行。基站割接是利舊，將原基站和鏈路接入新MSO;調度臺割接是新增，將調試好的調度臺安裝在舊調度臺旁邊，割接開始后，利用舊的傳輸通路接入新MSO。割接步驟如下：

（1）將原28個基站鏈路連接至新MSO交換機，查看基站能否進入廣域集群模式、提前進入車輛段、停車場的準備調度臺割接;

（2）查看各個API接口工作狀態，將大廳行調1及停車場、車輛段調度臺更換為新調度臺，進行調度臺和終端呼叫測試;

（3）割接剩余調度臺并測試，割接二開網管、原裝網管。

在MSO割接過程中，為了驗證即有基站和新購調度臺可以接入新版MSO，需要對舊基站和新購調度臺進行接入性測試，以驗證新MSO可以順利接管。

2.車站側基站版本升級

升級前將對基站狀態進行檢查，確認狀態正常保證正式升級。檢查內容包括：

（1）通過Zone Watch軟件，檢查基站的運行狀態，以及呼叫活動;

（2）遠程登錄基站，檢查基站的工作狀態：檢查TSC的工作狀態;檢查BR的工作狀態。

基站升級第一階段，基站固件升級將在控制中心通過網絡管理終端（NMT）進行操作：通過NMT把MTS設備的R09固件和配置文件上傳至基站的主用TSC中的過渡存儲位置，然后通過將主用TSC的升級應用軟件和配置文件復制至備用TSC板卡，重啟進行主備切換后完成整個基站的軟件升級至R09，完成功能驗證測試。此項內容可在列車停運前開展，是正式升級的準備工作。

基站升級第二階段，分四天對既有線的28個基站進行升級。每日的工作步驟相同：升級第一步，在網管終端通過SWDL軟件將基站升級所需用到的軟件和配置文件提前下發至各基站的主用TSC板卡。第二步，將主用TSC的升級應用軟件和配置文件復制至備用TSC板卡，重啟備用TSC后新版本軟件和配置文件生效;第三步，重啟主用TSC板卡將主用TSC切換至之前已升級生效的備用TSC板卡，確認工作運行狀態;第四步，再次進行主備TSC切換，完成如下功能驗證測試：測試各終端（手持臺、固定臺）功能驗證。每日升級完成后，安排專門的工程師和工作人員跟車保障和功能測試，第四天解決遺留的問題。

三、升級改造的管控措施與經驗分享

1.升級前的準備工作

針對更換MSO影響范圍廣的風險，在MSO正式割接前，工作人員進行了模擬割接測試。模擬測試割接主要思路是將部分正線運行的基站接入新MSO中以確認正線基站割接正常，并與割接進來的新調度臺進行呼叫和基礎功能測試，測試完成后并退回，確保正式割接前順利進行。如模擬結果在預想范圍之內，則正式割接將在計劃之內實施。

針對基站組件存在著故障隱患的問題，對全線28個基站的檢查發現存在3個基站的主備TSC網絡不通的情況。主備TSC之間有253和254兩個網絡通道，三個車站均存在一個網絡通道不通的情況，設備運行正常但影響基站的版本升級。初步判斷為主備控制器互連物理端口存在問題，基站控制器集成度高無法單獨更換物理端口，后通過更換基站控制器TSC的方式故障恢復。

2.升級中的應急措施

在基站升級過程中，突發同頻干擾的故障。讓工作人員更加注意到需掌握施工前、后的數據、狀態、性能的對比，避免故障的發生。

摩托羅拉工程師在油坊橋站集群基站軟件升級完成后，誤將該基站的頻率配置成油坊橋停車場的基站頻率，油坊橋站和油坊橋停車場的集群基站處于相同頻率收發射頻信號，經過兩臺基站覆蓋重疊區域的無線電臺會因為同頻干擾原因失去通話功能。導致凌晨油坊橋停車場多列電客車上正線運行過程中，無線車載臺和無線手持臺同時無法通話，影響列車上線過程中司機與行車調度員通話。

后經過故障處理人員修改油坊橋停車場集群基站頻率參數后故障恢復，經過工作人員的跟車功能驗證，各項通話呼叫功能正常、設備運行正常。

3.升級后的管控措施

升級改造完成后，對無線設備進行功能驗證。地鐵工作人員制定了完善的功能測試表格，包括調度臺、車載臺和手持臺之間的單呼、組呼等通話功能、短消息功能、調度臺權限切換、正線區域場強測試等功能驗證。工作人員分別在控制中心和車輛段使用無線設備進行測試，待列車上線運行時跟車從場段出發，列車在正線時進行呼叫通話測試，確保設備的運行正常。

同時安排技術工程師對設備保障24小時。人員分別在控制中心、車輛段、停車場和正線車站等地駐守，目的是確保設備在升級改造后運行平穩，一旦出現異常情況，有技術人員能夠立即趕到現場進行故障處理，最短時間內恢復設備的正常運行。

四、結語

經過克服中心側MSO和車站側基站設備老化、故障頻發的難題，面對西延線設備接入的困難，同時處理過程中同頻干擾故障，工作人員都及時開展準備工作和處理應對措施，最大效率的減少故障對運營的影響。此次過程中遇到的困難是典型、突出的疑難點，作為地鐵事業工作者要不斷總結和思考，更好的為地鐵通信專業同類型設備的升級改造提供寶貴的經驗。

參考文獻：

[1]淺析地鐵集群專用無線通信系統[J].黃鶴.科技創新與應用.2015（29）.

[2]地鐵控制中心調度大廳專用無線通信系統信號覆蓋優化[J].肖威.鐵路通信信號工程技術.2021（05）.