浅谈无线集群通信系统在深圳地铁蛇口线中的应用

摘要：无线集群通信系统对于提高地铁运营效率、确保行车安全和应对突发事件等方面，具有重要作用。笔者结合自身的工作体会，简要谈一下无线集群通信系统在地铁中的应用。

关键词：无线集群通信；地铁；应用

引言：

无线集群通信系统能够保证地铁的各专业系统如：调度、环控（防灾）调度、维修调度、车辆段值班等信息传递的相互独立性，使其在各自的通话组内的通信操作互不阻碍，并实现设备和频率资源的共享。在深圳地铁蛇口线首期工程中，无线集群通信系统为无线用户提供数据信息和语音通信服务。

1、深圳地铁蛇口线首期及其东延线工程概况

蛇口线首期工程从蛇口西站至世界之窗站，共设车站12座，其中地下站（赤湾站、口港站、海上世界站、水湾站、东角头站、湾厦站、海月站、登良站、后海站、科苑站、红树湾站、世界之窗站）。罗宝线既有的世界之窗站为罗宝线、蛇口线换乘站。在东滨路和后海滨路交叉口处设主变电所1处，在蛇口西设置车辆段。南端和北端线路均预留延伸条件。蛇口线与罗宝线共用竹子林运营管理控制中心（OCC）。

蛇口线东延线起于蛇口线首期工程终点世界之窗以北，止于罗湖区新秀片区，线路大致走向为：自蛇口线首期工程终点开始向东北方向延伸，下穿欢乐谷，经华侨城、安托山后沿侨香路行进。经景田路至深南大道东行，经福田中心区、中心公园至华强北。从荔枝公园转入深南路，在大剧院站与罗宝线、环中线接驳换乘，并沿深南大道延伸至东门，在黄贝岭站与环中线接驳换乘，止于新秀站。蛇口线东延线均为地下线。东延线共设车站17座，分别为侨城北站、深康站、安托山站（与7号线换乘）、侨香站、香蜜湖北站、香梅北站、景田站（与9号线换乘）、莲花山西站、福田站（与龙岗线、穗莞深城际线、惠深城际线、广深港客运专线换乘）、市民中心站（与4号线换乘）、岗厦北站（与16号线换乘）、华强北站、燕南站、大剧院站（与罗宝线）、黄贝岭站（与环中线换乘）、新秀站。

2. 深圳地铁蛇口线无线集群通信系统概述

深圳地铁蛇口线专用无线集群通信系统采用TETRA数字集群方式组网。800MHz TETRA数字集群系统主设备是由赛格通信有限公司进行二次开发、无线场强覆盖设计和系统集成的。系统除了能满足运营本身所需的列车无线调度通信和车辆段无线通信外，根据地铁运营管理的实际情况，还能满足日常管理所需的必要调度通信。可以为深圳地铁蛇口线内部固定人员（如OCC调度员、车站值班员等）和流动人员（如司机、运营人员、流动工作人员等），提供了安全、

稳定、高效的语音通信和数据通信服务。

OCC控制中心设置一台EADS的DXTiP TETRA数字集群交换机，以满足蛇口线首期工程及东延线工程专用无线集群通信的需求。系统结构采用单中心控制交换机+多基站+１级中继器的结构。该系统具有频率复用率高，话务分布较为均匀，越区切换几率少，系统可靠性高，工程造价低，扩容灵活方便等一系列优点。在竹子林调度控制中心设置中心控制交换机、调度台、操作维护终端、服务器及其它附属设备；沿线各站设置基站或中继器；隧道无线场强覆盖通过漏泄同轴电缆、室内/外场强覆盖通过天线实现。竹子林OCC控制中心设置的主要设备有网管服务器、DXTiP控制交换机、DSS服务器、TETRA网络管理终端、调度台音频连接器、调度台终端、TCS服务器、打印机、无线子系统集中网络管理终端、数字录音机等。

深圳地铁蛇口线通信系统是由多基站的集群系统形成一个有线、无线相结合的网络。主要设备由中心控制设备、基地台、基站、便携电台、车载台、光纤直放站、漏泄同轴电缆及天线等组成。中心控制设备到基站之间通过专用传输系统所提供的通道连接，基站到移动台之间采用无线连接，无线电波通过漏泄同轴电缆和天线辐射传播。系统构成框如图1所示。

图1TETRA系统网络图

深圳地铁蛇口线专用无线系统专用无线调度通信系统包括行车调度无线通信、车辆段无线通信、维修调度无线通信、环控调度无线通信、其他备用调度无线通信。可以使地铁行车调度、环控（防灾）调度、维修调度、车辆段值班等各专业系统保持相互独立性，使其在各自的通话组内的操作互不妨碍，同时又可传递列车状态信息，实现设备和频率资源的共享。

地铁蛇口线专用无线通信系统每个小区的划分是根据地铁运行特点，以车站划分，其中车辆段范围独立设置为一个小区，通过区域控制器的连接而构成分级管理区域网。相同的载波频率可在不同的工作小区同时使用。正常运行时各基站由设置在中心的主控制器控制，当基站在与主控制器失去联系时，它以单站集群方式支持单站系统的正常运行。

3.深圳地铁蛇口线无线通信系统网络结构

3.1 组网方式

本系统中心设备设置竹子林车辆段。各基站与交换机之间连接方式为星型点对点连接，隧道、车站、车辆段敷设漏泄电缆和天线，形成的一个有线、无线相结合的网络。系统设备主要由地铁竹子林车辆段移动交换控制中心设备、蛇口线行车调度、环控调度、综合调度、维修调度、蛇口西车辆段调度及后海停车场调度台、集中网管系统、TCS通信服务器、DSS服务器等设备、基站、光纤直放

站、列车车载台、固定台、移动人员便携台、天馈系统（包括漏泄同轴电缆、天线、射频电缆、功分器、耦合器等）以及传输通道等构成。蛇口线首期工程共设13个基站，其中12个设置在车站（其中预留一个车站），1个设置在车辆段。

3.2OCC、换乘站的场强覆盖方式

深圳地铁蛇口线无线通信系统控制中心（竹子林车辆段）与地铁罗宝线同处竹子林车辆段，互相独立。通过与罗宝线交换机上和新设蛇口线专用的调度、网管等设备对接实现。由于地铁罗宝线在竹子林设控制中心时，已全面可靠地进行了竹子林控制中心TETRA无线信号的场强覆盖。既有的罗宝线控制中心TETRA无线信号的场强覆盖完全能够满足在竹子林车辆段新设蛇口线控制中心场强覆盖的要求，所以OCC线控制中心只需采用与罗宝线交换机连接，就很容易与罗宝线竹子林车辆段共享基站无线信号资源。换乘站的场强覆盖方式是蛇口线首期工程与罗宝线在世界之窗站换乘。在该站采用新设基站的方式进行场强覆盖。在设置频点时要尽量与罗宝线在该站的频率分开，避免引起同频干扰；以似类推，东延段的换乘站也运用此方式进行场强覆盖。

3.3 车辆段场强覆盖方式

车辆段地面区间场强覆盖通过在蛇口西车辆段设置无线基站，基站天线架设在室外楼顶处。基站向室外全向天线输出能量，进行无线电波的传播和检修库、运用库等建筑物内外覆盖。对车辆段出入线服务区的场强覆盖通过在蛇口西车辆段的基站，室外天线覆盖至出入线洞口，在区间运行正线设置1-5/8″漏泄电缆至车辆段出入线洞口（隧道洞口以内），出入线洞口处（隧道洞口以外）设置定向天线并将其连接到正线的漏缆末端，形成车辆段出入线的场强覆盖重叠区（洞内向洞外至少延伸220米），以避免列车进出隧道洞口处时因信号瞬间跌落而产生通信中断。

3.4 频率配置与防雷保护

深圳地铁蛇口线TETRA无线通信系统采用的工作频段为806～821MHz（移动台发、基站收）851～866MHz（基站发、移动台收），频道间隔为25kHz，双工间隔为45MHz，各车站和车辆段、停车场基站均为2载频。

对设备的防雷保护通过在竹子林控制中心、车站、车辆段/后海停车场设置综合接地网，综合接地网的电阻值≤1Ω。室外铁塔天线设避雷针和防雷接地装置，避雷针上端与天线上端之间/或定向天线前端的夹角小于45°，接地电阻小于4Ω。连接室外天线的馈线可以采用串接防感应雷和浪通的同轴避雷器，馈线外皮在天线端、馈线中间、引入主体建筑物前的2或3个点接地等措施来防雷。

4、总结：

由于无线信道话务负荷平均分配、服务质量高、接续时间短、信令系统先进、可灵活的多级分组，具有自动监视、报警及故障弱化以及具有强大的扩展功能，

可以在扩展时不影响既有设备的使用等优点，目前地铁大多采用专用的无线集群通信网。

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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。