地铁轻轨项目通信系统局部整合方案探讨解析

地铁轻轨项目通信系统局部整合方案探讨 地铁轻轨项目通信系统一般包括传输、无线通信(含专用无线通信、公众无线通信引入、公安消防无线通信)、公务通信、专用通信、电视监视、广播、时钟、乘客资讯、通信电源及接地、通信设备集中监测告警(含光纤监测、动力环境监测等)等子系统，为适应地铁轻轨运输效率、保证行车安全、提高现代化管理水平和传递语音、数据、图像和文字等各种信息的需要，通信系统应保证系统可靠、功能合理、设备成熟、技术先进和经济实用。此外，在保证系统功能的情况下，通信系统构成还应尽量简单、清晰，减少系统接口，增加集成度及可靠性。在系统结构和设备选型方面，应具有良好的可扩充能力，便于根据业务发展的需要对系统进行调整与扩充，增强可维护性。 随着通信和信息化技术的快速发展，通信各子系统新的实现方案也必将层出不穷，专用通信与公务通信，时钟与乘客资讯进行适当的系统整合，正是上述功能需求的良好体现。 1专用通信与公务通信系统整合 1.1专用通信系统功能要求 专用通信系统是为控制中心调度员、车站、车辆段、停车场的值班员组织指挥行车、运营管理及确保行车安全而设置的专用通信系统设备。专用通信系统主要包括调度电话、站间行车电话、站段内直通电话以及区间电话。其主要功能如下: (1)调度电话系统 调度电话系统是供控制中心调度员(列调、电调、环调、维修调等)与各车站、车辆段、停车场值班员以及与办理行车业务直接有关的工作人员进行调度通信之用。调度电话应满足以下要求: 1)调度总机应能对分机进行选呼、组呼、全呼，任何情况下均不能发生阻塞。 2)分机对总机进行一般呼叫和紧急呼叫。 3)调度总机与分机间呼叫通话，分机间不允许通话。 4)各调度总机之间具有台间联络功能。 5)调度总机能显示分机呼叫号码，区分呼叫类别，对双方通话进行录音。 (2)站(段)内直通电话 车站内直通电话供行车值班室或站长与本站内运营业务有关人员进行通话联系之用。车辆段及停车场直通电话可根据工作性质分为:行车指挥电话、乘务运转电话、段内调度指挥电话和车辆检修电话等。站(段)内直通电话为一点对多点的辐射式集中电话系统。其功能要求如下: 1)应能满足车站值班员、车辆段和停车场信号楼值班员、车辆段运转值班员、列检值班员、信号维修值班员等与本站(段)有关部门构成直通电话。 2)只允许值班员与分机相互呼叫通话，分机间不允许通话。 (3)站间行车电话 站间行车电话是保证安全行车的专用通信设备，供相邻车站值班员间办理有关行车业务联系。在其回线上不得连接其它电话，应能保证相邻站值班员无阻塞的直达通话。 (4)区间电话 区间电话的作用是供司机和区间维修人员与邻站值班员及相关部门联系通话。 1.2整合方案 传统的设计方案是公务通信与专用通信分系统设置，公务通信采用数字程控交换机，专用通信采用数字专用通信系统或专用数字调度程控交换机，采用数字专用通信系统实现地铁轻轨专用通信功能是天津地铁1号线等多条地铁轻轨项目所采用的方案。该方案功能全面，可完成调度通话、站间行车电话、站内局部电话以及区间电话功能;系统可靠性高，采用环状2Mb/s通道连接，作到了通道的迁回保护功能，且节省传输通道资源，一条地铁轻轨线一般仅需2个2Mb/s通道。目前，铁路的专用通信系统均采用此方案，技术成熟，具有丰富的工程及开通经验。 系统整合主要是利用公务通信交换机实现地铁轻轨专用通信功能，结合专用通信系统上述具体的功能需求，可选实施方案有如下两个。 方案一:利用公务通信系统设置的数字程控交换机独立实现地铁轻轨专用通信功能。 目前，地铁轻轨公务通信系统所设置的数字程控交换机均具有强大的功能，能提供丰富的业务。在公务交换机基础上增加部分板卡并对软件进行必要修改便可实现地铁轻轨专用通信的大部分功能。采用数字程控交换机加远端模块的方式，在控制中心设置数字程控交换机，在车站、车辆段、停车场处设置远端模块。中心各调度台直接接入中心数字程控交换机，各站段调度分机、站段内直通电话、站间行车电话及区间电话均接入相应的远端模块。各调度分机与其所属调度总机设置为热线电话，调度分机摘机即可与调度总机通话。为了满足调度需要，调度总机需采用数字话机。站段内各直通电话分机、区间电话与站段值班员处直通电话总机间也设置为热线电话，直通电话分机及区间电话摘机即可与直通电话总机通话。站间行车电话采用数字话机，通过按键可以选择与相邻的车站中的任意一个通话。 方案二:在公务通信系统设置的数字程控交换机基础上增加调度服务器，共同实现地铁轻轨专用通信功能。 采用数字程控交换机加远端模块的方式，在控制中心设置数字程控交换机，在车站、车辆段、停车场处设置远端模块。在控制中心增加调度服务器，调度服务器与程控交换机之间采用2M通道连接。各调度台与调度服务器之间采用网络接口相连，被调分机通过定义车站远端模块内的电话分机即可实现。站段内直通电话、站间行车电话和区间电话的实现方式与方案一相同。其中一种组网示意图如图1所示。 1.3方案比选 上述两方案比较，方案一投资少(在公务交换机基础上增加数万元)，系统简单，可以实现专用通信的大部分功能，并且通过系统设置也可以保证调度电话通话无阻塞的要求。但由于公务交换机支持的多方通话能力有限，一般最多支持20方左右同时通话，当调度总机发起全呼时，系统能力很难满足地铁轻轨专用通信要求。同时方案一不能对一般呼叫和紧急呼叫进行区分，而该功能是地铁设计规范要求专用通信必须具备的。由此可见，方案一不能完全满足专用通信系统的全部功能要求，在实际工程中也仅在早期的项目(如上海地铁I号线)或技术标准要求较低的项目(如长春轻轨)中采用，目前建设的地铁轻轨项目均不采用该方案。 方案二与方案一相比，投资相对较高，但其克服了单纯利用公务交换机多方通话能力的限制，能够满足地铁轻轨专用通信的功能要求。因此在广州地铁3，4号线等正在实施的项目中有较多应用。 方案二与数字专用通信系统方案相比，在投资、功能性、可靠性等方面均相差不大，但其更符合通信系统向无级网络、软交换、VOIP技术发展的趋势，方案二是采用公务交换机实现地铁轻轨专用通信功能，实现公务与专用通信系统整合的首选方案。 2时钟系统与旅客信息系统整合 2.1概述 时钟系统为地铁轻轨全线运营指挥、客运管理部门、车站及其他相关系统提供统一的时间信息。一般采用控制中心/车站两级组网方式，由一级母钟、二级母钟及子钟等设备构成。一级母钟接收来自GPS的标准时间信号校正本身晶振，产生稳定的标准时间信号，通过传输系统传给车站、车辆段的二级母钟。二级母钟接收一级母钟标准时间信号，校正本身晶振，产生稳定标准时间信号，驱动所带全部子钟显示统一时间，为地铁轻轨乘客和工作人员提供统一时间。一级母钟在控制中心为其它系统提供统一的时间信号，使地铁轻轨内各机电系统的定时设备与时钟系统同步，从而实现地铁轻轨全线统一的时间标准。子钟一般设在各车站站厅、站台和有关生产办公用房。 旅客信息系统的主要功能是通过文字、图像为进出车站的旅客提供列车到发等有关信息，引导旅客快捷方便的乘车，而且可为候车旅客提供新闻、广告、娱乐等信息服务。显示终端一般设在各车站站厅、站台。 综合考虑两个系统的显示内容、显示界面等系统功能可以融合，显示终端的设置位置部分重叠等因素，时钟系统与旅客信息系统很有条件也很必要进行系统整合。 2.2整合方案 时钟系统与旅客信息系统整合具体实施可采用以下两个方案: 方案一:取消各车站二级母钟和站厅、站台及其他车站房屋(除车控室外)内的子钟。一级母钟在控制中心为旅客信息系统提供时间信号，由旅客信息系统在各车站站厅、站台的显示终端上以固定窗口的形式显示时钟信息。车控室内的子钟和车站屏蔽门系统所需要的时间信号由一级母钟通过传输系统的传输通道直接提供。考虑到车控室可能对行车等综合显示信息有需求，车控室内的子钟也可由带时钟显示功能的旅客信息系统显示终端取代。车站其他办公房屋内可仍采用石英钟，以满足车站工作人员对时间信息的需求。车辆段、停车场二级母钟仍然保留，为车辆段及停车场内的各子钟提供时间信号。 方案二:保留各车站的二级母钟，取消站厅、站台内的子钟。一级母钟在控制中心为旅客信息系统提供时间信号，由旅客信息系统在各车站站厅、站台的显示终端上以固定窗口的形式显示时钟信息。车站二级母钟为车站屏蔽门系统和车控室及其他房间内的子钟提供时间信号。车辆段、停车场方案不变。 两方案均能满足地铁轻轨需求，但方案一更经济、更合理，集成化程度更高，可作为时钟系统与旅客信息系统整合的首选方