軌道交通無線通信業(yè)務(wù)類型及技術(shù)方案

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摘要：文章列出軌道交通無線通信業(yè)務(wù)類型，對(duì)現(xiàn)階段軌道交通行業(yè)所使用到的各種無線通信業(yè)務(wù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，歸納總結(jié)各種無線通信業(yè)務(wù)所對(duì)應(yīng)的類別，并提出各無線通信系統(tǒng)可行性技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：軌道交通；無線通信；業(yè)務(wù)類型

城市軌道交通無線通信系統(tǒng)是保障軌道交通遠(yuǎn)程指揮調(diào)度、災(zāi)難救援、安全運(yùn)營(yíng)的至關(guān)重要的通信子系統(tǒng)，對(duì)提高軌道交通運(yùn)輸?shù)男屎瓦\(yùn)營(yíng)安全性起著重要的作用。隨著城市軌道交通的整體發(fā)展和業(yè)務(wù)需求不斷增多，對(duì)無線通信系統(tǒng)的要求也越來越高，無線通信技術(shù)不斷更新，多種無線通信制式在軌道交通領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

1無線通信業(yè)務(wù)類型

按用途類別：可分為車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)和非車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)；其中車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)指的是關(guān)乎在線運(yùn)行的列車與地面之間實(shí)時(shí)的信息交互業(yè)務(wù)。按需求類別：可分為專用業(yè)務(wù)需求和非專用業(yè)務(wù)需求；其中專用業(yè)務(wù)需求指的是軌道交通內(nèi)部系統(tǒng)及內(nèi)部工作人員之間所開展的無線業(yè)務(wù)。按安全類別：可分為生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)和非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)；其中生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)指的是關(guān)乎列車安全運(yùn)營(yíng)的業(yè)務(wù)。按無線傳輸方向類別：可分為單向業(yè)務(wù)和雙向業(yè)務(wù)；其中單向業(yè)務(wù)指的是該業(yè)務(wù)是只單向傳遞（從終端至基站或從基站至終端）。

2無線通信業(yè)務(wù)簡(jiǎn)介

（1）信號(hào)系統(tǒng)業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)指根據(jù)列車在城市軌道交通線路上運(yùn)行的客觀條件和實(shí)際情況，對(duì)列車運(yùn)行速度及制動(dòng)方式等狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督、控制和調(diào)整的業(yè)務(wù)信息。（2）PIS緊急信息文本。該業(yè)務(wù)指地面PIS服務(wù)器通過車地?zé)o線通信系統(tǒng)傳送給車載PIS終端的緊急文本信息，實(shí)現(xiàn)在火災(zāi)、阻塞及恐怖襲擊等非正常情況下，通過PIS系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)緊急疏散提示。（3）列車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)信息。該業(yè)務(wù)指列車運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將傳感器采集到的列車關(guān)鍵參數(shù)通過車地?zé)o線傳輸系統(tǒng)傳送到地面監(jiān)測(cè)中心，同時(shí)中心反饋確認(rèn)信息至列車。（4）列車車載視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)指將列車駕駛室、客室的視頻監(jiān)控圖像通過車地?zé)o線通信系統(tǒng)傳輸?shù)降孛婵刂浦行?，進(jìn)行集中監(jiān)控。（5）PIS視頻業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)指由地面將視頻或圖像信息通過車地?zé)o線系統(tǒng)采用廣播或者組播傳輸?shù)娇褪覂?nèi)播放。（6）專用無線集群調(diào)度業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)是指線路運(yùn)營(yíng)、應(yīng)急和維護(hù)等需要的各種語(yǔ)音和數(shù)據(jù)呼叫通信和管理業(yè)務(wù)。（7）車輛段/停車場(chǎng)的數(shù)字平面調(diào)車業(yè)務(wù)。平面調(diào)車是在車輛基地平面牽出線上進(jìn)行的調(diào)車作業(yè)，平面調(diào)車任務(wù)的完成是通過調(diào)車長(zhǎng)及調(diào)車員等作業(yè)人員之間的通信來實(shí)現(xiàn)，通信內(nèi)容包括語(yǔ)音通話和調(diào)車操作作業(yè)指令傳送。（8）公安及消防無線通信業(yè)務(wù)。軌道交通公安及消防無線通信系統(tǒng)是是地面公安（消防）無線通信網(wǎng)絡(luò)通信能力的重要補(bǔ)充，是地面公安、消防無線通信系統(tǒng)在軌道交通指定范圍內(nèi)的延伸。（9）車輛智能化信息。車輛智能化信息的車地?zé)o線傳輸是指將車載所有的MVB數(shù)據(jù)全部傳輸?shù)降孛?，它主要由列車：硬線IO數(shù)據(jù)，各系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)（車輛信息、牽引數(shù)據(jù)、輔助數(shù)據(jù)、車門系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、火警系統(tǒng)、車載PIS系統(tǒng)等）及三級(jí)故障信息等組成。（10）乘客WiFi上網(wǎng)業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)指安裝了WiFi上網(wǎng)系統(tǒng)的列車，乘客可實(shí)現(xiàn)在列車上連接WiFi信號(hào)進(jìn)行無線上網(wǎng)。（11）400MHz數(shù)字對(duì)講業(yè)務(wù)。400MHz數(shù)字對(duì)講系統(tǒng)由專用數(shù)字集群系統(tǒng)（PDT、DMR等）的常規(guī)專用信道組成，在各車站/場(chǎng)段設(shè)置固定電臺(tái)，運(yùn)營(yíng)、保安、保潔等人員分別采用各自的信道進(jìn)行無線集群通信。（12）民用通信引入業(yè)務(wù)。民用通信引入系統(tǒng)是將地面移動(dòng)信號(hào)引入到軌道交通工程的地下空間，用于滿足運(yùn)營(yíng)商公共無線信號(hào)在城市軌道交通內(nèi)的延伸和覆蓋，為乘客、工作人員提供高質(zhì)量的公用移動(dòng)通信的服務(wù)。（13）地面城市無線政務(wù)網(wǎng)業(yè)務(wù)。城市無線政務(wù)網(wǎng)引入到軌道交通工程的地下空間，實(shí)現(xiàn)全市數(shù)字集群地上、地下一張網(wǎng)，從而為全市相關(guān)部門提供在一個(gè)地上、地下統(tǒng)一的指揮調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)。

3無線通信業(yè)務(wù)歸納總結(jié)

現(xiàn)階段軌道交通無線通信業(yè)務(wù)主要存在13種業(yè)務(wù)，可以分別在用途類別名，需求類別名，安全類別名和無線傳輸方案共四個(gè)方面歸納為下所述：（1）信號(hào)系統(tǒng)業(yè)務(wù)：車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)—專用業(yè)務(wù)需求業(yè)務(wù)—生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)—雙向傳輸業(yè)務(wù)。（2）PIS緊急信息文本業(yè)務(wù)：車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)—專用業(yè)務(wù)需求業(yè)務(wù)—生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)—單向下行傳輸業(yè)務(wù)。（3）列車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)信息：車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)—專用業(yè)務(wù)需求業(yè)務(wù)—生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)—雙向傳輸業(yè)務(wù)。（4）列車車載視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)：車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)—專用業(yè)務(wù)需求業(yè)務(wù)—非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)/生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)（應(yīng)急視頻調(diào)度）—單向上行傳輸業(yè)務(wù)。（5）PIS視頻業(yè)務(wù)：車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)—專用業(yè)務(wù)需求業(yè)務(wù)—非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)—單向下行傳輸業(yè)務(wù)。（6）專用無線集群調(diào)度業(yè)務(wù)：車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)—專用業(yè)務(wù)需求業(yè)務(wù)—生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)—雙向傳輸業(yè)務(wù)。（7）車輛段/停車場(chǎng)的數(shù)字平面調(diào)車業(yè)務(wù)：車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)—專用業(yè)務(wù)需求業(yè)務(wù)—生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)—雙向傳輸業(yè)務(wù)。（8）公安及消防無線通信業(yè)務(wù)：非車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)—非專用業(yè)務(wù)需求業(yè)務(wù)—非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)—雙向傳輸業(yè)務(wù)。（9）車輛智能化信息：車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)—專用業(yè)務(wù)需求業(yè)務(wù)—非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)—單向上行傳輸業(yè)務(wù)。（10）乘客WiFi上網(wǎng)業(yè)務(wù)：車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)—非專用業(yè)務(wù)需求業(yè)務(wù)—非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)—雙向傳輸業(yè)務(wù)。（11）400MHz數(shù)字對(duì)講業(yè)務(wù)：非車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)—專用業(yè)務(wù)需求業(yè)務(wù)—非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)—雙向傳輸業(yè)務(wù)。（12）民用通信引入業(yè)務(wù)：非車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)—非專用業(yè)務(wù)需求業(yè)務(wù)—非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)—雙向傳輸業(yè)務(wù)。（13）地面城市無線政務(wù)網(wǎng)業(yè)務(wù)：非車地?zé)o線傳輸業(yè)務(wù)—非專用業(yè)務(wù)需求業(yè)務(wù)—非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)—雙向傳輸業(yè)務(wù)。

4無線通信系統(tǒng)可行性方案

以上業(yè)務(wù)都需要通過無線通信技術(shù)進(jìn)行無線傳輸承載。由于以上無線通信業(yè)務(wù)在業(yè)務(wù)類型、業(yè)務(wù)的重要性、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)量的需求大小、相關(guān)的使用要求等多方面存在較大差異，因此需要選擇多種無線通信技術(shù)來滿足不同類別的無線通信業(yè)務(wù)的無線傳輸。據(jù)統(tǒng)計(jì)與調(diào)研，近幾年軌道交通行業(yè)內(nèi)應(yīng)用的無線通信技術(shù)（運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)技術(shù)除外）主要有9種：LTE、WLAN、DVB-T、TETRA、PDT、DMR、EUHT、LTE-U、WirelessFiber等。從對(duì)資源的充分利用、技術(shù)的發(fā)展前景、運(yùn)營(yíng)的現(xiàn)場(chǎng)要求等方面綜合考慮，給出軌道交通無線通信系統(tǒng)的推薦方案。（1）信號(hào)系統(tǒng)業(yè)務(wù)、PIS緊急信息文本業(yè)務(wù)、列車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)信息。以上三種業(yè)務(wù)皆屬于生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)和專用業(yè)務(wù)，在軌道交通行業(yè)推薦采用基于1.8GHz的TD-LTE系統(tǒng)進(jìn)行無線承載。（2）列車車載視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)和PIS視頻業(yè)務(wù)。以上兩種業(yè)務(wù)皆屬于非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)和專用業(yè)務(wù)，在軌道交通行業(yè)推薦采用IEEE802.11系列、EUHT、LTE-U或WirelessFiber系統(tǒng)單獨(dú)承載的車地?zé)o線方案，或者在頻率資源充足的情況下，采用基于1.8GHz的TD-LTE系統(tǒng)與信號(hào)系統(tǒng)業(yè)務(wù)、PIS緊急信息文本業(yè)務(wù)、列車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)信息進(jìn)行綜合無線承載。（3）專用無線集群調(diào)度業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)屬于生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)和專用業(yè)務(wù)，在軌道交通行業(yè)推薦采用800MHzTETRA系統(tǒng)進(jìn)行承載，或者在頻率資源充足的情況下，采用基于1.8GHz的TD-LTE系統(tǒng)與信號(hào)系統(tǒng)業(yè)務(wù)、PIS緊急信息文本業(yè)務(wù)、列車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)信息進(jìn)行綜合無線承載。（4）車輛段/停車場(chǎng)的數(shù)字平面調(diào)車業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)屬于生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)和專用業(yè)務(wù)，在軌道交通行業(yè)推薦采用400MHz數(shù)字平面調(diào)車系統(tǒng)進(jìn)行無線承載。（5）公安及消防無線通信業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)屬于非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)和非專用業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)的建設(shè)方案依賴于地面公安及消防無線通信系統(tǒng)的建設(shè)方案及未來規(guī)劃。（6）車輛智能化信息。該業(yè)務(wù)屬于非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)和專用業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)可整合進(jìn)列車車載視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)和PIS視頻業(yè)務(wù)的車地?zé)o線傳輸。（7）乘客WiFi上網(wǎng)。該業(yè)務(wù)屬于非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)和非專用業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)建議由運(yùn)營(yíng)商的5G系統(tǒng)進(jìn)行替代。（8）400MHz數(shù)字對(duì)講系統(tǒng)。該業(yè)務(wù)屬于非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)和專用業(yè)務(wù)，在軌道交通行業(yè)推薦采用400MHzPDT或DMR系統(tǒng)進(jìn)行無線承載。（9）民用通信引入業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)屬于非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)和非專用業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)的建設(shè)方案依賴于地面電信運(yùn)營(yíng)商的建設(shè)方案及未來規(guī)劃。（10）地面城市無線政務(wù)網(wǎng)業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)屬于非生產(chǎn)安全信息網(wǎng)業(yè)務(wù)和非專用業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)的建設(shè)方案依賴于地面政府相關(guān)部門的建設(shè)方案及未來規(guī)劃。

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作者：熊楨 單位： 中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司