北京地铁通信信号公司  杨海江

概述

专用无线通信系统是实现地铁内部无线用户之间、固定台与移动台之间进行高效通信联络的手段。无线通信系统信号覆盖全部地铁线路、沿线各车站的站台和站厅、车辆段、停车场以及控制中心大楼，保证列车运行全程没有通信盲区，为中心调度员、列车司机、车站综控员、车辆段及停车场内的无线用户提供话音通信和数据通信。

中国范围内城市轨道交通行业无线通信系统目前普遍采用的是摩托罗拉800MHz频段TETRA数字集群Dimetra IP系统。通过使用该系统提供的安全可靠的通信功能，对轨道交通行业保障行车安全、提高运输效率和管理水平、改善服务质量提供了重要的技术保证。

Dimetra IP系统功能

Dimetra IP系统具有强大的用户功能，这些功能划分为基本语音、数据传输、虚拟专网、故障弱化等几大类。Dimetra IP系统可以支持很多不同的用户，所有的用户根据其特定的操作需求分成不同的通话组。此系统除了具备传统的话音通信，还可以提供丰富的数据通信功能，利用无线系统提供的无线数据信道，可以在地面系统与车载系统之间互相传递数据信息。

其中地铁专用无线通信系统能够提供如下基本通信功能：

1）行车调度员与在线列车司机间的通信；

2）车站综控员与车站管区内列车司机间的通信；

3）列车司机间的通信（通过行车调度员自动或手动转接）；

4）车辆段信号楼值班员、运转室值班员与段内列车司机间的通信；

5）车辆段信号楼值班员、运转室值班员与段内有关维修作业人员间的通信；

6）维修调度员与其管辖范围内的各专业维修人员之间的通信；

7）各专业维修人员之间的通信；

8）环控（防灾）调度员与其管辖范围内的车站有关人员之间的通信；

9）环控（防灾）系统内的车站有关人员之间的通信；

10）客运调度员与有关作业人员间的通信；

11）调度员之间的通信；

12）被授权的专业人员与有线自动电话间的通信；

13）各调度台与移动用户之间的分组数据和短数据通信。

无线通信系统服务示意图如图1所示：

无线通信系统服务示意图

地铁专用无线调度通信的典型应用

地铁通信是专用通信，利用Dimetra IP系统提供的标准接口，可以方便的同地铁内的ATS、时钟系统、录音设备、集中告警监视系统、综合网管系统等交换信息。同时在操作控制中心（OCC）还配置有接口与专用电话系统连接，完成两系统的电话互联。由于无线通信系统能够和其它地铁专业系统进行信息互通，可以更好的完成地铁通信功能。

与其他行业的调度业务不同，轨道交通类调度要面临较为复杂的需求。要求调度员可以根据列车当前位置确定它的归属调度台（正线调度台还是车辆段调度台、停车场调度台）。能够使用功能号（车组号、司机号、车次号）呼叫机车台。

1.列车调度区切换和位置信息显示

根据地铁调度规范要求，正线上行驶的列车应归属正线调度台管辖、调度；而进入车辆段/停车场内的列车应归属车辆段调度台/停车场调度台管辖调度；反之，正线调度台只能对正线上行驶的列车进行调度；而车辆段调度台/停车场调度台只能对车辆段内/停车场内的列车进行调度。由于列车是在线路上移动，其位置随时变更。这就存在系统如何对两个调度区（正线调度区、车辆段调度区/停车场调度区）实施自动切换的问题。

我们采用依据ATS提供的信息的方法来解决上述问题。ATS系统提供实时位置信息，包括列车由正线进入车辆段或由车辆段进入正线时的列车位置信息。

自动列车监控设备ATS的接口：

ATS接口模块通过串行接口接收ATS系统的道轨信号，获取地铁列车的实时数据，根据此数据进行实时更新，这是实现按车次号呼叫列车司机和自动确定列车所属调度区段的关键技术之一。

ATS信号系统与无线CAD服务器之间为串行通信，而无线CAD服务器与无线CAD调度台之间利用SOCKET进行通信，采用TCP/IP网际协议。参见下图：

 ATS信息可以通过相应数据接口（如RS422）连接到无线调度台子系统的CAD服务器上，这样无线CAD服务器也就可以实时跟踪列车位置信息，同时不断更新自己的数据库，并依据此信息将特定调度区的机车呼叫引导到其所属的无线调度台。各无线调度台也不断根据数据库的变化刷新自己实时界面上的当前在线车辆及其位置列表，使调度员只能呼叫本调度区段内的机车，同时司机也只能呼叫到当前所属区段的调度台，从而实现调度区的自动切换。

当ATS信号故障或由于某种原因车载台未进入信号设备覆盖区时，可以采用手动方式处理。此时列车在开始运行前，由列车司机手动将当前位置发送给CAD服务器，由CAD服务器根据此信息更新服务器上的数据库，形成列车位置与调度台的对应关系，从而使相应调度区的调度台能对其调度区内的列车进行呼叫调度。  

调度区切换示意图

2.在调度台上用功能号（车组号、司机号、车次号）呼叫机车电台

在地铁应用日常工作中，通常用到下列功能号：

1) 列车车次号(TRN)–根据列车运行线路和发车时间的不同，可将TRN动态分配给任何列车。

2) 列车司机号–列车司机号用于标识正在驾驶列车的司机。

3) 列车车组号–车组号是分配给每个车组的唯一ID，车组号是固定的，并用于标识机车。

（1）车组号呼叫

每趟列车都有自己固定的车组号，与之相对应，安装在每个机车上的车载台也都有自己固定的电台ID，它们之间的对应关系是固定不变的。

车组号与车载台之间的对应关系可采用数据表格的形式反映在调度系统服务器的数据库中，这种对应关系一旦确定，不会轻易改变，因此当调度员使用车组号呼叫列车时，实际上对应于用机车车载台ID号直接进行呼叫，这是Dimetra IP系统直接支持的功能。

列车车组号对应车载台ID的呼叫实现方式如表1所示。

表1

（2）车次号呼叫

与车组号不同的是，列车车次号（TRN）与车载台ID之间的对应关系是动态变化的。当调度员需要使用车次号呼叫列车时，首先必须确定它们之间的对应关系，才能实现实时的车次号呼叫机车车载台。

根据ATS信号提供的信息和调度员的手动干预，可以实现列车车次号与车组号之间对应关系更新（自动或者手动），此时，列车车次号呼叫可以转换为对应的车组号呼叫进行。即使是在列车手动转组情况下，调度系统也能够通过调度员获得ATS信号接口能够提供的车组号、车次号信息，因此，手动转组并不影响调度员进行车次号呼叫列车。

列车车次号（TRN）通过机车ID对应到机车车载台ID呼叫列车的实现方式如表2。

表2

如上所述，ATS能提供车次号、司机号、机车号（车组号）的对应关系信息。那么就可以在调度台动态数据库中实时更新映射车次号、司机号与机车电台ID号的对应关系，当调度员呼叫机车司机时，就能按照车次号、司机号呼叫到相应的机车司机。

信息传递流程图

关于无线频点及覆盖方式的建议

1.申请的频点总数应该合理的考虑复用，包括地下与地上的频点也是可以进行复用的，之外再考虑1对备用，1对直通即可。

2.采用ABC三频率复用较为合理，既考虑了用户的话务量需求同时又考虑了载波同频复用的问题，因为考虑到两站区间内的漏泄同轴电缆为一条电缆中间不断开，为了防止载频跨站区辐射，采用ABC 3对频点较好，这也是国内地铁普遍采用的方式。

3.地铁线路不论地上或地下都属于带状覆盖，采用沿着轨道线路敷设漏泄同轴电缆较好，这样沿着轨道线路的电磁波场强均匀，并且对环境的要求较低，地面线路也不会受到以后周围新盖建筑物的遮挡的影响；车辆段、停车场属于区域覆盖，采用天线覆盖较适合。

此作品来源于2011摩托罗拉解决方案大奖赛