主頁（http://www.www.jjxinkai.com）：摩托羅拉TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)在上海軌道交通10號線中的應(yīng)用

中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 盧瀅

1、建設(shè)背景
隨著城市的快速發(fā)展和人們對交通安全性、快捷性、環(huán)保性要求的提升，城市軌道交通建設(shè)進(jìn)入了一個高潮時期。城市軌道交通專用無線通信作為高速運(yùn)行的地鐵列車與運(yùn)營管理機(jī)構(gòu)之間唯一的通信手段，擔(dān)負(fù)著提高運(yùn)營效率、保障行車安全及乘客生命安全的重要使命。

上海市至2012年將建設(shè)約510公里的軌道交通網(wǎng)絡(luò)。中心城內(nèi)完成車站數(shù)約為275個，形成大型換乘樞紐9個，換乘站37個。至遠(yuǎn)期規(guī)劃年限軌道交通共將建設(shè)22條線路。

根據(jù)國家無線電管理部門對軌道交通無線系統(tǒng)制式和使用頻段的統(tǒng)一規(guī)劃，本系統(tǒng)采用800MHz頻段的TETRA數(shù)字集群無線通信系統(tǒng)。2005年申通集團(tuán)完成了上海軌道交通1至13號線即軌道交通基本網(wǎng)絡(luò)無線通信系統(tǒng)的招標(biāo)工作，確定采用摩托羅拉公司的TETRA無線集群設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)建設(shè)軌道交通無線系統(tǒng)。作為基本網(wǎng)絡(luò)中一部分的軌道交通10號線，其專用無線通信系統(tǒng)也采用摩托羅拉公司的TETRA設(shè)備。

2、上海軌道交通10號線概述
10號線是一條穿越城市東西向客運(yùn)走廊的徑向線，一期全程共計(jì)長約36.221km，其中主線（虹橋火車站站——新江灣城站）31.254公里，支線（龍溪路站——航中路站）4.967公里，共設(shè)31座地下車站，在吳中路設(shè)一停車場。設(shè)主備控制中心（OCC），主用OCC設(shè)在吳中路停車場，備用OCC設(shè)在8號線中山北路控制中心。

本系統(tǒng)是上海市軌道交通無線通信網(wǎng)絡(luò)（涵蓋22條軌道交通線的無線通信系統(tǒng)）的組成部分，包括31個車站及區(qū)間、停車場、控制中心的基站、直放站、調(diào)度臺、固定臺、車載臺、漏泄同軸電纜等TETRA集群設(shè)備和纜線材料。

3、設(shè)計(jì)原則
10號線是上海市第一條無人駕駛的軌道交通線路，因此對作為通信聯(lián)絡(luò)重要工具的專用無線通信系統(tǒng)有更高的要求。
(1)為滿足全自動無人駕駛的運(yùn)營需求，對于納入核心系統(tǒng)RAMS（可靠性、可用性、可維護(hù)性和安全性）建設(shè)中的專用無線通信系統(tǒng)必須達(dá)到RAMS故障等級各級別的要求。
(2)專用無線通信系統(tǒng)CAD（計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度系統(tǒng)）二次開發(fā)界面必須在PIS（旅客信息系統(tǒng)）、CCTV（閉路電視）、IPH等方面滿足全自動無人駕駛中行調(diào)作為核心系統(tǒng)操作者的使用要求。
(3)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)須可靠性高、組網(wǎng)靈活、易于擴(kuò)充。
(4)系統(tǒng)應(yīng)考慮電氣化鐵道的特性，防止電機(jī)牽引所產(chǎn)生的諧波、雜波電流對無線通信系統(tǒng)的干擾。
(5)系統(tǒng)發(fā)生故障時，具有降級使用功能以及備用手段，以保證其基本功能的實(shí)現(xiàn)。
(6) 系統(tǒng)應(yīng)具有足夠的擴(kuò)容、擴(kuò)網(wǎng)能力。

4、系統(tǒng)組網(wǎng)方案
(1)初步可靠性分析
根據(jù)可靠性、可用性、可維護(hù)性和安全性（RAMS）的需求，故障的定義分為4個級別，分別是重大（Significant）、嚴(yán)重（Major ）、次要（Minor）、可忽略（Negligible）。

可靠性模型用來預(yù)測硬件系統(tǒng)可靠性或可用性，本系統(tǒng)采用MIL-HDBK-217模型對基站和直放站進(jìn)行初步可靠性分析。摩托羅拉TETRA全基站計(jì)算結(jié)果為356,325小時，兩基站之間的線路區(qū)間的MTBF（平均無故障間隔時間）達(dá)到Minor級別的要求。基站+直放站計(jì)算結(jié)果為87,804小時，基站和直放站之間的線路區(qū)間的MTBF達(dá)不到Minor的要求。

(2)為滿足RAMS針對“Minor”級別的要求 ，10號線采用全基站覆蓋方案進(jìn)行組網(wǎng)。

(3)重疊覆蓋
10號線的整體需求是基于列車無人駕駛的前提下，專用無線系統(tǒng)不僅需要完成話音通信，而且還要承載其他系統(tǒng)工作所需的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。因此，不僅對專用無線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用提出了更高的要求，同時要求系統(tǒng)具備更高的穩(wěn)定性和可靠性。

在采取了全基站覆蓋方案后提高了覆蓋可靠性，在線路區(qū)間可實(shí)現(xiàn)重疊覆蓋。當(dāng)某中間站基站發(fā)生故障，它所負(fù)責(zé)的軌行覆蓋區(qū)域可由相鄰車站基站來提供信號覆蓋，這樣可以提高整個系統(tǒng)的可靠性。采用全基站并結(jié)合信號重疊覆蓋方案可以達(dá)到RAMS所要求的4種故障級別要求。

(4)在采用全基站方式達(dá)到Minor級別的基礎(chǔ)上，通過信號重疊覆蓋以及系統(tǒng)建設(shè)時優(yōu)化場強(qiáng)覆蓋等手段，使系統(tǒng)達(dá)到Major的級別。

5、系統(tǒng)功能
除了具有選呼 、組呼、緊急呼叫等基本功能外，為滿足無人駕駛的需求，10號線無線系統(tǒng)還具有以下新增功能：
(1)調(diào)度員能從調(diào)度臺通過車載臺實(shí)現(xiàn)與列車IPH系統(tǒng)的語音通信。
(2)調(diào)度員可通過調(diào)度臺選擇某列車或某幾列車車廂內(nèi)某個（些）攝像頭的圖像，以便將圖像切換到監(jiān)視器上。
(3)調(diào)度員能從調(diào)度臺通過車載臺實(shí)現(xiàn)對列車PIS系統(tǒng)文字信息的(即時的或預(yù)制的)傳送和發(fā)送顯示指令(根據(jù)需要可單次或重復(fù)顯示預(yù)制信息)。

6、接口
10號線專用無線通信系統(tǒng)與其他很多系統(tǒng)都有接口，如傳輸、電源、信號、車輛、綜合監(jiān)控（ISCS）、車載綜合監(jiān)控（TISCS）等。本文重點(diǎn)說明與TISCS的接口。

在列車上，TISCS在車頭和車尾各設(shè)置一臺服務(wù)器，TETRA在車頭和車尾各設(shè)置一臺控制器。TISCS的車頭服務(wù)器和TETRA的車頭控制器通過RS485接口進(jìn)行連接，TISCS的車尾服務(wù)器和TETRA的車尾控制器通過RS485接口進(jìn)行連接。邏輯結(jié)構(gòu)圖如下：
(中國集群通信網(wǎng) | 責(zé)任編輯：陳曉亮)