主页（http://www.pttcn.net）：摩托罗拉TETRA数字集群通信系统在上海轨道交通10号线中的应用
中铁上海设计院集团有限公司 卢滢
1、建设背景
随着城市的快速发展和人们对交通安全性、快捷性、环保性要求的提升，城市轨道交通建设进入了一个高潮时期。城市轨道交通专用无线通信作为高速运行的地铁列车与运营管理机构之间唯一的通信手段，担负着提高运营效率、保障行车安全及乘客生命安全的重要使命。
上海市至2012年将建设约510公里的轨道交通网络。中心城内完成车站数约为275个，形成大型换乘枢纽9个，换乘站37个。至远期规划年限轨道交通共将建设22条线路。
根据国家无线电管理部门对轨道交通无线系统制式和使用频段的统一规划，本系统采用800MHz频段的TETRA数字集群无线通信系统。2005年申通集团完成了上海轨道交通1至13号线即轨道交通基本网络无线通信系统的招标工作，确定采用摩托罗拉公司的TETRA无线集群设备进行组网建设轨道交通无线系统。作为基本网络中一部分的轨道交通10号线，其专用无线通信系统也采用摩托罗拉公司的TETRA设备。
2、上海轨道交通10号线概述
10号线是一条穿越城市东西向客运走廊的径向线，一期全程共计长约36.221km，其中主线（虹桥火车站站——新江湾城站）31.254公里，支线（龙溪路站——航中路站）4.967公里，共设31座地下车站，在吴中路设一停车场。设主备控制中心（OCC），主用OCC设在吴中路停车场，备用OCC设在8号线中山北路控制中心。
本系统是上海市轨道交通无线通信网络（涵盖22条轨道交通线的无线通信系统）的组成部分，包括31个车站及区间、停车场、控制中心的基站、直放站、调度台、固定台、车载台、漏泄同轴电缆等TETRA集群设备和缆线材料。
3、设计原则
10号线是上海市第一条无人驾驶的轨道交通线路，因此对作为通信联络重要工具的专用无线通信系统有更高的要求。
(1)为满足全自动无人驾驶的运营需求，对于纳入核心系统RAMS（可靠性、可用性、可维护性和安全性）建设中的专用无线通信系统必须达到RAMS故障等级各级别的要求。
(2)专用无线通信系统CAD（计算机辅助调度系统）二次开发界面必须在PIS（旅客信息系统）、CCTV（闭路电视）、IPH等方面满足全自动无人驾驶中行调作为核心系统操作者的使用要求。
(3)系统结构须可靠性高、组网灵活、易于扩充。
(4)系统应考虑电气化铁道的特性，防止电机牵引所产生的谐波、杂波电流对无线通信系统的干扰。
(5)系统发生故障时，具有降级使用功能以及备用手段，以保证其基本功能的实现。
(6) 系统应具有足够的扩容、扩网能力。
4、系统组网方案
(1)初步可靠性分析
根据可靠性、可用性、可维护性和安全性（RAMS）的需求，故障的定义分为4个级别，分别是重大（Significant）、严重（Major ）、次要（Minor）、可忽略（Negligible）。
可靠性模型用来预测硬件系统可靠性或可用性，本系统采用MIL-HDBK-217模型对基站和直放站进行初步可靠性分析。摩托罗拉TETRA全基站计算结果为356,325小时，两基站之间的线路区间的MTBF（平均无故障间隔时间）达到Minor级别的要求。基站+直放站计算结果为87,804小时，基站和直放站之间的线路区间的MTBF达不到Minor的要求。
(2)为满足RAMS针对“Minor”级别的要求 ，10号线采用全基站覆盖方案进行组网。
(3)重叠覆盖
10号线的整体需求是基于列车无人驾驶的前提下，专用无线系统不仅需要完成话音通信，而且还要承载其他系统工作所需的数据业务。因此，不仅对专用无线系统的数据应用提出了更高的要求，同时要求系统具备更高的稳定性和可靠性。
在采取了全基站覆盖方案后提高了覆盖可靠性，在线路区间可实现重叠覆盖。当某中间站基站发生故障，它所负责的轨行覆盖区域可由相邻车站基站来提供信号覆盖，这样可以提高整个系统的可靠性。采用全基站并结合信号重叠覆盖方案可以达到RAMS所要求的4种故障级别要求。
(4)在采用全基站方式达到Minor级别的基础上，通过信号重叠覆盖以及系统建设时优化场强覆盖等手段，使系统达到Major的级别。
5、系统功能
除了具有选呼 、组呼、紧急呼叫等基本功能外，为满足无人驾驶的需求，10号线无线系统还具有以下新增功能：
(1)调度员能从调度台通过车载台实现与列车IPH系统的语音通信。
(2)调度员可通过调度台选择某列车或某几列车车厢内某个（些）摄像头的图像，以便将图像切换到监视器上。
(3)调度员能从调度台通过车载台实现对列车PIS系统文字信息的(即时的或预制的)传送和发送显示指令(根据需要可单次或重复显示预制信息)。
6、接口
10号线专用无线通信系统与其他很多系统都有接口，如传输、电源、信号、车辆、综合监控（ISCS）、车载综合监控（TISCS）等。本文重点说明与TISCS的接口。
在列车上，TISCS在车头和车尾各设置一台服务器，TETRA在车头和车尾各设置一台控制器。TISCS的车头服务器和TETRA的车头控制器通过RS485接口进行连接，TISCS的车尾服务器和TETRA的车尾控制器通过RS485接口进行连接。逻辑结构图如下：
(中国集群通信网 | 责任编辑：陈晓亮) |
