叢黎偉

（北京京城地鐵有限公司，北京 100020）

0 引 言

通信系統(tǒng)是確保城市軌道交通正常運營的重要一環(huán)，因此其質(zhì)量、功能等要素需要相關(guān)單位形成高度的關(guān)注。就目前的實際情況來看，城市軌道交通通信系統(tǒng)的使用年限通常在10～15年左右，但隨著相關(guān)技術(shù)的不斷改進(jìn)和更新，以往的通信系統(tǒng)設(shè)備已經(jīng)越來越難以適用于現(xiàn)階段的軌道交通運營，對其實施改造升級成為必然。

1 城市軌道交通通信系統(tǒng)改造升級的原因

現(xiàn)階段城市軌道交通通信設(shè)備的改造升級原因通常包括設(shè)備使用年限、技術(shù)發(fā)展、服務(wù)質(zhì)量、運力運量以及線路建設(shè)等。

（1）由于城市軌道交通通信設(shè)備在使用年限方面是固定的，當(dāng)超過使用年限之后，相關(guān)設(shè)備往往難以滿足實際的運營需求，因此需要針對其實施改造和升級。

（2）從技術(shù)的角度來看，部分設(shè)備盡管其仍然處于使用壽命之內(nèi)，但相關(guān)城市的軌道交通在運營過程中需要更為先進(jìn)的通信技術(shù)，導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備難以有效地應(yīng)用于現(xiàn)階段的軌道交通運營之中。

（3）從城市軌道交通的服務(wù)運營質(zhì)量層面來看，當(dāng)相關(guān)城市的軌道交通線路具有較強的服務(wù)質(zhì)量提升需求，而現(xiàn)階段的部分設(shè)備無法滿足這一需求的情況下，則有必要對設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行升級，如自動售票及檢票技術(shù)能夠促進(jìn)軌道交通系統(tǒng)在整體的運營服務(wù)質(zhì)量方面得到有效的提升。為了適應(yīng)這一需求，不僅需要對現(xiàn)階段的各類設(shè)備進(jìn)行改造，也需要對傳輸系統(tǒng)進(jìn)行改造，從而保障信號的有效傳輸。

（4）在我國城市化的大背景下，城市人口也呈現(xiàn)出較為顯著的增長趨勢，人們對軌道交通的需求也逐漸增大。為了保障軌道交通的運力能夠滿足城市發(fā)展需求，相關(guān)地區(qū)有必要進(jìn)行一定程度的軌道交通通信系統(tǒng)升級改造。

從上述的情況來看，軌道交通通信系統(tǒng)的升級改造是城市發(fā)展過程中的必然，同時具體的改造原因通常也較為多樣化，在實施改造升級的過程中有必要把握具體的原因，擬定針對性的改造方案[1,2]。

2 傳輸系統(tǒng)的兼容性問題

在當(dāng)前的城市軌道交通通信系統(tǒng)升級改造的過程中，為了降低成本，相關(guān)的工作往往是在既往通信系統(tǒng)設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行其他新技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)對設(shè)備功能的拓展與升級，一方面能夠降低改造升級工作的成本消耗，另一方面也能夠保障改造升級工作的效率。但同時需要認(rèn)識到的是，在進(jìn)行設(shè)備的改造升級過程中難以保證對同一品牌產(chǎn)品的長期應(yīng)用，且相關(guān)產(chǎn)品和系統(tǒng)具有較為快速的更新?lián)Q代時間，不同階段、廠商的產(chǎn)品通常難以有效兼容，最終將極大地影響到城市軌道交通通信系統(tǒng)改造升級的質(zhì)量，不利于城市軌道交通的正常穩(wěn)定運營[3,4]。在面對兼容性問題的過程中，相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)重視對產(chǎn)品的辨識與選擇，減少產(chǎn)品和系統(tǒng)之間的接口，從而推動相關(guān)產(chǎn)品的可靠性得到提升。

以現(xiàn)階段城市軌道交通傳輸系統(tǒng)的改造與升級為例，為了確保相關(guān)系統(tǒng)具有較強的兼容性，在進(jìn)行改造的過程中如果進(jìn)行同品牌的設(shè)備使用，則可以根據(jù)實際情況在控制中心進(jìn)行傳輸設(shè)備的增設(shè)，將增設(shè)的傳輸設(shè)備與當(dāng)前所采用的設(shè)備以同步傳輸模塊N級（Synchronous Transport Module Level N，STM-N）光接口進(jìn)行互通，從而可以在一定程度上保證系統(tǒng)兼容性。而如果相關(guān)改造工作之中，相關(guān)單位由于客觀因素影響而無法選用同品牌和同規(guī)格的設(shè)備，在進(jìn)行改造升級的過程中則需要根據(jù)情況重新制定兼容方案。以分組傳送網(wǎng)（Packet Transport Network，PTN）設(shè)備和多業(yè)務(wù)傳送平臺（Multi-Service Transport Platform，MSTP）設(shè)備的兼容和互聯(lián)為例，通過將軌道交通的各個站點業(yè)務(wù)在控制中心落實方案，保證各個站點業(yè)務(wù)相互之間保持相對的獨立，從而可以在一定程度上起到保證兼容的作用，然而這這種方法之下也存在不利于故障定位、排除移機設(shè)備的日常維護等劣勢。

兩種互聯(lián)方案的優(yōu)缺點如表1所示。而通過PTN內(nèi)置同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）網(wǎng)關(guān)單板的方式，則能夠確保整體的管理、維護等工作的有效統(tǒng)一，但該技術(shù)當(dāng)前仍然處在發(fā)展階段。此外也可以應(yīng)用基于SONET/SDH的包交換（Packet Over SONET/SDH，POS）單板透傳技術(shù)，該技術(shù)需要以PTN報文穿越SDH/MSTP中間網(wǎng)絡(luò)，PTN作為MSTP的客戶層，PYN層面實現(xiàn)端到端特性，遠(yuǎn)端需要采用相應(yīng)的設(shè)備來對報文進(jìn)行解封裝。整體而言，當(dāng)前在PTN與MSTP互聯(lián)的解決方案之中具有落地對接、POS透傳和PTN網(wǎng)關(guān)單板等一系列解決方案，相關(guān)方案在軌道交通的通信系統(tǒng)改造升級過程中各有優(yōu)勢，相關(guān)單位的改造升級工作需要針對實際的情況和需求來進(jìn)行具體落實。

表1 MSTP與PTN互聯(lián)方案的優(yōu)缺點對比

3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)兼容性問題

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是當(dāng)前軌道交通通信系統(tǒng)中的重要一環(huán)，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)設(shè)備、人員等的有效調(diào)配，從而保障城市軌道交通運營的有效性。但在現(xiàn)階段的視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造過程中，相關(guān)單位需要面對各個設(shè)備和系統(tǒng)平臺整體同一性不強的問題。由于相關(guān)系統(tǒng)與設(shè)備通常并非同一廠家提供，因此在實際改造階段這種問題往往較為突出，整體上不利于城市軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)的改造與升級。在這種情況下，相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)深入地分析現(xiàn)階段軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀，并制定與之對應(yīng)的改造方案。

就具體情況而言，在相關(guān)設(shè)備符合《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》（GB/T 28181—2011）的前提下，相應(yīng)的設(shè)備往往可以實現(xiàn)互聯(lián)，不需要制定過于復(fù)雜的解決方案。而在相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)之外的系統(tǒng)平臺要實現(xiàn)互聯(lián)目標(biāo)，則需要針對當(dāng)前的改造需求進(jìn)行與之相對應(yīng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備開發(fā)，依托設(shè)備來進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換和視頻流的轉(zhuǎn)換，達(dá)到兼容效果。對于監(jiān)控域，在保證兼容的前提下進(jìn)行改造的過程中，可以通過應(yīng)用開放型網(wǎng)絡(luò)視頻接口來進(jìn)行具體的兼容性改造，在這種方法之下，可以較為充分地保障末端設(shè)備，如視頻流、控制信令、配置數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的有效互通。為了解決改造之后視頻的解碼等問題，相關(guān)單位可以采取二次編碼技術(shù)等措施，針對存在不同協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的視頻流進(jìn)行編碼和解碼，實現(xiàn)良好的改造效果。

以實際的改造為例，如部分城市在解決新建車站與原有軌道交通車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)互通的過程中，可以依托會話初始協(xié)議（Session Initialization Protocol，SIP）網(wǎng)關(guān)的媒體網(wǎng)關(guān)、控制協(xié)議網(wǎng)關(guān)將新建車站的監(jiān)控終端、流媒體服務(wù)器、視頻服務(wù)器與解碼器，與原有車站的視頻服務(wù)器和流媒體服務(wù)器進(jìn)行互聯(lián)，在這種方式之下能夠保證相關(guān)視頻監(jiān)控系統(tǒng)最大程度的兼容，從而保障軌道交通的整體改造升級效果。城市軌道交通新增視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案如圖1所示。

圖1 城市軌道交通新增視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案

4 專用無線通信系統(tǒng)兼容性問題

現(xiàn)階段相關(guān)城市軌道交通在專用無線通信系統(tǒng)方面主要采用泛歐集群無線電調(diào)度系統(tǒng)或者長期演進(jìn)技術(shù)（Long Term Evolution，LTE）系統(tǒng)。這兩種產(chǎn)品屬于不同的廠商，在實際的改造過程中通常會面對系統(tǒng)之間的不兼容問題，尤其是泛歐集群無線電系統(tǒng)，相關(guān)廠家之間針對接口協(xié)議相互不開放，因此要實現(xiàn)兼容較為困難，現(xiàn)階段進(jìn)行互聯(lián)互通的主要解決措施是通過空中接口的方式來實現(xiàn)。要解決這一問題，相關(guān)單位在實施改造升級的過程中可以通過第三方在控制中心或線網(wǎng)中心進(jìn)行智能無線網(wǎng)關(guān)開設(shè)的方法來實現(xiàn)。從功能上來看，智能無線網(wǎng)關(guān)在實際的應(yīng)用過程中具有系統(tǒng)間的單呼組呼、短消息、緊急呼叫等功能。同時智能無線網(wǎng)關(guān)的組成也相對較為簡單，其組成設(shè)備主要包括相關(guān)的集群橋接中心和互聯(lián)網(wǎng)關(guān)等設(shè)備。其中集群橋接中心在實際的應(yīng)用過程中可以針對相應(yīng)的泛歐集群無線電用戶所具有的移動性進(jìn)行有效的管理，而當(dāng)相關(guān)用戶注冊至以往的系統(tǒng)之后，集群橋接中心則可以通過對新線交換中心傳輸?shù)耐ㄖM(jìn)行收取，從而了解到相關(guān)用戶進(jìn)入到其他網(wǎng)絡(luò)之中。在此基礎(chǔ)上，集群橋接中心則可以應(yīng)用用戶的號碼對用戶進(jìn)行登記，從而將用戶與系統(tǒng)之間的對應(yīng)關(guān)系和聯(lián)系進(jìn)行有效的構(gòu)建。而互聯(lián)網(wǎng)關(guān)則需要在對方基站服務(wù)信號所覆蓋的區(qū)域進(jìn)行有效的安裝，該設(shè)備在應(yīng)用過程中可以對相應(yīng)基站的信息進(jìn)行檢測，在對這些信息進(jìn)行全面檢測之后，則可以將其傳輸至集群橋接中心，從而實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的更新。在特定的情況下，互聯(lián)網(wǎng)關(guān)也可以將兩個系統(tǒng)之間的呼叫進(jìn)行對接。互聯(lián)網(wǎng)關(guān)在組成方面主要由相關(guān)的控制設(shè)備、泛歐集群反向信道機共同組成，其與橋接中心采用IP/E1連接，在這種方式之下與相關(guān)原有系統(tǒng)的基站作為不同系統(tǒng)之間的連接通道來發(fā)揮作用。

5 其他子系統(tǒng)的兼容問題

在現(xiàn)有的軌道交通通信系統(tǒng)之中，相關(guān)的子系統(tǒng)包括調(diào)度電話系統(tǒng)、公務(wù)電話系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)在推進(jìn)改造的階段通常也會面臨不同的兼容性問題。

（1）在專用電動電話系統(tǒng)的改造過程中，為了確保系統(tǒng)整體的兼容性，相關(guān)單位可以通過對軌道交通的控制中心和車站進(jìn)行相應(yīng)的主系統(tǒng)、分系統(tǒng)設(shè)置的方式來保證功能及兼容性的實現(xiàn)[5-7]。對于不同制式的系統(tǒng)實施改造的過程中，為了確保相關(guān)系統(tǒng)之間的有效互聯(lián)和兼容，相關(guān)單位可以采取增加調(diào)度服務(wù)器的方式來進(jìn)行互連。在進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)改造的過程中，由于調(diào)度電話系統(tǒng)所應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備在成本方面通常較為低廉，因此相應(yīng)的改造工作可以采取進(jìn)行全線設(shè)備更換的方式來實現(xiàn)改造的目標(biāo)。此外，也可以通過在新建設(shè)的軌道交通車站進(jìn)行相應(yīng)的交換機設(shè)置等方式確保對車站的有效調(diào)度。

（2）在公務(wù)電話系統(tǒng)改造的過程中，新增系統(tǒng)與原有的系統(tǒng)之間如果采用的設(shè)備是程控交換設(shè)備，則在改造過程中可以通過應(yīng)用2M數(shù)字中繼技術(shù)來確保相關(guān)系統(tǒng)之間的有效互聯(lián)。此外盡管相關(guān)單位當(dāng)前所使用的設(shè)備和系統(tǒng)有部分存在多個廠家所生產(chǎn)，軟交換電話系統(tǒng)也通常應(yīng)用SIP協(xié)議的情況，然而由于當(dāng)前相關(guān)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)化仍然處于統(tǒng)一和推進(jìn)的過程中，因此相關(guān)單位在改造階段針對調(diào)度業(yè)務(wù)功能和多媒體功能等仍然需要對接口進(jìn)行進(jìn)一步的標(biāo)準(zhǔn)化處理。

（3）在面對乘客信息系統(tǒng)改造方案的階段，相關(guān)單位和人員應(yīng)當(dāng)在改造升級的過程中對具體城市的情況進(jìn)行把握。針對當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)行了比較完善的線網(wǎng)編播中心建設(shè)的城市，在改造過程中需要進(jìn)行對IP地址、直播補包等工作的統(tǒng)一規(guī)劃和部署，同時在實施改造的過程中也需要對相關(guān)城市正在使用的信號系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)等的接口進(jìn)行全面考量，充分保障兼容性[8-10]。

6 結(jié) 論

隨著城市的不斷發(fā)展，城市軌道交通的重要性日益凸顯，以往所使用的城市軌道交通通信系統(tǒng)在有效性和安全性等方面已經(jīng)難以充分滿足實際需求。針對這種現(xiàn)象，相關(guān)單位需要采取合理的措施對現(xiàn)階段的城市軌道交通通信系統(tǒng)進(jìn)行改造。該過程中需要認(rèn)識到，受客觀因素的影響，相關(guān)軌道交通通信設(shè)備在型號、品牌等方面會存在較大的兼容性問題，為了防范其可能對實際工作開展造成的影響，相關(guān)單位在工作之中必須對實際情況進(jìn)行有效把握，并采取針對性措施進(jìn)行軌道交通通信設(shè)備的優(yōu)化升級。