城市轨道交通通信系统

城市道交通信统摘要：城市轨道交(简称城轨)通信系统是指挥列车运行、公务联络和传递各种信息的重要手段，是保证列车安全、快速、高效运行不可缺少的综合通信系统。城轨通信系统主要包括：传输系统公务电话系统、专用电话系统、无线集群通信系统、闭路电视监控系(CCTV)有线广播系(、时钟系统、电源及接地系统、乘客导乘信息系(PIS)办公室自动等子系统通信系统的服务范围涵盖了控制中心、车站、车辆段、停车场、地面线路、高架线路、地下隧道与列车。本文对城轨通信及其系进行了介绍，重点介绍了地铁通信系统，最后通过案例分析深入了解城市轨道交通通信系统。关键字：城市轨道；交通通信；传输系统1城轨信概述1.1城轨信作首先，城轨通信系统与信号系统共同完成行车调度指挥，并为城轨的其他各子系统提供信息传通道和时标(准时间信。此外，通信系统是城轨交通内部公务联络的主要通道，使构成城轨交通内部的各个子系统能够紧密联系，以提高整个系统的运行效率。当然，通信系统也是城轨交通内、外联的通道。城轨通信系统在发生灾害故恐怖活动的情况下进行应急处理险灾和反恐的主要手段。城市轨道交通越是在发生事故、灾害或恐怖活动时，越是需要通信联系，但若在常规通信系统外再设置一套防灾救护通信系统，势必要增加投资，而且长期不使用的设备亦难以保持良好的运行状态所以，在正常情况下，通信系统能为运营管理、指挥、监控等提供通信联络的手段，为乘客提供周密的务；在突发灾害、事故或恐怖活动的情况下，能够集中通信资源，保证有足够的容量以满足应急处理、险救灾的特殊通信需求。1.2城市道通通系的求城市轨道交通对通信系统的要求是能迅速、准确、可靠地传递和交换各种信息。对于行车组织，通信系统应能保证将各站的客流情况、工作状况、线路上各列车运行状况等信准确、迅速地传输到控制中心。同时，将控制中心发布的调度指挥命令与控制信号及时、可靠地送至各个车站及行讲中的列车上。对于城轨运行的组织管理，通信系统应能保证各部门之间、上下级之间保持畅通、有效、可靠信息交流与联系。通信系统应能保证本系统与外部系统之间便捷、畅通的联系。通信系统主要设备和模块应具有自检功能，并采取适当的冗余配置，故障时能自动切换和报警控制中心可监测和采集各车站设备运行和检测的结果。1.3城轨信分1.3.1按务分类专用通信。专用通信是供系统内部组织与管理所使用的通信网络，包括：行车、电力、维修、安和防灾调度以及站内、区间、相邻车站的通信。平时，主要用于直接组织、指挥列车运行；紧情况下，可进行应急调度指挥，是城轨中最重要的业务通信网。公务电话通信。公务电话通信是城市轨道交通内部的电话网，相当于企业总机。供一般公务联使用，以及提供与外界通信网的连接。有线广播通信。有线广播通信是城市轨道交通运行组织的辅助通信网。平时，向乘客报告列车行信息，扩放音乐；在紧急情况下，可进行应急指挥和引导乘客疏散。闭路电视闭路电视是城市轨道通的现场监控系统以监视车站各部位流况及列车停靠、车门开闭和启动状况；在紧急情况下，用以实时监视事故现场。无线通信无通信提供对位置固定的相关业务工作人员以及列车司机的通信联络为定置的有线通信网的强有力的补充。其他通信。时钟系统，使整个系统在统一的时间下运转；会议通信系统，提供高效的远程集中议通信，如电话会议、可视电话会议等；数据通信系统，用以传送文件和数据。1.3.2按输媒介分类城轨通信按传输媒介可分为有线通信和无线通信。(1)有线通信的传输媒介为光缆、缆。有线通信包括：光纤传输、程控交换、广播、闭路电视等。(2)无线通信利用空间电磁波进行输。无线通信包括：无线集群通信、无线局域、移动电视和公众移动通信网等。1.4城轨信城市轨道交通通信系统应是一个能够承载音频、视频、数据等各种信息的综合业务数字通信网一般情况下一条城轨线路建立一个独立的通信网，一个城市建立多条线路的情况下，可通过数字交连接设备(DXC)和中继线路连接各条城轨线的通信网。1.4.1城通信网的基本结构城轨通信网由光纤数字传输系统、数字电话交换系统、广播系统、闭路电视监控系统、无线通系统等组成。上述系统通过电缆、光缆、漏泄电缆和空间电磁波等传输媒介，在控制中心与各车站列车之间构成多个互相关联、互相补充的业务网，为城市轨道交通提供综合通信的能力。构成通信网的基本要素是传输设备、交换控制设备和终端设备。将传输设备链路和交控制(节)设备按照适当的方式连接起来，就可构成各种通信网。若为一种业务网建立一个专用的传输网，会造成线路与传输设备的浪费。在城轨通信中，通常做法是建立一个大容量的公共光纤传输网用复用复用设备和数字交叉连接设由软件控制的数字配线架)为城轨各种业务网提供骨干传输通道。目前，城轨传输网的物理网络均采用图—（）示的光纤环网拓扑结构，其主要优点是在光纤中断或传输节点故障时仍能保证正常的通信亦称为光纤自愈环光环路中据传送业务的不同，城轨各通信网的逻辑网络(承载在物理网络上拓扑结构有总线形和星形等拓扑结构组成，在图1（b）所示的总线形结构中，控制中心与各车站的业务节点设备均连接在总线上；在图13）所示的星形结构中，控制中心与各车站业务节点设备以点对点方式相连接。根据城轨通信的需求，要求城轨传输网络能够承载音频、视频和数据等综合业务。目前，城轨输网多数采用基于的业务传输平台。MSTP环可以提供电路和分组两种传输通道。在分组传输中，因每个数据均带有地址信息，故网络拓扑以总线方式为主；在电路传输中利用信令连接通信电路，故网络拓扑以点对点方式为主但对音、视频和数据的广播信息以及在电路数据通道中传送带地址编码的数据时，网络拓扑也可采用总方式。传统的数字音频和视频均通过电路通道传输，随着电话视频技术的进展，城轨通信的音、视频业务已开始进入分组通道传输。预计未来的城轨通信网将会演进为一个全I网。图I—1

城轨通信网的物理网络与逻辑网络的拓扑结构1.4.2通网的基本设备由上述讨论可知，在城轨中各类业务网络采用同一个公共的传输网。在该传输网的节点上安装同类型的业务节点设备，则组成不同类型的业务网络。无论哪一种城轨业务网，在控制中心和各车站均应配备相应的业务节点设备，组网原理及通信制过程基本相同。城轨通信网其中包含多个业务网)的设备组成如图—所对纤环路而言其理网络的拓扑结构为环形结构，各通信节点与环直接相连，物理环网在光纤切断或环内传输节点设备故障时，号可从另一方向环回，故有很好的抗毁性。在传输电路分析中，对环形结构的可视为总线型结构，故在图1—2中控制中心与各车站所组的逻辑网络的拓扑结构表示为总线结构。在控制中心和各个车站配置的业务节点设备主要包括：公务和专用电话交换设备、广播设备和路电视设备。在控制中心的公务电话交换设备，通过光纤传输系统连接车站交换机或中心交换设备的远端模。在车站电话交换节点设备上可以连接普通电话机、传真机、电路数据终端。控制中心与各车站的换设备之间，在逻辑上一般采用点对点的星形连接方式，构成公务电话子系统。在控制中心的调度电话交换设备，通过光纤传输系统和PCM接设备连接各车站的调度电话机。中心调度交换设备与车站调度终端之间，在逻辑上一般采用点对点的星形连接方式，构成专用电子系统。图12

通信网设备组成图B—广播设备；C闭路电视设备；交换设备；一光纤传输系统；M一话筒；一扬声器摄像机；一监视器Tel一电话机；FAX一传真机；DTE数据终端；一度电话；DSD一数字信号分配器。控制中心的广播设备通过光纤传输系统与车站的广播设备相连接，中心广播设备与各车站广播备之间，逻辑上一般以总线方式连接，构成有线广播子系统。控制中心的闭路电视设备通过光纤传输系统与车站的闭路电视设备相连接CCTV设备与各车站CCTV设之间采用点对点的星形连接方式，构成闭路电视子系统。由于传输网的物理网络采用总线形环网)构，控制中心送出的各种信息必须按需在各个车站从总线上分出来，送到相应的车站设备，各车站送给控制中心的信息及各车站之间互相传递的信息又须插入到总线上去，因此在各车站需配备数字信号分配器DSD)以实现信息的分／插与连接功能。有了数字信号分配器，控制中心和各车站送出的各种信息能够汇集在同一个光纤传输系统中进行传输，并能利到达各自的目的地。典型的数字信号分配器为SDH环网中的传输节点设备ADM。ADM串在中，将光信号转换为电信号，并进行解复用。解复用后的电信号经数字配线模(DXC)让大部分承载信号复用和电／光转后直通，小部分承载信号提供上下车站业(落地。2城轨信系统成城轨通信系统主要由下列子系统组成输系统公电话系统专电话系统无线集群通信系统、闭路电视监控系统、有线广播系统、时钟系统、乘客导乘信息系统、通信电源和接地系统、城地下部分的公共覆盖系统图2为一个典型的城市轨道交通通系统框图4。图1典的城市轨道交通通信系统2.1传输统城轨的传输网是城轨通信网的基础。城轨传输网要求具有高可靠性和丰富的业务接口。城轨传输网的低层一般采用光白愈环路，光纤切断或故障时能自动进行业务切换，故具有很高的可靠性。传输业务的多样性是城轨传输系统的主要特点输的业务包括话窄带音)播(宽带音频)、城轨信号中／低速数据、视频高数等业务。在城域网(中传输网其功能划分为骨干层、汇聚层与接入层。而在城轨通信网中，传网按其功能可分为骨干层与汇聚接入层。城轨传输网分为城轨专用传输网和民(GSM接)传输网，这是两个完全隔的网。在城轨专用传输网中具体传送的信息为调度电话、广播务电话集无线基站的／的字链路；RS—232—422、—485接口点对点低速电路数据业务10／1001000Mbits的以太网业务；业。2.2公务话统城轨的公务电话相当于企业总机，采用通用的程控数字用户交换机组网，并通过中继线路接人地市话网。一般情况下，中心交换机安装在控制中心和车辆段，而在各车站配置车站交换机或中心换机的远端模块。中心交换机与车站交换机之间通过城轨专用传输网进行点对点的连接。为减少城轨通设备的类型，目前城轨多数采用具有调度功能的交换机组成公务电话网。2.3专用话统专用电话系统包括：调度、站内、站间和区轨旁电话子系统。城轨的调度电话子系统主要包括调度总机、调度台和调度分机三部分，并通过传输系统或通信缆相连接。在控制中心安装有调度机或交协调度机作为调度总机，为调度人员提供专用直达通信服。一般在城轨中设有行车调度、电力调度、维修调度、环控调度、公安调度虚)调度专网和调度台(其中行车调度专网设2个度台。调度台应具有选呼、组呼、群呼、强插、强拆、会议、应急处理等特定功能。调度分机安装在控制中心、车辆段以及各车站。调度台可单键直接呼叫分机；分机呼叫调度台分为般与紧急两类呼叫。站内的公务电话交换机具有热线功能提公务电话业务的同时可供站内间区间轨旁)电话业务。站内电话子系统由车站公务电话交换机、车站值班(主机)和电话分机组成。站间电话可为车站值班员与相邻车站的车站值班员提供直达通信服务，也可以接人公务电话网区间电话通过站内电话子系统连接邻站的车站值班台或接人公务电话网，为隧道内的维修人员供通信服务。2.4无线群信统城轨通信中包含了有线与无线两类调度指挥系统，其中的无线调度系统亦称为无集群通信系统它在城轨通信系统中发挥了十分重要的作用，是调度与司机通信唯一的可靠手段，同时也是与移动的作业人员险员实现通信的重要手系在保证行车安全及处理紧急突发事故方面有着不可替代作用。无线集群通信系统主要包括：集群中心交换与控制设备；基站设备和直放站；漏泄电缆和天线调度台、车载台、车站台固定台)和手持台。在城轨中的无线调度网包括行车调度网、维修调度网、环控调度网、车辆段调度网和防灾调度，各调度网具有独立的调度台。在TETRA系中各调度网以虚拟网的方式互相独立，互不影响。各调度网共享频点和基站设备，提高了频率资源的利用率，节约了设备投资，并便于构成一个统一的城轨线全程的无线通信网轨的无线数字群系统还为数传调度台提供传递列车状态信息及车载信息显示所需的I传输链路。放在城轨无线调度通信中，数字集群系统充分地发挥了它的特点。目前城轨的行车调度广泛使用计算机辅助调(CAD)子系统，该子系统接收来自信号控制系统的信息(括车次号、机车号、位置等信自动生成行车控制信息，并通过集群系统的应用程序接(API)送到行车调度台上。行车调度台将列车运行的信(次列车位置、速度、离前方站台的距离等信)示在被呼司机车载台的屏幕上。除此以外，车裁台可根据位置信息自动完成列车的追踪切换沿线的度员和值班员(自动完成基站之间的信道切换，这类似于TDSCDMA的接力切)TETRA群系统以组呼为主，采用单工、半双工双工通话方式，单工与半双工只有按键讲(M)才占用无线信道，节约了无线资源和终端耗电。该系统具有选呼、组呼、群呼、列车广播、优呼叫、强拆、强插、短信收发、数传、有线电话转接、调度通话录音、后台监听等功能。2.5闭路视控统CCTV)闭路电视监控系统为控制中心调度管理人员、车站值班员、列车司机及站台监视亭值班员等对站的站厅、站台、出入口等主要区域提供监视服务。控制中心的行李调度员实时监视全线各车站的情况。车站的车站值班员能够实时能在驾驶室看乘客上下车的情况站台与列车间用无线传送视频信。监视画面要求具有质。采用控制中心和车站两级互相独立的监控方式，平常以车站值班员控制为主，控制中心调度员可任意选择上调各车站的各摄像头的监视画面。在紧急情况下则转换以控制中心调度员控制。出于安全与事故取证要求，车站和控制中心的CCTV设还具有录像功能。城轨的闭路电视监控系统有模拟、数字和网络三种组网方式。在模拟闭路电视网络中像头与监视器之间传输的是模拟视频信号像切换和分割由硬视频矩阵和图像分割设备完成。各车站传送至控制中心模拟视频信号，用点对点的模拟光纤传输。在数字闭路电视网络中，车站和控制中心仍以模拟组网，与模拟闭路电视区别仅在于：各车站控制中心之间利用城轨传输网传送视频信号。因城轨传输网只能传输数字信号，为了将模拟视频信从站点传到控制中心，需要经过编解码器进行模／数与数／模转换。在传输网采MSTP术后，目前亦有将模拟视频信号经压缩编码、成帧后，利用城轨传输网的分组数据通道以总线方式传送视频信号，其要优点为可以按需动态分配带宽。在网络闭路电视网络中，带有编码器的网络摄像头和带有解码器的数字监视器以及数冷：录像盘均接人站点的或ATM局域网，监视器可根据摄像头的地调看图像；并用软件进行图像分割，省略了视频矩阵和图像分割等硬设备。各站点局域网与控制中心局域网通过城轨传输系统互连广域网，控制中心可以根据摄像头地址直接选调全线各摄像点的监控画面。2.6有线播统PA)有线广播系统由正线广播和车辆段广播两个独立的系统组成。正线广播又分成控制中心广播和车站广播两级，该系统为控制中心调度员、车站值班员、车辆值班员提供对相应区域进行有线广播，同时也为控制中心大楼提供广播功能。有线广播系统具有自动和人工广播，以及相应的选择功能及优先级功能，采用车站和控制中心级控制方式。平时以车站广播为主，控制中心可以插人；但在紧急情况下，则以控制中心广播为主2.7时钟统时钟系统是为保证轨道交通运营准时、服务乘客、统一全线设备标准时间而设置的。城轨的两时钟系统均同步于美国GPS(俄罗格林纳斯、欧洲伽利略、中国北斗一号作备)或CCTV间信息。其中提供时间信息的时钟系统分为一级母钟系统与二级母钟系统，一级母钟系统金安装在控制心，二级母钟系统安装在各车站、车辆段的通信机房内，用以驱动分布在站内及车辆段的各子钟以示正确的时间，同时为通信设备提供基准频率。2.8乘客乘息统乘客导乘信息系统与城轨信号系统相连接主要功能是及时为车站和列车上的乘客提供列车导乘信息，同时也可提供诸如时间、天气预报、新闻及广告等其他信息。为了在列车上提供实时的导乘信息、新闻、赛事等，可以在城轨中建设符合我国数字电视地面播标准(TH)移动数字电视系统。2.9通信源接系城轨通信的电源系统必须是供电设备独立、并具有集中监控管理的系统。通信电源系统应保证通信设备不间断、无瞬变地供电，满足通信设备对电源的要求。城市轨道交通通信设备应按一级负荷供电。由变电所引接双电源双凹线路的交流电源至通信机交流配电屏，当使用中的一路出现故障时，应能自动切换至另一路。对要求直流供电的通信设备，采用集中方式供电。直流供电系统可由直流配电盘、高频开关型流模块、直流变换器、逆变器、阀控式密闭铅蓄电池组等组成，并应具有遥信、遥测、遥控性能和准的接口及通信协议。对要求交流不问断供电的通信设备，可根据负荷容量确定采用逆变器供电或交流不间断电源供电方式。通信设备的接地系统设计，应做到确保人身、通信设备安全和通信设备的正常工作。城市轨道交通车站根据条件可采用合设接地方式，也可采用分设接地方式。分设接地方式由接体、接地引入线、地线盘及室内接地配线组成。城轨地部的共盖统城轨中的公用移动通信系统即指公众网电信运营商的GSM或移通信系统。对城轨而言，地面和高架线路车站与列车中的乘客可利用公众移动通信网的地面覆盖进行通信而移动通信地面电磁波不可能直接进入地下，故需要在地下部分建设公众移动通信网的覆盖系统。为在地下站厅、站台与隧道中电磁波的传播特征与自由空间传播特征相比较有其特殊性。故在城轨地下分中，公共覆盖的天馈由天线、漏缆、馈线组)系统部分，需针对城轨地下部分的特殊环境进行设计与施工。城轨地下部分的公共覆盖系统主要包括信号基站和分布式天馈系统两大部分。不可能允许每个电信运营商都在城轨地下部分中铺设自己的引入与天馈系统。目前最通用的方为：多个电信运营商的信号源接入一个多系统接人平台，合用一套天馈系统形成城轨地下部分的公覆3地铁信系统

。城市轨道交通因发展迅速且各国选择的技术政策不一，目前尚没有完全统一的分类标准。根据市轨道交通基本技术特征的不同，主要有市郊铁路、地铁、轻轨、单轨、自动导向交通系统和磁悬系统等类型。下文主要介绍地铁通信系统。3.1地铁输统地铁传输系统是地铁通信系统中最重要的子系统，根据地铁的需求，传输网络应能迅速、准确可靠地传送信息，构成传送语言、文字、数据和图像等各种信息的综合业务传输网。如调度电话（站间行车电话务话、无线通信、线广播闭路电视、时钟及同步系统均需要传输系统提供信息通

。通过对现有传输技术进行比较，对既有业务需求进行总结，寻找适合地铁通信传输系统的建设式。近年来，伴随着城市化建设的加快，人口密度增大，城市交通问题越来越突出，北京、上海、州、深圳、南京等越来越多的城市都在进行地铁的建设，众多地铁线路，传输制式不尽相同，各有缺点。表列举了一些地铁项目的传输系统现状

。表

国内部分地铁通信传输系统一览表根据当前通信技术的发展情况，比较适合地铁通信传输技术有（放式传输系统（同步数字传送网）及ATM异步传输模式多务传送平)等几种制式，并在轨道交通建设中均已有应用的先例。下面就几种制式进行一些比较。3.1.1OTN开式传输系统OTN(OpenTransportNetwork，放传输系)是德国西门子公司开，是一种面向专网和支持多协议开放式传输系统它采用时分用技术级网络设备的传输带宽为／／及2500Mb／。根据语音、据以视频等业务相关标准设计了接口卡，从而使这些标准的设备可以通过节机毫无限制的直接互联。的要特点主要为网而开发适地铁这样相对封闭的专用网络国外地铁程中应用广泛；采用一次复用机制，在占用较少开销比特数的情况下，综合不同的网络传输协议，集成种用户接口，一体化的实现低速和高速信息的接人和传输。可以直接提供工业界标准的通信协议接口。不需借助接入设备；设备简单、组网灵活、集中维护方便，且具有完善的网管功能。的足设由西门子公司独家研制生产，售后服务对原设备厂商依赖大；兼容性差，与非网络连接能力较弱；由于设节点机业务接口限，在业务接口多的站点需配置多个OTN节点机叠加实现；由于OTN设是门子公司独家产品，备价格相对较贵。3.1.2SDH同数字传输系统DigitalHierarchy，步数字传输系)在克服了网可靠性低，设备冗余和故障点多等缺点的基础上发展起来的世纪年代开始大规模运用的光纤传输技术络是由网元组成，在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。具／、622Mbs／、／等列设备5

。的主要特点它是传输系统的国际标准，具有全世界统一的网络点接口在同传输设备问进行兼容和互通，有一套标准化的信息结构等级；可实现多种网络拓扑结构，设备简单，配置活，调度方便，可灵活地对不同方向的数据流进行分下和插入；传输系统的安全保护机制完善，故障倒时间短，适合于实时业务的承载；具有丰富的开销，网络管理能力较强；具有简单的复用过程，能对既的PDH网络实现兼容，降低联网成本。的不足：传统的只标准的电、光接口，接口种类单一；传输窄带业话、数据宽带音频)，需增加接入设备、D／I设)无直接的视频和LAN接，需外部增加视频接口设备和以太网路由器；需要多个网络设备对SDH设、接入设备、视频接口设备和以太网路由器等进行管理，给网络运营、管理和维护带来诸多不便。一般只提供点对点的通信通道，难以满足地铁通信系统大量共线式通信信道的需求。只向用户提供固定率的信道，不能动态分配带宽，不能进行统计复用。3.1.3ATM异传输模式ATM(AsynchronousMode异步传输模是1988年—提实现宽带综合业务数字网的核心技术。是未来宽带综合业务数字网定义的传输技术，它包括传输和交换，是一种面向接的技术。能够进行各类电路仿真，承载语音、数据和图像业务，实现宽带接入及交换。的要特点：信元长度固定，采用异步时分复用方式；标准化设备，易于与其他通系统互联；工作方式面向连接，采用统计复用的方式，可动态和灵活的分配用户带宽，以及通过虚拟电路现网络内的连接，是系统的传输容量得到充分的利用。可承载不同业务，支持多媒体应用，提供端到端接人解决方案；具有保障QoS够控制网络上传输流的带宽、延时和精度水平，网络可靠性高。的足ATM归结是一种交换技术通光口连接ATM设来构筑ATM传网络的，因此欠缺类似自愈环那样的功，在处理故障和实现保护时用的时间较长，而且，实时性差，对语音业务支持不佳；没有低速速率接口，需要增加接人设备；网络控制协议复杂，标准化进程缓，设备价格昂贵。ATM+SDH解方式：鉴于ATM存以局限性ATM+SDH方诞生了，并在北京地八通线和天津地铁一号线得到应用。由ATM承非实时性业务承实时业务，以满足地铁的全面需求。其中低速数据通过用为后进入SDH传。利用SDH代昂贵的电路仿真设备，降低了投资成本。但是采用2套输网络完成地铁信功能，在控制中心需要ATM、、接入网网管，管理分散，不符合三网合一的观念，但也不失为一个完整的解决方案3.1.4业务传送平台

。MSTP(Multi-ServiceTransferPlatform，业务传送平台是在业务接入应用方面的发展。MSTP就对所支持的以太网等多种业务经过处理后按一定的格式封装在一个或多个SDHVC中进行传输。MSTP的主要特点采用了目前最为熟的组和保护技术，保留了有的TDM交能力和传统的／业务接口，续满足话音业务的需求，同时又能提供A、业接口。实现实时、非实时的数据业务对传输网提出的网络带宽、多业务接入的传输。MSTP的不足MSTP然引进了二层交换处理模块这功能是作为电路层之上的附加层实现的，开销过多，管理维护复杂，光纤带宽利用率不高，建设和维护成本高，对于以太网共享业务支困

。上述几种传输技术都可以满足地铁交通系统对通信系统传输的要求。应根据实际情况和项目需进行选择，在满足各方面技术要求的前提下，还要考虑投资少、操作简单、系统可靠、维护方便、产化率等因素。3.2地铁3G通信年1月工部正式发放了3G营牌照，标志着在中国正式商业化，同时也拉开了三家运营商全面竞争的序幕。移动运营商的竞争主要在于入网客户数，而客户最关心的则是移动无线号的覆盖率。地铁作为一个人流密集的区域，和越来越重要的交通工具，已是移动无线信号覆盖的热点区。随着地铁线网的形成，客流量高速增长，地下通信日益增多，乘客各类需求急剧增加。地铁在乘客提供安全、快捷和舒适的交通服务的同时，提供全方位的、不间断的3G服，将成为其必须配套和关乎乘客满意度的服务，利于提地铁综合服务水平。目前国家对频的分配是：中国电信CDMA20001920MHz和2110MHz；中国联通：～和2130MHz～2145MHz中国移动TD—：1880MHz～1900MHz和～2025MHz。3.2.1覆系统主要设计技术指标—SCDMA服质量指标信号覆盖电平：考虑HSDPA高数据业务需求，95以上的覆盖区域—CCPCH电≥–，C／I>5dB移动台最大发射功率标盖域内％以上位置音业务移动台发射信号总功率在隧道内应不超过15dBm其它区域应不超过10dBm；数据业务移动台发射信号总功率不超过。上下行误块BLER)：于12.2kbps的音业务BLER≤％；对于64kbps的数据业务BLER≤0.1％对PS数业务，BLER≤％。切换成功率：地铁内不同信源之间：切换成功>98；室外与室内之间：切换成功率>％。接通率保覆盖区域内信号强度基本均匀分布标覆盖区域内％的位置％的时间移动台可接入网络。掉话率：忙时话务统计掉话率1.5％信号外泄：地铁覆盖系统不得过度覆盖室外，在距地铁出口10米以外，室内信的电平比室外信号的低9dB以上。如地铁出口室外号较弱，地铁内基站泄漏至室外10米外的导频信号强度应不高于–。上行噪声电平：基站接收端上行噪声抬升值小于3dB。同步要求：—系的同步率必须达到100。（2WCDMA服质量指标信号覆盖电平：要考虑CS12.2KCS64K等业务的连续覆盖；边缘导频功率≥85dBm，／Io≥–。移动台最大发射功率标盖域内％以上位置音业务移动台发射信号总功率在隧道内应不超过15dBm其它区域应不超过10dBm；数据业务移动台发射信号总功率不超过。上下行误块BLER)：于12.2kbps的音业务BLER≤％；对于64kbps的数据业务BLER≤0.1％对PS数业务，BLER≤％。切换成功率：地铁内不同信源之间：软／更软切换成功率>98；室外与室内之间：软／更软切换成功率>％，异频硬切换成功％。接通率保覆盖区域内信号强度基本均匀分布标覆盖区域内％的位置％的时间移动台可接入网络。掉话率：忙时话务统计掉话率1.0％信号外泄：地铁内基站泄漏至室外米处的导频信号强度应不高于85dBm上行噪声电平：在基站接收端位置收到的上行噪声电平小于／3.84MHz。RAB建立成功率电路域RAB建成功率％，分组域RAB立成功率≥。业务拥塞率：业务拥塞率2％。3.2.2信地铁接入方式分析（13G系接入方式3G接考虑的主要是TD的入TD的决了，其他两个系统也就迎刃而解了。目前TD引天馈系统有种方式是采用馈漏缆是采用TD接器合路到天馈系统中。两种方式相比前信源需要更的功率输出根据目前TD统产品的特点采第二种方式更为合理，可以节省系统功率，获得较远的覆盖范围。TDSCDMA系在地铁内不能使用智能天线，针对TD—SCDMA信源小功率、多通道的特点，通过TD—SCDMA接入器从POI后合路到系统链路中，用多个小功率输出通道分别覆盖不同的区域，形成多通道方式。系统合路方式如图—1所。（2TD接入系统上下行链路较TDSCDMA无是接入统上行链路还是下行链路都要满足各个系统之间的隔离度要各系统能够共容，相互间不产生干扰TD—信接入系统上行链路时，主要考虑TD下行发射大功率信号杂散落入其他系统上行信号造成的干扰TD—SCDMA信号接入系统下行链路时主考虑其他系统下行输出功率信号杂散落入TD工频段而对TD上造成的干扰。落入系统的散功率不能高于本系统的热噪声功率。图3—1系统合路方式示意图TD落入其他系统杂散功率如表2所。其他系统落入杂散功率如表示。表TD入其他系统的杂散功率表3

其他系统落入杂散功率从上面两表中可以确定出TD与他系统间的隔离要求。为了尽可能减少对上行的干扰。还是考虑将TD信接入下链路。3.3地铁防信3.3.1地消防通信的要求在火灾事故应急处置中，消防部队的火场通信应满足三级组网：消防一级网城市消防管覆盖网)、消防二级网火场指挥网)消三级网消防战斗网对于第一级网的问题已基本解决对于地铁这样的地下封闭空间，需要重点解决的是第二、第三级的问题。从消防部队抢险救援的通信要求出发，合地铁抢险救援的特殊性，认为地铁消防通信宜采用无线通信方式，且必须符合下列要求：无线信号的覆盖要全面，不低于％的覆盖面。地铁一般由进站口、站厅、站台、隧道、管理用房、设备用房等组成。地铁客流量大，大量的人员分布于进站口、站厅、站台，一旦发生突发件，现场就会非常混乱。呼通率要高。灾害现场情况瞬息万变，每一秒的延误都可能会导致更大的人员伤亡和财产损失在处理地铁突发事故中，面对慌乱的人流，有效的组织成为处置突发事件的关键。因此，事故现必须要保证频率充足，确保较大的呼通率，从而现场消防通信的畅通。消防通信要稳定、可靠。稳定、可靠的消防通信是消防部队完成抢险救援任务的基本保证。3.3.2地内消防通信无线信号的引入为保证地铁引入系统网络与原有覆盖地面的无线网完全联网应在地下设置基站，并将地面无线路信号引入，无线链路引入方式可分为集中引入和分散引入两种。专用链路集中引入方式就是将地既有网无线交换机或主基站的链路信号，通过有线专用链路或无线专用链路在一处集中地引入地铁扩展所设基站。而分散链路引入方式就是在每一个地铁此时每一个地铁是一个独立地铁无线扩展区)设一个链路信号引入点，通过无线或有线方式建立与地面既有网中心基站或无线交换机之间的链路连接，将链路信号送至该地铁无线扩展区放置的无线基站。由基站送出无线射频信号。采用链路信号集中引入式只需新设一个基站，所占用频率较少，且若该地铁扩展区有独立系统编号，只须对既有地面网中心系交换机及控制设备进行少量改造就可将几条地铁线的系统连成—个大网。另外，链路信号集中引入方式需在一处通过有线或无线方式进行专用链路连接，建立既有地面网中心系统与地下基站之间的固定连接这样就是信号接入点只有一处，可以对该链路进行多重热备份，提高可靠性。而分散引入方式则需要较的且由于接入链路多。容易遭到破坏等缺点，所以建议地铁内消防通信无线信号的引入采用链路信号集引入方式比较合适。3.3.3地内消防通信无线信号的覆盖途径地铁内消防通信无线信号的覆盖包括隧道内和地下车站的信号覆盖两个方面。隧道内适合采用漏电缆方式进行覆盖；而地下车站则可采用吸顶天线方式进行覆盖。在隧道内，通过沿隧道洞壁一定高度敷设泄漏同轴电缆来辐射信号，射频信号沿着它一边传输一边向隧道空间辐射，从而使该电缆即担当传输线，又起到天线的作用，通过在电缆周围形成—个续的无线电波漏泄场，使隧道内布满足够的无线电波场强。地下车站电磁波的覆盖也可以采用泄漏电缆的方式，由于泄露电缆比较贵，使这种方式造价较，再加上站内环境布局较复杂，实施难度较大，无法保证全覆盖，因此可以在车站的站厅层和站台安装全向吸顶天线实现信号覆盖并且这方式造价相对比较低要在设计时合理布局就可以实现信覆盖。3.3.4地消防通信的组网方案根据当前设备的发展情况和一些相关的具体要求。可以实现和满足地铁消防通信要求的比较成的组网方案主要有三种：有线链路集中引入方案，无线链路集中引入方案和无线链路分散引入方案常用的是前两种方案，第三种方案由于频点资源比较紧缺而基本上很少采用。有线链路集中引入方案和线链路集中引入方案各有优缺点，有线链路集中引入的方案采用的是安全可靠不易受到干扰的有线链路入方式。不需要专门的链路频点支持和相应的地面基站的信道支持，不占用地面集群基站的资源，通话量能够得到较好的保障。而无线链路集中引入方案，必须占用地面频率资源，这从目前地铁交通的发展势来看，实施可能性较小、难度较大，但该方案投资成本低，维护方便。因此。考虑到消防无线通信系是在突发事故应急处理的情况下才使用的系统，安全可靠性是最重要的，建议地铁消防通信的组网方案设计为：地铁控制中心至城市消防指挥中心的链路方式采用一主一备方式来增加可靠性，主用链路采用线链路集中引人的方案，即地铁控制中心链路电台采用接：3转设备通过有线专线方式与消防指挥中心设备机房沟通；备用链路采用无线链路集中引入的方式与消防指挥中心架设的无线中转台沟通，这样最大限度的保证了突发事故应急处理情况下的通信畅通。3.3.5地消防通信的应急保障在突发事件中，会有许多意想不到的事情的发生。考虑到频点资源、设备现状、意外事件等突事件对地铁消防通信的影响，应对地铁消防通信系统建立应急保障系统，确保突发事件发生时的消通信的畅通。因此，地铁消防通信系统应该设置备用系统，一主一备，双重防护，如地铁控制中心至消指挥中心的链路方式采用一主一备方式来增加可靠性；备用圆极化介质的螺旋天线代替在突发事件中受的泄露电缆对隧道内进行定向辐射等。作为地铁消防无线通信系统的备用系统要充分考虑了使用环境的劣性和操作的方便性4案例析4.1北京铁10号线合控系北京地铁号线的综合监控系统，第一次进行了深度的系统集成和互连，真正意义上实现了统一指挥运行管理的功能现地各专业系统之间的信息互通源享高各系统的协调配能力，并建立了与北京市轨道交通指挥中心的信息高速通道。4.1.1综监控系统的构成综合监控系统是一个功能强大的、开放的、模块化的、可扩展的分布式控制系统，是一个集成互连了多个子系统的综合系统。北京地铁1号线综合监控系统的集成部分括了供电监(、环境设备监控(BAS)、站台屏蔽(、有线广播、闭路电(等系统，并预留了门禁系(IAS)互连部分包括了列车自动监控(、火灾自动报、传、时(CLK)、无线通、自动售检票(AFC)、乘客信(、道交通指挥中心TCC)通信专业集中告警设备等子系统。综合监控系统由位于控制中心(的心系统、网络管理系统NMS)，位于各车站车站系统，以及位于车辆段的车辆段系统、后备中心系统、培训管理系统(TMS)、设备维护系统(等成系统纵向分为中心和车站监控系统设备两层。其硬件构成如图—所示。图41

综合监控系统构成简图（1）系统硬件设备综合监控系统的硬件设备组成有以下特点：采用主备、冗余、分层、分布式／S结，／协议，具有有效的故障隔离和抗干扰措施。主要硬件设备有以太网交换机、服务实、历史及磁盘阵、前端处理器、各操作员工作站、打印机、大屏幕显示器和在线式不间断电源(、紧急后备盘(IBP)等，分别分布在控制中心和各车站、车辆段。（2）系统软件综合监控系统的软件主要由基础软件、应用软件、接口软件等构成。基础软件主要完成数据处、管理等功能；应用软件主要完成系统使用、管理、维护应用等功能；接口软件实现各子系统、设间的通信处理。（3）系统网络结构综合监控系统的网络由主干网、局域网、基础现场层设备通信网等3部分构成。主干网：由通信专业完成，用于实现控制中心局域网与各车站、车辆段局域网的互连。网络形为双路冗余的百兆以太网电接口。局域层：即控制中心、各车站、车辆段后备中心、培中心、设备维护管理的局域网。各局域网采用冗余的交换式以网。基础现场层设备通讯网：即各子系统执行层面上的网络，包括、AFC、PSD等，一般采用工业控制网络或现场总线。4.1.2综监控系统的主要功能（1通用功能主要是综合监控系统各部分需完成的使用、管理等功能，包括数据库管理、输入数据处理、通的人机界面HMI)、视、系统安全与权限理、操作员工作站的角色分配、操作互斥和操作授权、遥控、报警、时间同步、数据点的禁止／允许、内部运算、状态概况、统计和报表、历史数据存档和查、历史趋势记录、实时趋势记录、设备禁止、存档要求、组态维护、通道管理、打印、系统管理、在线助等功能。图42

综合监控系统的综合构成图(2)新型功能网络管理系统功NMS)：负责对全线综合系统进行功能护和网络管理，在车站采用便携式维护计算机对车站网络进行维护。网络管理系统能进行网络管理、配置管理、网络监控、故障报告、件记录、参数调整、创建、编辑和删除数据库等操作。设备维护系统功DMS)用来保存、站内各类基础设(如风机、水泵、开关等)的电子版本的技术资料和维护历史记录，收集保存设备运行状态信息，统计设备运行时间和次数；主要包设备资料输入、修改、删除、查询和设备台帐管理，设备运行状态监视，设备故障报警，预防性维修提及生成检修工作票，设备统计报表，维护信息输入、修改和查询等功能培训管理系统功能TMS)：可对操作人员、运行维护人员进行上岗培训，使其掌握电力监控与环控集成系统的运行管理、操作，以及日常维护、故障排除等业务。联动功能(UA)为了提高运营效率，综合监控统具有系统联动功能。综合监控系统汇集各个设备系统的信息，实现各系统之间与安全无关的信息互通和联动。与安相关的信息仍依靠底层的系统之间的安全信息通道实现。系统联动分全自动、半自动和手动。综合监控系统的集成和互连系统及各系统间的信息交换如图—2所。4.2上海铁11号线通传系上文已经介绍多业务传输平台基于SDH平，同时实现TDM、以太网等业务接入、处理和传送的多务传输平台，现在已经发展到第三代产品，能为以太网业务提供QoS(服务)，能够提供多点到多点的连接、用户隔离和带宽共享等功能，可以提供完善的服务质量保证，非适合地铁应用，上海地铁线就采用这种多业务传输平台MSTP4.2.1工原理上海地铁11线传输系统采用基于二层交换的以太环网技术MSTP供数据的接入与交换功能映射到SDH的容器中。映射后的业务按普通的净荷进行处理，即将数据功能集成在的台上。二层交换以太网技术多业务传输节点功能模型图如图—3所。图43

二层交换以太网技术多业务传输节点功能模型4.2.2设性能上海地铁通信传输系统采用依赛XDM一作为新一代设备，增强了原有的叉连接能力，提供了系统组网功能，支持TDM、和ATM之间的带宽灵活支配，实现了以太网的二层交换，支持以太网业务的带宽共享、业务汇聚及以太网共享环网等功能，实现了以太网带宽的统计复用带宽公平分配等。采用GFP封装格式，大大提高了数据封装的效，并可实现不同厂家间的数据业务互联。通过LCAS功在很大程度上实现了带宽的动态分配根业务流量对所分配的虚容器带宽进行动态调整，而且在调整过程中不会对数据传送性能造成影响。通过ECILIGHTSOFF网管系统统一管理，很好地实现了业务的端到端配置。利用MSC卡接插在XDM设上，每块卡可提供多个以太网接口连接用户端设(直接的或通过，不同的以太网卡通过／路互联，可提供点对点共享的以太网业务。卡接与一1000的叉矩阵连接，通过交叉矩阵实现VC颗的疏导和整合，从而使带宽可实现在／到理端口速率满带宽之间可调。4.2.3系方案上海地铁11号控制中心采用10Gb／s容传输设备，各车站、停车场、车辆段采用2.5Gb／容传输设备，北段工程以控制中心为切点，采用隔相接的方式，通过主、备用光缆中各根光纤相连组成二个环网网用复用段共享保(保护倒换时间小于50ms各点MSTP传输设备通过E1接与本站基群复用设备相于传送低速数据和音频业务输统管设立在控制中心。网管同设备之间通过五类线连接，接口采用RJ-45控制中心有一路电口，用于同上层网控制中心业务连接。由于业务基本都是采用汇聚型的方式集中到控制中心的传输设备，以控制中心传输设备采用全交叉矩阵768VC4×768VC4叉容量，其余各节点传输设备采用全交叉矩阵×交叉容量。各节点的交叉矩阵容量完全满足今平滑升级到10Gb／系统的容量需求。根据以后控制中心需要满足个ST