張賀

摘要：無線通信網(wǎng)絡(luò)所提供的業(yè)務(wù)朝著數(shù)字化、智能化和全球化方向發(fā)展，為了有效解決傳統(tǒng)運(yùn)維中存在的問題，應(yīng)充分利用智能感知、大數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)云互聯(lián)等新技術(shù)，整合關(guān)鍵系統(tǒng)技術(shù)資源，對城市軌道交通各核心系統(tǒng)智能技術(shù)加大研究，加大產(chǎn)品開發(fā)、運(yùn)維及管理模式創(chuàng)新力度。文章通過分析地鐵既有線路存在的問題，提出了優(yōu)化方案，并對LTE調(diào)度系統(tǒng)在與TETRA系統(tǒng)合路之間的接口進(jìn)行闡述，并提出了一些量化的建議。

關(guān)鍵詞：軌道交通；通信系統(tǒng)；無線智能視信系統(tǒng)

中圖分類號：TN914文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

目前，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，對于地鐵這樣的現(xiàn)代化軌道交通系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助管理更是勢在必行。為滿足生產(chǎn)運(yùn)營以及城軌用戶的需求，需要對相應(yīng)的功能進(jìn)行必要的二次開發(fā)，以保障通信業(yè)務(wù)應(yīng)用正常。無線智能視信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)使用區(qū)域包括車輛段、停車場及沿線各正線車站與區(qū)間。

1 無線智能視信系統(tǒng)構(gòu)成

無線智能視信系統(tǒng)主要由中心設(shè)備（包括多媒體調(diào)度服務(wù)器、智能視信操作臺、網(wǎng)關(guān)設(shè)備等）和設(shè)置在車站、車輛段/停車場的手持臺等設(shè)備構(gòu)成。中心設(shè)備之間通過通信IP網(wǎng)絡(luò)連接；多媒體調(diào)度服務(wù)器通過TETRA網(wǎng)關(guān)和電話網(wǎng)關(guān)分別與TETRA系統(tǒng)和公務(wù)電話系統(tǒng)互聯(lián)；中心設(shè)備和無線終端（手持臺）之間通過信號系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（DCS）連接。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

項(xiàng)目采用的寬帶集群系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：使用1.8G專用頻點(diǎn)；專用無線通信系統(tǒng)須完全滿足基于LTE技術(shù)的寬帶集群通信（B-TrunC）系統(tǒng)的相關(guān)要求；系統(tǒng)滿足控制中心智能視信指揮人員、沿線各站的車站值班員和移動工作人員（值班人員、客服、安防人員）以及列車司機(jī)的需求；滿足維修作業(yè)人員等的語音通話、視頻通話和短信息通信需求。語音通話、視頻通話等功能使用LTE寬帶集群技術(shù)實(shí)現(xiàn)，其中語音用戶采用基于LTE-M規(guī)范的方案；系統(tǒng)構(gòu)成能滿足本項(xiàng)目控制中心智能視信指揮人員、沿線各站的車站值班員和移動工作人員（值班人員、客服、安防人員）以及運(yùn)行線路上的列車司機(jī)的需求；維修作業(yè)人員等無線各子系統(tǒng)通話的相互獨(dú)立，使其在各自的通話組內(nèi)的通信操作互不妨礙，服務(wù)質(zhì)量高、接續(xù)時(shí)間短、信令系統(tǒng)先進(jìn)，可靈活實(shí)現(xiàn)多級分組［1］。

2 系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求

需要10 MHz（1 790 MHz～1 800 MHz）頻點(diǎn)用于綜合承載網(wǎng)絡(luò)，頻點(diǎn)分配方式和業(yè)務(wù)承載內(nèi)容如表1所示。

3 無線智能視信系統(tǒng)功能

3.1 系統(tǒng)服務(wù)用戶

系統(tǒng)業(yè)務(wù)中的通話業(yè)務(wù)包括專用無線通信系統(tǒng)，可支持但不限于以下用戶之間的通話功能：智能視信指揮人員與車站值班人員、安防人員、客服人員、維修作業(yè)人員之間的語音組呼、語音單呼、短信息；維修作業(yè)人員之間的語音組呼、語音單呼、短信息；智能視信指揮人員與維修作業(yè)人員之間的實(shí)時(shí)視頻通話；車站值班員與車站內(nèi)移動人員之間的組呼、語音單呼、短信息；車站安防人員之間的組呼、語音單呼、短信息、實(shí)時(shí)視頻通話；車站客服人員之間的組呼、語音單呼、短信息；車站值班人員對站內(nèi)移動人員的廣播呼叫；列車司機(jī)無須手動轉(zhuǎn)組即可發(fā)起對當(dāng)前車站內(nèi)客服人員和車站值班員的組呼［2］。

編組編號業(yè)務(wù)中的編組功能主要是指系統(tǒng)用戶號碼（個(gè)呼、組呼、全呼 ）可根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行分配；自動電話用戶和移動用戶之間的通話可通過中繼轉(zhuǎn)接和調(diào)度臺轉(zhuǎn)接兩種方式實(shí)現(xiàn)，具體分配方案在設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)時(shí)確定。本系統(tǒng)具有靈活的編組功能，可根據(jù)地鐵不同的部門和不同的業(yè)務(wù)編成多個(gè)通話組，將相互之間需要通話的用戶編成不同的通話小組，每個(gè)用戶可同時(shí)編入多個(gè)通話組，通話組可按大組、中組、小組等形式編制。操作者通過調(diào)度臺對終端隨時(shí)進(jìn)行編組，也可隨時(shí)對已有群組進(jìn)行修改?？梢跃幹频幌抻谝韵峦ㄔ捊M：系統(tǒng)可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)編成多個(gè)通話組，將相互之間需要通話的用戶編成不同的通話組，每個(gè)用戶可同時(shí)編入多個(gè)通話組。需要但不限于以下小組：智能視信指揮人員與各維修小組通話組；車站值班員與本站客服人員通話小組；車站值班員與本站安防人員通話小組；車站值班員與本站移動工作人員通話小組；應(yīng)急與其他備用通話組。本系統(tǒng)可根據(jù)具體運(yùn)營需求，在滿足系統(tǒng)配置要求的前提下，靈活調(diào)整分組。

視頻業(yè)務(wù)主要是指無線智能視信系統(tǒng)業(yè)務(wù)支持視頻監(jiān)控、終端視頻上傳、視頻分發(fā)、視頻聯(lián)動等視頻業(yè)務(wù)。

3.2 系統(tǒng)功能

3.2.1 秘密呼叫（點(diǎn)呼）

秘密呼叫是一種包括群用戶之間、集群用戶與調(diào)度臺用戶之間、調(diào)度臺用戶之間可發(fā)起一對一的選擇呼叫。私密呼叫是點(diǎn)到點(diǎn)全雙工通信，當(dāng)處于私密呼叫中，僅通話雙方可以聽到通信內(nèi)容。集群用戶和調(diào)度臺用戶也可發(fā)起私密呼叫，系統(tǒng)將會為此私密呼叫分配無線業(yè)務(wù)資源。另外，點(diǎn)對點(diǎn)全雙工呼叫的應(yīng)用場景包括：組號對于緊急呼叫、終端緊急呼叫調(diào)度員，無須撥號，采用全雙工方式；點(diǎn)對點(diǎn)全雙工對講，調(diào)度員與用戶、用戶之間可進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的語音呼叫。

3.2.2 話音廣播功能

廣播呼叫是調(diào)度臺發(fā)起的點(diǎn)到多點(diǎn)呼叫，廣播呼叫的呼叫對象為系統(tǒng)內(nèi)或者指定區(qū)域內(nèi)全體成員，分為全網(wǎng)廣播組和區(qū)域廣播組。廣播呼叫無須用戶簽約，指定區(qū)域內(nèi)用戶均能接收廣播呼叫。通過廣播呼叫，調(diào)度員可呼叫系統(tǒng)內(nèi)或者指定區(qū)域內(nèi)的全體集群用戶。其具體功能包括：全網(wǎng)廣播組對象指網(wǎng)內(nèi)全體用戶，只允許有一個(gè)全網(wǎng)廣播組；區(qū)域廣播組表示一定區(qū)域范圍內(nèi)的用戶，區(qū)域廣播組的范圍通過基站列表（eNB List）劃定。區(qū)域廣播組開戶時(shí)可通過選擇基站名或基站ID列表劃定范圍；區(qū)域廣播組可以存在多個(gè)，各個(gè)區(qū)域廣播組開戶時(shí)要求區(qū)域不能重疊；廣播呼叫的優(yōu)先級僅次于緊急呼叫。廣播呼叫發(fā)起后，空閑或當(dāng)前監(jiān)聽群組優(yōu)先級低于廣播呼叫的集群用戶，均被立刻拉入接聽廣播呼叫。全網(wǎng)廣播組的優(yōu)先級高于區(qū)域廣播組；在廣播呼叫過程中，只能發(fā)起廣播呼叫的用戶才有上行數(shù)據(jù)資源，其他用戶不能申請上行資源。廣播呼叫只有調(diào)度員具有廣播呼叫的發(fā)起權(quán)限，廣播呼叫不可搶權(quán)，僅發(fā)起者擁有話權(quán)；廣播組不在用戶界面顯示，用戶無法發(fā)起廣播組呼叫，僅在調(diào)度員發(fā)起廣播呼叫在終端顯示呼叫為廣播。廣播呼叫發(fā)起后，終端PTT鍵禁用，不允許發(fā)起搶權(quán)。

3.2.3 視頻回傳功能

終端可以將拍攝的視頻通過LTE無線網(wǎng)絡(luò)回傳到調(diào)度臺，視頻回傳業(yè)務(wù)可由調(diào)度臺主動發(fā)起，也可由終端主動發(fā)起，視頻伴音可由用戶設(shè)置打開或者關(guān)閉。

3.2.4 視頻分發(fā)功能

可支持調(diào)度臺將視頻分發(fā)至指定的終端。調(diào)度臺可以選擇一路視頻，向指定的一個(gè)或多個(gè)終端（終端包括調(diào)度臺、手持終端、解碼器等各種顯示實(shí)體）進(jìn)行分發(fā)。用戶接收分發(fā)視頻后，可以對視頻進(jìn)行播放，并可對伴音選擇是否關(guān)閉。

3.2.5 動態(tài)重組功能

可利用智能視信操作臺對通話組或用戶進(jìn)行重組，動態(tài)重組功能是通過在空中接口向移動臺發(fā)送信息來實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)管理員可配置動態(tài)重組的群組優(yōu)先級。動態(tài)重組使得一個(gè)或多個(gè)無線用戶可以加入一個(gè)通話組或從一個(gè)通話組刪除，系統(tǒng)僅向目標(biāo)無線用戶機(jī)發(fā)送一次命令，并等待目標(biāo)無線終端的反饋。

3.2.6 與TETRA互通功能

支持系統(tǒng)集群用戶通過集群網(wǎng)關(guān)（外接車臺）方式與外部Tetra系統(tǒng)用戶之間的組呼業(yè)務(wù)。其特性包括：通過配置集群網(wǎng)關(guān)方式（外接車臺）實(shí)現(xiàn)與Tetra系統(tǒng)的互通；支持將Tetra用戶加入LTE專網(wǎng)內(nèi)的群組呼叫；支持Tetra用戶發(fā)起在LTE專網(wǎng)內(nèi)的群組呼叫；支持Tetra用戶進(jìn)行話權(quán)搶權(quán)或釋放功能；支持在通信車安裝［3］。

3.2.7 二次開發(fā)功能的運(yùn)用

地鐵運(yùn)營系統(tǒng)是一個(gè)專用系統(tǒng)，具有專用系統(tǒng)特殊的一些功能需求。目前，計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，對于地鐵這樣的現(xiàn)代化軌道交通系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助管理更是勢在必行。為滿足生產(chǎn)運(yùn)營需求所提出的二次開發(fā)功能（如：車站移動人員巡檢打卡、客運(yùn)服務(wù)信息下達(dá)、場段運(yùn)營工班報(bào)修派工單的下發(fā)及完成后提交等），設(shè)備應(yīng)采用開放式操作系統(tǒng)和軟件平臺，支持業(yè)務(wù)的應(yīng)用擴(kuò)展，并開放相應(yīng)邊界接口與協(xié)議供招標(biāo)人用于系統(tǒng)開發(fā)。無線通信網(wǎng)絡(luò)所提供的業(yè)務(wù)朝著數(shù)字化、智能化和全球化方向發(fā)展，為了有效解決傳統(tǒng)運(yùn)維中存在的問題，應(yīng)充分利用智能感知、大數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)云互聯(lián)等新技術(shù)，整合關(guān)鍵系統(tǒng)技術(shù)資源，對城市軌道交通各核心系統(tǒng)智能技術(shù)加大研究，加大產(chǎn)品開發(fā)、運(yùn)維及管理模式創(chuàng)新力度。

3.2.8 錄音功能

錄音功能主要指在中心部署錄音服務(wù)器。錄音服務(wù)器配置兩塊網(wǎng)卡，其中一塊網(wǎng)卡通過交換機(jī)與多媒體調(diào)度機(jī)連接，交換機(jī)上設(shè)置端口鏡像，將多媒體調(diào)度機(jī)控制信令及音頻流鏡像至錄音服務(wù)器。錄音服務(wù)器解析控制信令，并根據(jù)控制信令編碼存儲音頻流數(shù)據(jù)。錄音服務(wù)器另一網(wǎng)卡連接錄音操作臺，錄音操作臺通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)取錄音服務(wù)器內(nèi)錄音文件并回放。

3.2.9 網(wǎng)管功能

作為集成統(tǒng)一的綜合管理平臺，支持對寬接終端、基站、核心網(wǎng)、調(diào)度機(jī)、用戶和設(shè)備管理平臺、錄音錄像服務(wù)器、端到端加密代理服務(wù)器等集群網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的集中管理［4］。支持其他或第三方設(shè)備的邏輯視圖，形成統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)視圖。網(wǎng)元設(shè)備管理體系包括拓?fù)涔芾怼⑴渲霉芾?、性能管理、故障管理、軟件管理、許可證管理、安全管理、系統(tǒng)管理、寬接終端管理、日志管理、設(shè)備巡檢等；業(yè)務(wù)功能能夠在傳統(tǒng)的系統(tǒng)功能、設(shè)備管理基礎(chǔ)上，提供寬接終端管理。從設(shè)備管理、寬接終端管理多個(gè)角度支撐專網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的管理與使用。系統(tǒng)支持不同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的管理方案，滿足各類網(wǎng)絡(luò)管理需求，可通過預(yù)置及預(yù)留等接口，向第三方對接網(wǎng)管上報(bào)設(shè)備資源、告警、網(wǎng)元性能文件、網(wǎng)元配置文件、配置文件等信息。另外，網(wǎng)管功能能夠用于對網(wǎng)元生成的性能數(shù)據(jù)（話統(tǒng)數(shù)據(jù)）進(jìn)行管理，即對TD-LTE專網(wǎng)網(wǎng)元性能業(yè)務(wù)的集中管理；故障管理主要是指告警管理。對網(wǎng)絡(luò)中所有網(wǎng)元的告警進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，了解告警級別、類型、原因，并及時(shí)處理故障告警；軟件管理用于對網(wǎng)元的軟件、補(bǔ)丁、文件以及許可證進(jìn)行集中管理；安全管理主要是對用戶和用戶組的權(quán)限管理，以保證系統(tǒng)的安全性。終端管理實(shí)現(xiàn)對終端設(shè)備進(jìn)行集中管理，包括終端軟件管理、終端呼叫日志采集和管理、終端配置等功能；日志管理記錄網(wǎng)管上的操作及安全信息日志，遠(yuǎn)端采集網(wǎng)元和終端設(shè)備的日志文件；設(shè)備巡檢支持任務(wù)式的對網(wǎng)元進(jìn)行巡檢和調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，從而主動規(guī)避網(wǎng)絡(luò)故障。

4 結(jié)語

通過對現(xiàn)階段無線通信系統(tǒng)在城市軌道中的應(yīng)用及發(fā)展進(jìn)行深入分析可以看出，無線通信系統(tǒng)研發(fā)對于未來城市交通規(guī)劃及發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，并且有著廣闊的發(fā)展前景。其中，無線智能視信系統(tǒng)以1.8 GHz頻段的LTE調(diào)度系統(tǒng)做載體，后續(xù)隨著技術(shù)日新月異的發(fā)展，可以逐漸替代目前主流地鐵無線通信TETRA調(diào)度系統(tǒng)，對未來軌道運(yùn)營的智慧化、智能化、人性化、安全性、穩(wěn)定性起著積極的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

［1］肖旭慧.城市軌道交通信號系統(tǒng)新技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望研究［J］.運(yùn)輸經(jīng)理世界，2022（14）：89-91.

［2］安永新.城市軌道交通無線通信系統(tǒng)中TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)的運(yùn)用研究［J］.數(shù)字通信世界，2020（4）：178.

［3］張強(qiáng).無線通信技術(shù)在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.科技資訊，2018（11）：23-24.

［4］高志勇.城市軌道交通通信系統(tǒng)的應(yīng)用模式及功能研究［J］.電腦樂園，2022（4）：175-177.

（編輯 王雪芬）