地铁通信系统

地铁通信系统（共11篇）

地铁通信系统 篇1

城市化水平的提升带来了城市人口的急剧增加, 人们的出行需求提高, 私家车的行驶对城市交通了造成了极大的负担, 城市急需一种有效的交通运输方式来改变目前的交通现状。而地铁作为一种安全、方便、快捷的交通方式, 就正好满足了城市的需求。然而, 地铁的建设是一项极其复杂的工作, 要想保证地铁建设的顺利开展以及地铁建成以后的良好运行就必须加强对于地铁的研究。本文主要通过对地铁通信系统的子系统之一传输系统的分析, 谈论了地铁运行的一个方面的问题。

1 地铁传输系统的相关问题分析

地铁是目前城市交通运行中一种较为高速便捷的运输方式, 它不仅运输量大、安全舒适, 还能够有效的降低能耗, 减轻交通污染。而地铁通信系统作为地铁运行中的一个重要组成部分, 在连接地铁运行的各个环节中发挥着不可替代的作用。地铁传输系统作为地铁通信系统的一个子系统, 对于地铁通信系统作用的正常发挥是必不可少的。因此, 对于地铁传输系统的研究是尤为必要的。本文接下来就通过对地铁传输系统的一些相关问题的分析, 简单介绍一下目前我国地铁传输系统的现状。

地铁传输系统作为地铁通信系统的一个必不可少的环节, 在地铁通信中构成了一个庞大的通信传输网络, 对于地铁的正常运行起着极大的作用。它主要是为地铁通信传送一些快速、精确、可靠的信息, 以满足地铁通信对于图像、文字、语言、数据等相关信息的需求。地铁通信过程中的许多环节都需要用到传输系统, 比如地铁内的无线通信、有线电话、闭路电视、地铁时钟以及其他同步系统等, 均需要传输系统信息的提供。由于地铁通信系统对于信息来源的可靠性以及信息传递的及时有效性要求非常高, 传输系统需要具备的条件非常之多。

首先地铁传输系统必须有光纤数字设备作为信息传送的支撑, 同时使用通道自愈的环网结构, 以满足通信系统对于主备用通道信息传递的50m/s的要求, 提高信息传递的可靠性。其次, 地铁传输系统还必须具备各种接口, 能够接入不同网络设备, 及时接受传递相关信息。再者, 地铁传输系统在建设伊始就已经确定了系统用户的种类以及用户数量, 这两者一般不会再有太大的变更。除此之外, 一个完善的地铁传输系统还必须同时满足实时业务以及非实时业务的工作需求。

就我国已经建成地铁交通的城市地铁运行状况来看, 地铁传输系统的传统运输方式已经难以满足现代地铁交通的需求。目前, 我国现有的地铁传输系统多是由光纤传输、无线集群通信、泄漏电缆传输、路站监控、路控电话等的子系统以及中继器构成, 它们共同作用在地铁的信息传输中发挥着作用。这个通信过程一般通过以下几个步骤实现的:首先是调度员发出信息, 经由控制中心及无线移动传递信号到集群基站, 再由基站将信息通过电缆传送给各车站中继器, 随后中继器把信号放大, 再反馈给泄漏电缆, 最终由相关人员接收信息。这样的传输方式只能满足工作人员信息的互相传递, 无法满足公众的需求。因此, 必须加强改进原有技术、不断探索新技术, 以满足现代地铁通信系统对于信息传输系统的日益提升的需求。

2 地铁传输系统的相关传输方案

当今时代, 人们对于地铁建设提出了越来越高的要求, 地铁通信传输系统面临着技术改革的局面。因此, 必须对现有的通信传输方式做一定的了解, 以便于针对这些传输方案存在的优势及不足, 对以后的传输方案做出优化的设计。接下来本文就分别介绍一下目前地铁传输系统应用的几个方案。

2.1 OTN——开放式的传输网络

OTN是针对专网研发设计的一种信息传输方案, 它更适合在那些业务种类比较齐全但是数量较少的专用地铁网络中使用。这种传输网络还能够有效地满足用户开发专用电路接口的需求, 但是, 它的功能决定了它不能有效地实现联网。为此, 西门子公司又研发出了一种基于SDH的互联标准接口, 即E1、E3和STM-1接口, 这样以来就大大的满足了互联的需求。OTN传输网络又进一步采用了复用方式将电信号调整为光信号, 这样就可以对TDM发出的信息做出良好的反应。但是, 这种复用方式具有极高的光信号收发板需求。除此之外, OTN网络节点的互联是通过光纤链路来实现的, 这种光纤链路组成相互反向循环的一个环路, 将各种节点都包含在内。这两个反方向的循环线路组成一个相互补充的工作模式, 一旦其中之一损坏, 另一个就可以及时地维持工作, 从而达到环路功能自愈的效果。但是, 这种系统的完善必须通过节点的叠加来实现, 这就产生了极高的成本造价。

2.2 SDH——综合业务的传输方案

SDH是在上个世纪的90年代初实现商用的一种同步数字传输模式, 这种模式安全可靠、可行性高, 能够满足通用的需求, 目前广泛应用于高铁、铁路以及电力、石油工程等方面, 是现代的电信传输网络基础。SDH采用了全球统一的接口, 能够保证各种设备的兼容, 可以在整个过程中实现协调工作。这种传输方式还具备了网路自愈的功能, 能够有效地提高网络资源使用效率。但是, SDH支持的方式是一种简单的点到多点之间的电路交换的方式, 在网络开始启动后就要建立固定的传输链路, 宽带利用率依旧是处于较低的水平。而且, 这种传输方式也没有为宽带广播以及视频传输等安装直接的接口, 在使用的时候必须同时配合其他的许多设备来使用, 比较难以管理。

2.3 ATM——异步传输的模式

ATM作为一种异步传输模式, 是为宽带综合业务的数字网络传播而设的标准信息传输方式。这种传输方式具有统一的全球网络节点, 能够实现不同设备的兼容及联通, 而且能够实现对宽带的动态分配, 从而提高了网络利用率。除此之外, ATM使用了异步的时分复用传输方式, 还能够支持多业务及多媒体的应用, 尤其利于图像的传输, 具备高端的网络管理效能。但是, ATM系统的自愈环在倒换时间的时候比较难以控制, 很难通过路由器实现对于网络的迂回保护。与此同时, ATM管网需要不断地重新计算起终点的路由通道, 根本无法实现50m/s的通信要求。

2.4 RPR——弹性分组环的传输技术

RPR是一种新型的传输模式, 它以IP业务为基础, 技术先进, 而且能够有效地实现互联, 其网络管理可靠、可行, 并且能够支持传统的业务。这种传输模式对地铁所涉及的视频、语音以及各种数据等, 都能够提供很好的网络组合方案。RPR采用的是环状的拓扑结构, 结构简单, 但是能够涵盖所有的节点、实现节点的顺利交换。它还使用了最优化的时钟信号发布方式, 能够随时保持与网络的同步。但是, 目前RPR研发还存在着厂家之间兼容互通的一些问题, 没能够实现国产化, 这样以来它的造价就相当高了。

3 各种传输模式的比较分析

通过对以上几种传输方式的分析, 可以说, 目前我国的地铁通信建设还没能找到一个切实有效的信息传输方式。OTN以及RPR的造价都相当高, 而且OTN还只能应用于专网的信息传输, 这样以来, 这两种传输模式都无法在短时期内实现有效的应用。而SDH又是为固定的宽带分配而设置的, 不能良好地应对现代复杂的业务需求, 如果想要应用也必须先对其进行一定的改革。再说ATM, 这种传输模式不能够有效地满足通信信息传递的速度需求, 而且还需要多种网络的重复建设, 造价也是非常高的。

由此可见, 目前比较适用的便是新兴的RPR传输模式。但是, 地铁设施作为一个原本就造价昂贵的交通设备, 对于其建设已经不是普通的城市能够负荷的, 它只能在某些大型城市实现。PRP价格之高, 更是使得目前各个想要建设地铁交通的城市望而却步。所以, 作为一个交通效果良好将来一定会大范围建设的地铁设施来讲, 降低目前适用的信息传输设备的造价是一项非常紧急的任务。各个相关研究部门必须不断地研发新技术, 以便于城市人群能够早天摆脱拥挤的交通状况。

4 结论

地铁作为一种新兴的城市交通方式, 对于城市人群出行的交通需求是一种极大的满足。但是, 由于其工程造价的高昂以及施工建设的复杂, 目前在我国只有几个城市拥有地铁。因此, 相关人员必须加大地铁技术的研发, 使我国更多的城市居民能够享受到地铁带来的便利。而作为地铁建设最为重要的一个部分的通信建设, 更是一项迫在眉睫的任务。不仅其他城市对于地铁通信系统有较高的需求, 那些已建成地铁交通设备的城市也已经不能满足于旧有的通信系统。所以, 必须加快对于地铁通信系统的完善。通信系统的关键环节信息传输子系统更是不可避免的成为研发和改进的重点, 通过以上对于传输模式的分析, 可见我国的地铁通信传输还存在着许多重大的问题, 必须将这些问题切实地解决好, 才能够将各个环节连接起来以进行更好的地铁建设。

参考文献

[1]吴招锋, 周俊, 林必毅.地铁无线通信技术的探究[J].现代城市轨道交通, 2010 (3) .

[2]胡昌桂.地铁3G移动通信系统引入解决方案[J].铁道勘测与设计, 2010 (2) .

[3]于荣新.地铁通信系统传输中易出现的问题及应对方案研究[J].中国科技财富, 2010 (8) .

[4]张骞, 张建辉, 孙述桂, 郭文龙, 张小勇, 潘福初.基于光通信技术的CPLD或FPGA ISP技术[J].光通信技术, 2011 (5) .

[5]杜铮.中国移动集团大客户专线省际传送网的方案设计与实现[D].西安电子科技大学, 2011.

[6]张育萍.城市轨道交通中通信系统传输技术比较与分析[J].现代城市轨道交通, 2009 (5) .

[7]彭良勇, 徐习博.基于MSTP平台的以太网技术在铁路客运专线中的应用[J].铁路技术创新, 2010 (5) .

[8]第二届《信息安全与通信保密》杂志理事会暨第一届《通信技术》年会征文通知.信息安全与通信保密, 2009 (7) .

地铁通信系统 篇2

摘 要 结合广州地铁1、2号线工程经验,对地铁移动通信系统的各种条件下的切换方案设计进行探讨,包括隧道间小区切换、换乘站的上下层切换、站内和站外切换、隧道和地面切换等。关键词 地铁 移动通信 切换 基站

为了实现地铁移动通信信号的覆盖,必须在地铁内部建立专门的无线信号覆盖系统,由于存在多个基站来实现对地铁的信号覆盖,同时,移动用户经常是在移动的列车中或地铁出入口通信,因此,必然存在切换问题,下面结合广州地铁1、2号线的工程经验,对地铁移动通信系统切换方案设计进行探讨。1 切换的概念

切换是指在蜂窝系统中,移动台从一个信道或基站切换到另一个信道或基站的过程。这种切换操作过程不仅要识别新基站,还要将话音和信令信号分派到新基站的信道上。在小区内分配空闲信道时,用户的切换请求优于用户初始呼叫请求。切换是在不被用户察觉的情况下实现这个过程的,且一旦切换完成,移动台不应立即再切换。切换发生的门限值是在系统安装时进行初调的,且初始参数设置取决于系统性能要求,不能随意改变。切换的目的就是维持高质量的信号质量、平衡小区之间的业务量及恢复出现故障的控制信道,切换主要有以下三种形式。

1)信号质量切换

当基站接收到的移动台信号电平低于预分配门限值时就开始进行切换过程,服务基站通知移动业务交换中心(MSC),请求邻近所有其他小区,以便确定可最佳接收移动台信号的某小区,然后就把新的信道号通知给服务基站,以便移动台进行切换。

2)业务量平衡切换

本切换方式主要是为了平衡不同小区之间的负荷,以使每个小区不会出现过载现象。当相邻小区间重叠范围很大时,负载平衡是最有效的,这种平衡的实现可用“引导切换”技术来完成。

3)控制信道出现故障切换

在控制信道出现故障,此时可用一个话音信道作为备份控制信道。该特性设计的系统在控制信道出现故障时,如果移动台正在使用原指定的备份控制信道通话,则此时要求移动台切换到另一个话音信道工作,由故障引起切换的主要目的就是将此信道释放话音业务而准备控制信道。

切换的种类主要有小区内切换、基站控制器(BSC)内切换、移动交换中心(MSC)内切换、移动交换中心(MSC)间切换、网络间切换等。

在数字蜂窝系统中,是否切换是由移动台来辅助完成的。在移动台辅助切换中,每个移动台监测根据周围基站发出的信号进行无线测量,包括测量功率、距离和话音质量,这三个指标决定切换的门限。无线测量结果通过信令信道报告给基站子系统中的基站收发信台,经过预处理后传送给基站控制器,基站控制器对综合功率、距离和话音质量进行计算且与切换门限值进行比较,然后再决定是否进行切换。

数字蜂窝系统中的切换有时也称为硬切换。但在CDMA蜂窝系统中,由于不用按信道化的无线系统那样在切换期间分配一个不同的无线信道,扩频通信用户在每个小区里都共享相同的信道。因此,切换并不意味着所分配信道上的物理改变,而是由不同的基站来处理无线通信任务。通过同时估算多个相邻基站接收到的同一个用户的信号,MSC能够及时判断出任何时刻用户信号的最佳情况。

从不同基站接收到的瞬时信号中进行选择的处理称为软处理。软切换与硬切换的差别在于:硬切换需要先中断与原基站的联系,再在一指定时间内与新基站取得联系;而软切换就是当移动台需要与一个新基站通信时,并不需要先中断与原基站的联系。软切换只能在相同频率的CDMA信道间进行。2 地铁移动通信切换方案考虑

地铁站内的切换形式一般是信号质量切换,多数为MSC内切换,其类型主要有隧道间小区切换、换乘站上下层切换、站内和站外切换、隧道和地面切换等。2·1 隧道间小区切换

地铁内移动通信系统与地面移动通信系统之间的最大区别是全部在地下,而且大部分在隧道里面。这样一来,在隧道里面,在运行的车辆上保证越区切换的顺利进行就成了一个重要问题。

由于地铁隧道区间是链状覆盖网,一般基站(BTS)频率复用都采用隔站复用,因此列车行进方向的切换(本小区与邻小区)位于区间中部,而此时列车的车速也达到最高,同时列车又是金属外壳,这些都给切换带来了困难。由于隧道是地下一个封闭的圆柱形空间,隧道效应使高频信号衰减很快,为了保证隧道内的信号均匀分布,隧道内都使用漏泄同轴电缆(LCX)。

为了保证移动通信可通率大于等于98%,保证切换顺利进行的一个有效手段就是正确设计场强的覆盖,或者说,在系统场强覆盖设计时着重从以下两个方面考虑选用系统及设备的参数。

(1)在漏泄电缆场强覆盖区段,为满足无线通信覆盖可通率大于等于98%的系统要求,首先应正确选用漏泄电缆的95%接收概率的耦合损耗值(因为厂家提供的产品指标只有95%接收概率的耦合损耗值),该值与漏泄电缆LCX型号及频段有关(50%接收概率耦合损耗值与95%接收概率耦合损耗值相差3~14dB),然后再加一定的余量(对应于可通率98%,系统场强余量应再增加1.4dB)。具体计算如下[1]:

式中,P{x≥Pmin}为接收信号大于接收机输入端要求的最低保护功率电平Pmin的通信概率,Md为通信概率为98%时接收机输入端要求的中值信号电平,σ为位置分布和时间分布的标准偏差[2]。由式(1)可得

Pmin+2.05×7.5=Pmin+15.4dB

其中,σ为7.5dB(900MHz城市、混合路径标准偏差)。

由此可见,为满足98%的时间、地点通信概率,系统余量,应在50%的概率上增加15.4dB;与为满足95%的时间、地点通信概率,系统余量应增加14dB,相差1.4dB。故在漏泄电缆覆盖区段,为达到98%的时间、地点概率,系统余量应在95%概率值下再增加1.4dB。此理论数据值与在深圳地铁竹子林隧道实测的漏泄电缆95%与98%接收概率耦合损耗差值(0.8~2.3dB)非常接近。

还有一个工程措施,即让区间中点的漏泄电缆LCX联通,使两边基站来的信号尽量形成较多的重叠区,保证在列车高速运行下的切换顺利进行。

由于在设计中保证了98%以上区域各信号的最弱电平为-80dB(m),保证了切换时不会因为信号变化太快造成掉话。还有一个工程措施,即让区间中点的漏泄电缆LCX联通,使两边基站来的信号尽量形成较多的重叠区,当列车高速运行经过隧道中段时,原小区信号逐渐减弱,切入小区的信号逐渐增强,没有信号突然消失的情况,避免了移动台因为切换时间不足造成掉话。通过在网络中设置相应参数,将各隧道的覆盖场强调整到合适的水平,可以使切换更加平滑。

一般情况下小区间进行正常切换需要6~10s时间,对于切换区应满足12s切换的最低要求,而列车在隧道中段最高速度为80km/h,12s内行进的距离为

在理想情况下,本小区与相邻小区的信号在LCX中传输损耗是相同的,因此它们的场强衰减特性曲线相对于它们的交点是对称的,所以LCX的越区切换损耗余量可由本小区与相邻小区各负担一半,即1/2×267m=133m。对应于LCX传输损耗24dB/km,越区切换损耗余量为24×(1/1000)×133=3.1dB,参见图1。

所以,要保证隧道中的切换区长度超过266.7m。根据漏缆指标计算得知:900MHz信号在133m的漏缆中共衰减3.1dB,所以在最坏情况下原小区的900MHz信号将衰减到-80-3.1=-83.1dB(m),将驶入小区的900MHz信号强度增强到-80+3.1=-76.9dB(m),所以信号强度相差超过6dB,可保证通过场强比较的方式进行切换。2·2 换乘站切换

对于天线的配置,换乘站应统一规划信号切换区域,如换乘站是一次建成的,则尽量考虑用一个基站的信号来完成覆盖;如因工期或其他各种原因无法在一个基站范围内来完成信号覆盖的,则需在可能情况下,做出优化方案:①尽量减少重叠区域;②尽量减少短时间切换区域;③重叠区效应影响下的乒乓切换尽量安排在相对宽敞的区域,以尽量避免多径影响下的乒乓切换。

在广州地铁公园前地铁站,是1、2号线的换乘站,1号线站厅部分在1999年就投入使用,2号线站厅部分在2003年才投入使用,因此在站厅就需要1号线和2号线基站的信号才能完成覆盖。在工程设计中,考虑了以上的重点,如尽量减少重叠区域等,实现了各个区域的平滑切换。2·3 车站出入口切换

(1)交叠区保证:车站出入口附近一定要设置天线,使站厅信号与站外信号的交叠区尽量在出入口通道附近。

(2)梯度/平滑性的保证:出入口附近站内信号的梯度及平滑性容易保证;站外信号的梯度及平滑性受多径效应及地面多个基站天线的覆盖规划因素的影响较大,如有问题应与运营商共同协调解决。

在广州地铁2号线的个别车站,虽然在出入口附近布置了天线,但在出站时仍然无法实现与站外基站的正常切换,后经与运营商协调,通过其网络优化解决了切换问题。2·4 隧道与地面切换

隧道与地面切换情况如图2所示,要保证有足够的信号交叠区,可采用以下措施:

(1)延长LCX方式或洞口设置定向天线(延长洞内信号,使交叠区向外);

(2)设置直放站方式(延长洞内信号,使交叠区向外);

(3)隧道引入地面信号,使交叠区向内,由于各运营商地面基站设置的不同、向隧道引入地面信号实现起来相对复杂。

延长LCX、设置隧道口直放站方式均要注意,延长区域应足够长,使地面到隧道切换交叠区选择在一个稳定区域内。如果相邻地面车站需要覆盖,就可使其信号向隧道方向延伸,取得切换信号的“优势锁定”。实施中应兼顾上、下行行车方向,并与运营商做好切换规划的配合。在广州地铁1号线坑口地面站与花地湾站隧道入口处,场强覆盖就是采用了这种方式,将覆盖区域向外增加100m左右,避免了初期进出隧道时经常出现的掉线现象。结语

为保证在隧道内无线信号的顺利切换,应保证98%以上区域各信号的最弱电平为-80dBm,同时让区间中点的漏泄电缆LCX联通,使两边基站来的信号尽量形成较多的重叠区。换乘站应尽量减少重叠区域及短时间切换区域,重叠区效应影响下的乒乓切换应尽量安排在相对宽敞的区域,以尽量避免多径影响下的乒乓切换。车站出入口应保证交叠区及信号的梯度/平滑性,隧道与地面应保证有足够的信号交叠区。

地铁通信常用传输系统的应用分析 篇3

【关键词】 地铁 通信 传输系统

随着现代社会与文明的不断进步，现阶段我国在科技研发领域取得了十足的进展，其被广泛应用于各行业、产业部门。以交通为例，当地地铁作为一种现代社会公共交通工具，以其独有的快捷、安全、舒适、节能、环保等优势特点被社会大众所喜爱。本文就地铁通信常用传输系统的应用，结合着实际发展需求，简要表述以下看法和认识。

一、地铁车地无线通信技术

在新时期，我国城市地铁轨道交通的建设又上升了一个台阶，发展到了一个新高度，在某些领域甚至处在世界领先水准。关于地铁车地无线通信技术，以西安市地铁一号线和二号线为例，主要包括四个层面，分别是列车语音调度、列车运行控制、列车乘客信息系统、车载视频监控系统。其中，列车运行控制（Communication Based Train Control System ，简称CBTC）即通信列车控制技术，该技术是相对于传统的城际轨道将电路控制类列车而言的，它们最大的不同，也是CBTC的优势所在，即运行状态上的差异。列车运行控制系统将无线通信技术完美的嵌入到了整个系统控制平台内部，最优化地实现了列车与地面设备相互之间的通信状态。

目前，从全国地铁交通事业建设与产业发展的角度来看，包括西安在内，地铁CBTC业务主要是由TETRA网络和WLAN网络来承载，前者属于一种专用的通信网络，它在整个通信系统平台内的功用主要是负责提供语音调度，而后者则是一种达到世界水准的成熟的无线局域网络技术，它在整个系统平台内的作用则是专门负责列车运行控制操作及相关数据业务的处理等。

本文在这里重点介绍的是西安一号交通地铁线通信系统中的传输系统，前面提到的是四个总框架，而实际运营中通信系统涉及的面就比较多，传输系统在整个框架内，与无线通信系统、电源接地系统、时钟同步系统、环境监控系统、自动售票系统、列车运行控制系统以及乘客信息系统高度融为一体。传输系统在其中起到着不可或缺的作用。下面结合着移动网络通信技术的嵌入，结合着几大通信应用技术，重点围绕着地铁通信传输系统予以设计与分析。详见下述图1。

二、地铁通信常用传输系统的应用分析

从现阶段全国范围内来看，城市地铁通信技术的发展，在很大程度上取决于通信传输技术的研发和技术。包括西安市在内，像在该领域比发展水平比较高，体系比较成熟的上海、北京、广州和南京等城市，主要的传输技术应用比较广。包括有，多业务传输平台，异步传输模式、准同步数字系统、开放式传输网络等。其中，多业务传输平台为千兆/万兆以太网。

在实际实践和应用中，具体可根据地铁通信系统的业务要求，或者是根据地铁的业务拓展的需求，来采用上述提到的这几种传输系统应用技术（SDH 、SDH+ATM 、OTN 、MSTP）。多业务传输平台是当前应用最为广泛的一种传输技术（MSTP），其技术的研发主要是建立在SDH基础上来展开的，也可以看作是一种面向基础电路连接的TDM技术。在此环节，它的功用是传输语音业务，同样是系统内部不可缺少的一个组成部分，业务平台传输需求能够得到满足，很多程度上决定于传输语音业务这一子系统。此外，前面提到的异步传输技术，也同样是建立在SDH技术基础之上来展开的，异步传输技术包含了两大核心功能，平台依托于网络宽带，包括语音、文字、数据、图像等多种业务传输，完全可以实现设备接入、数据交叉、映射、传输等集成化功能效益。在具体技术嵌入上，运用到了通用成帧规程技术（Generic Framing Procedure）、虚容器级联技术（Virtual Container）、链路容量调整技术（Link Capacity Adjustment Scheme）等。

除此之外，最新发展的一种弹性分组技术也逐渐被运用，弹性分组技术（Media Access Control）是一种新的媒体访问控制技术，也是一种网络协议机制，它的出现属于一种创新技术，主要是为了优化数据包的传输而提出的。弹性分组技术最大的优势就在于双重优越性。一，可以有效地支持环形拓扑结构，当系统内部光纤线路断开或者连接失败之后，可以在第一时间实现功能转换，快速恢复，自动保护倒换的测试时间最快可达 50ms 。二，系统装置操作简单、传输高效、造价低廉，空间可复用，具备双环工作和多点传送的技术。

本文在这里结合着几种传输技术的特点，来重新组合一种新的传输模式，重点将MSTP和RPR组合起来，在原有传输制式基础上加以改进，以表现相对突出的MSTP和“ATM+SDH”为例，前者具有无阻塞或者非堵塞的功效，而后者则是无阻塞 + 非堵塞，倒换时间均低于 50ms，远优于单一的TDM传输模式。但是，MSTP和“ATM+SDH”最大的一个缺陷就是无法直接提供数据接口，但TDM却可以，因此，当下唯一需要解决的就是增加相应的通信和传输设备，来达到实现直接连接数据接口的理想效果。此外，在视频接口端设置上，可外接视频编解码设备，这样可以更好的支撑内部各种压缩方式，最终可充分带动宽带网络，方便工作管理人员实时调整和优化。第三项需要注意的是，在数据传输环境自娱保护功能设置上，MSTP可与RPR优劣互补，采用复用段、通道保护等多种自愈环技术，最终形成“双纤环路路由保护 + 系统故障后自动控制保护”双重模式。

三、结语

近年来，随着社会经济的发展、科学技术水平的进步，当下很多城市都拥有了高速地铁交通，并且大多都从单条线路运营进入到线网化运营模式。综上所述，虽然MSTP应用比较普遍，且承载传统TMD信息电路业务和数据的功能也较强，但是在处理一些关键、复杂化的数据业务过程中，其能力还是比较有限，最大的问题就是不能动态的分配信道的宽带。

最后提到的RPR传输技术，与前者功能特性进行对比，在承载TMD业务、数据业务以及站内视频业务等多项功能管控层面，效果较强，但是它承载传统TMD业务的能力相对较差。但是，本文在研究以及系统网络搭建设计过程中，充分利用了两者的互补性，基于“SDH + ATM”通信传输系统予以延伸。

参 考 文 献

[1] 陈亚云. 对地铁通信传输系统的方案设计的几点分析[J]. 移动信息， 2015（6）：53-53.

[2] 台义伟. 有关当前地铁通信传输系统的分析[J]. 科技创新与应用， 2013（24）：77-77.

[3] 章达， 杨勇. 地铁通信传输系统方案研究[J]. 科技传播， 2011（18）.

[4] 宋海峰. 地铁通信传输系统监控模式探讨[J]. 技术与市场， 2013（6）：122-123.

地铁通信系统电磁干扰分析 篇4

地铁通信系统建设时期, 虽然将电磁兼容作为一个重要问题予以考虑, 但在运营过程中, 电磁干扰情况仍有发生;随着地铁线路的拓展, 在控制中心以及换乘站会增加越来越多的设备, 同时随着通信设备的老化、维修等原因, 设备本身的电磁泄漏和抗干扰能力也会降低, 因此, 解决通信系统的电磁干扰问题日显重要。

2 电磁干扰源分析

地铁中所有电器设备以及自然界中的雷电等都可能成为干扰源, 它们以不同频段、不同途径对地铁通信设备造成电磁干扰威胁。

(1) 电磁干扰源分类

从电磁干扰信号的频率范围可以把干扰源分为:

◆工频干扰源, 50Hz及其谐波, 包括输配电系统。

◆射频及视频干扰源, 300k Hz~300MHz。波长在1m~1000m之间, 包括输电线电晕放电、电压设备和电力牵引系统的火花放电以及内燃机、电动机、照明设备等。

◆微波干扰源, 300MHz~300GHz, 波长1mm~1m之间, 包括无线系统手持台、对讲机产生的干扰。

◆雷电, 频谱在0Hz~1GHz之间。

地铁通信设备均具有较大的惯性时间常数, 较容易受到电磁干扰, 如数据通信线路、信号输入输出终端、计算机、PLC控制器、显示器等。

(2) 干扰源干扰途径

电磁干扰按照传播途径可以分为辐射干扰和传导干扰。

◆辐射干扰:是指干扰源通过空间把其信号耦合 (干扰) 到另一个电网络。干扰源的电源电路、输入输出信号电路和控制电路等导线在一定条件下都可构成辐射天线, 当干扰源的外壳流过高频电流时, 此外壳本身也就成为辐射天线, 干扰能量按电磁场的规律向周围空间辐射。比如电力机车在运行中所产生辐射干扰, 其产生的部位包括受电弓架与接触网之间、车轮和轨道之间、电动机整流子和电刷之间、电磁阀、电磁接触器、大继电器、电抗器负载的开闭处。

其中电力机车在运行中所产生辐射干扰, 其产生的部位包括受电弓架与接触网之间、车轮和轨道之间两项, 多数是随接点而移动, 尽管接触电压的变化也会产生干扰电压, 但还是以火花放电为多, 由火花放电过度到弧光放电, 接触网会成为一个辐射干扰源。

无线通信系统中, 无线设备通过空间传播辐射能量, 当其电磁强度和谐波分量达到一定的范围后, 就会对某些电子设备产生干扰, 如在地铁车控室中, 当使用无线对讲机靠近工作台时, CCTV监视屏幕就会出现“雪花”干扰, 这是对讲机辐射的电磁波通过空间传播到监视器, 形成辐射干扰。

◆传导干扰:是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合 (谐波干扰) 到另一个电网络。干扰信号传输必须在干扰源和敏感器之间有完整的电路连接, 干扰信号沿着这个连接电路传递到敏感器发生干扰现象。这个传输电路可包括导线、设备的导电构件、公共阻抗、互感元件等。比如开关电源的功率开关器件的高频开关动作导致开关电源 (SMPS) 产生电磁干扰, 直接在供电线路中传播;电视监控系统中视频信号“地”与监控设备端的“地”相对电网“地”的电位如果不同, 那么电源在摄像机与显示器之间就会形成地电流回路, 地电流的部分谐波分量进入视频信号, 产生工频干扰。

3 抑制电磁干扰措施

电磁干扰的产生必须具备三个条件:干扰源、耦合途径和敏感设备。干扰源通过一定的耦合途径对敏感设备进行电磁干扰, 抑制或消除三个条件中的某一个, 就可以避免或降低电磁干扰。抑制电磁干扰主要采取的措施如下:

(1) 选用符合电磁兼容性的产品

选择通信设备时, 首先要选择有较高抗干扰能力的产品, 包括电磁兼容性, 尤其是抗外部干扰能力, 如采用浮地技术、隔离性能好的监控系统;其次还应了解生产厂给出的抗干扰指标, 如共模拟制比、差模拟制比, 耐压能力, 允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作;另外要考察其在类似工作环境中应用的实际业绩。

(2) 正确接地

根据各系统的不同情况分别选择不同的接地方式, 将整个系统的接地干扰减少到最小, 同时注意接地点的位置和数量, 以及回路干扰与接地点的位置。一般而言, 低电平电路、弱信号检测电路、传感器输入电路、前级放大电路、混频器等敏感信号和小信号“地”应避免混杂于其他电路中;高电平电路、末级放大器、大功率电路等不敏感信号和大信号电路的地线系统必须和小信号电路的地线分开设置;电动机、继电器、接触器等干扰源设备地系统不仅要采取屏蔽隔离技术, 地线还必须和电子电路分开设置;机壳、底板、机门、面板等金属构件地必须将机壳等接地。

(3) 屏蔽

屏蔽用来防止辐射干扰, 其作用是在干扰信号到达被保护电路之前将其衰减, 它能有效地抑制通过空间传播的各种电磁干扰, 同时也使屏蔽网里面的电磁干扰辐射不出去。屏蔽一般可分为磁场屏蔽与电场屏蔽及电磁屏蔽。

电场屏蔽应注意以下几点:选择高导电性能的材料, 并且要有良好的接地;正确选择接地点及合理的形状, 最好是屏蔽体直接接地。

磁场屏蔽通常只是指直流或低频磁场的屏蔽, 其屏蔽效能远不如电场屏蔽和电磁屏蔽, 磁场屏蔽是系统集成工程的重点。磁屏蔽时应注意以下几点:要选用铁磁性材料;磁场屏蔽体要远离有磁性的元件, 防止磁短路。屏蔽体的开孔要注意开孔的方向, 尽可能使缝的长边平行于磁通流向, 使磁路长度增加最少。

(4) 合理的布放线缆

合理、规范地选择线缆和布线是防止电磁干扰的有效方法。在电子设备中, 线间耦合是造成干扰的重要原因, 按干扰频率不同可分为高频耦合与低频耦合。为抑制电缆间的电磁干扰, 在走线时应尽量减小或破坏耦合量。比如线缆应穿金属管保护, 并宜暗敷在非燃烧体结构内;不同系统、不同电压、不同电流类别的线路不应穿于同一根管内或线槽的同一槽孔内;弱电线路的电缆竖井宜与强电线路的电缆竖井分别设置, 以有效地减少强电对弱电系统的干扰。

4 结束语

地铁是现代化交通工具, 具有一定的社会效应, 地铁通信系统的安全运行, 与其本身的电磁兼容性能息息相关, 在地铁运营维护的实践中, 运用正确的专业理论结合实际情况, 就可以有效地抑制通信系统的电磁干扰。

摘要：地铁通信系统的电磁兼容性是通信系统正常工作的重要条件, 本文对地铁电磁干扰源进行分析, 介绍抑制通信系统电磁干扰采取的选型、屏蔽、接地、布线等措施。

地铁通信系统 篇5

【关键词】地铁；通信系统；设计管理；施工技术；有效性

近年来，我国的城市化进程逐步推进，城区不断扩大，给交通运输和人员流动带来了巨大的压力。地铁是解决地面交通运输压力，保证人流良好通行的主要手段，能够缓解车辆过多的拥挤状况。然而地铁运行与通信系统密切相关，一旦系统设计出现故障，地铁的平稳通行就会受到阻碍，不利于安全通车。为了发挥我国地铁运输的积极作用，更好的解决地面运输压力，我国地铁设计与施工部门要强化通信系统的设计，在地铁运输之间构建一个信息交流的平台，通过施工技术的改进和制度体系的落实，避免地铁出现通信故障，确保运输的安全性。

一、工程概况以及地铁通信系统的概括

根据沈阳地铁1号线的开通情况，从通信系统方面对地铁进行研究，明确它的设计与管理，并在技术上加以分析，阐述如何做好控制，从而突出组织的严密性，保证其良好通信。

通信系统是地铁运输的辅助设备之一，通过信息的沟通和互换，能够帮助列车长掌握整个运输的状况，把握好运行时间，为其他弱电及供电系统提供传输通道，协调好各组织体系之间的关系，为车辆的安全运输奠定基础。与此同时，地铁通信系统还是现代化技术的一种实现形式，集语音、数据、图像于一体，可以实现通信网络的综合业务分析，及时传达信息。当然，地铁通信系统在实际设计中还要遵循一定的原则。

以沈阳地铁为例，它的通信系统设计要保证系统性原则、实用性原则、安全性原则以及先进性原则等等。也就是说要通过整体规划和具体策略维护系统的稳定，地铁的通信系统必须满足交流需要，把握好最科学的技术，在选择配型上注重创新。此外，系统的通信还要朝着标准化方向发展，实现资源共享，维护系统安全。

二、地铁通信系统在设计管理与施工技术上应该注意的内容

地铁运输是在地下通道进行的，不同于地面运输，它的信号较弱，系统路线还要重新架设管道。即便工程建设部门已经对技术进行了改进，可是在实际设计中仍存在很多不足。

第一，接口处理。地铁通信系统是相对复杂的工程，内部的接口数量众多，一旦连接出现错误，通信网络就会停止信号的传递。与此同时，通信系统的接口类型也过多，在对接过程中如果不考虑线条数和接口的样式，就会导致通信正常运行。

第二，换乘站的设计。换乘站通信系统是地铁通信的主要位置，该区域人流量多，网络线繁杂，通信系统的利用更是成为了工作的难点。因此，在通信系统的施工技术完善中必须要做好设计工作，以满足乘客的需要，利于无线网覆盖方式实现信息的传达。

第三，与其他线路资源的融合。地铁建设的线路众多，不仅包括通信系统线路，还包括电力线、无轨线等等。随着网络化运输的全面扩展，在设计施工中一定要对全市的网络系统加以考虑，避免重复投资的现象。

第四，有效做好设备防护。据调查，目前我国的地铁通信系统在全民性上存在不足，很多通信设备无法长时间的运转，稳定性和安全性都不强。对此，要对系统进行处理，做好防尘、防电的干扰，更好的保护设备。

三、对地铁通信系统的设计管理和施工技术研究

从上述内容中，我们已经能够清晰直观的了解到地铁通信系统在设计管理与施工技术方面存在的不足。想要避免问题的发生，提高沈阳地铁的通信能力，就一定要找到科学方法确保信息的运输。

（一）道内接地

根据设计要求，上、下行隧道内通信电缆支架的第1层托臂上均安装40×40mm的扁钢地线，扁钢与通信支架、扁钢与扁钢之间采用螺栓连接固定。在每一个车站的电缆引口处，采用ZR-VV-95mm2地线电缆将扁钢地线连至接地箱内。隧道内的隧道电话机底座钢板也用地线电缆连接至扁钢地线上。利于这种方法做好电缆支撑、能够使隧道电话机与接地线连接成一个整体，从而避免危险的发生，起到防腐蚀的作用。

（二）接地设置

在沈阳地铁的通信系统设计和施工中要做好接地网连接工作，利于铜线引出宽度在50mm的线路，预留出4个接线位置，并设计好哪些为强接线，哪里是弱接线，并保证其电阻要小于1欧。在实际设计和技术施工过程中要采用两条ZR-VV-95mm2的地线电缆，将其一端与P3和P4点接通，另一端利于铜线压接方式将线路引进设备房和信号房，从而实现环形接地。

（三）建造资源，优化设计路径

地铁通信系统复杂多样，建造的体系丰富，只有对原有的路径加以优化设计，做好技术上的施工，才能实现网络的整体优化，突出其性能。具体而言，沈阳地铁通信线路系统必须要参照内部资源，避免重复投资的现象，并选择合理的路径做出设计。

在此基础上，对设计完成的那些通信线路，还应该做好防护工作，为了维护通信的持续运行，可以扩展原有的体系使用时长，并选择保护好的通信机房构建合理的运输途径，设计出科学的接地线路。

（四）接口建造的技术及管控

一方面，概要管控流程。地铁通信涵盖着的接口文件，包括建构规划、平日的会议记录、建造技术的归结等。在这之中，设计联络必备的会议，应辨识并澄清现有的通信问题。第一个层级，是合同设定出来的接口问题。确认了可用方案以后，责任方要着力解决这种问题。第二个层级，是实施程序内的联调问题、特有的施工问题。 责任方供应如上的化解方案，经由业主查验，然后可建构实施路径。

另一方面，細分出来的管控阶段。在招标时段内，要把接口带有的施工技术，涵盖进招标类的文件以内。维护好接口体系带有的统一性。在联络时段内，要召集现有的设计单位、特有的供货方，去召开这一时段中的联络会。在施工时段内，要制备出可用的划分表，以便区分出专业带有的接口界面。在调试时段内，主导的专业要积极协同调试单位。注重建造程序内的各种工序，维护好稳定进度，注重多样的建造细节。

四、结束语

地铁通信传输系统方案研究 篇6

关键词：地铁,通信传输,方案

1 地铁通信传输系统的应用现状

传统的地铁通信系统由光纤传输子系统、无线集群通信子系统、泄露电缆传输子系统、中继器、路站监控子系统、程控电话子系统等构成, 应用于地铁的运营与指挥管理。首先, 由调度员发布信息, 经过控制中心和无线移动交换机将信号传送到集群基站;然后基站将收到的信息以光缆传送到各车站的中继器, 中继器将信号放大, 反馈到全线泄漏电缆辐射, 最后让手持台持有者、车站值班员及列车司机收到来自调度员的高质量信号。当手持台持有者、车站值班员、列车司机回馈信息时, 其发出的信息通过泄露电缆接收并传到中继器, 中继器将信息信号放大, 经过光合路器、光电转换设备与光缆连接, 通过光缆将信息传回基站, 基站控制中心将信息转达给调度员。在这种传输配置下, 可满足地铁工作人员之间的“两两相互通信”需求, 但是随着技术的不断发展, 应加强对公众无线及蜂窝移动通信系统的认知, 将其纳入支持中。因此, 传统的传输方式已经无法满足现代地铁运营的需求, 需要探索全新通信传输方式, 提高信息传递的稳定性、快捷性。

2 地铁通信传输系统方案分析

2.1 开放式传输网络 (OTN)

开放式传输网络 (OTN) 是西门子公司推出的时分复用技术, 网络拓扑结构是双光纤、双向通道环路, 其网络中的节点是以光纤链路实现互联, 这些光纤组成两个互为反向循环的环路。这种传输方式的数据帧在同一个环网上不停传递, 其中包含了各节点间的通讯数据。从逻辑角度出发, 顺时针方向传送的数据环称作主环, 逆时针方向传送的数据环则成为次环或者副环。在正常情况下, 所有的数据都沿着顺时针方向在主环上传送, 此时次环则处于备份状态。次环的工作与主环相一致, 同时对主环工作状态实现监督。在必要情况下, 根据实际情况可部分甚至全部代替主环的传输任务。这种双环网结构, 可以确保在网络配置产生变化或者发生故障的情况下自动恢复正常, 这种自愈功能也就是环路的保护功能, 如果某一段光纤不同, 可以开始在另一段中传输, 确保每一个节点都可以正常收发信息。

2.2 综合业务传输方案 (SDH)

SDH传输技术是上世纪90年代初开始实现商用的同步数字传输, 具备较强的可靠性、可用性及通用性, 是现代化电信传输网的基础, 目前在铁路、高速公路、公用电信网、电力、石油等方面应用广泛。选用SDH组建的通信传输系统, 是一个标准化、统一化、智能化的网络体系, 选用全球统一接口, 可实现多种设备之间的兼容, 在全程、全网范围内实现统一协调管理与操作, 实现灵活的业务调度与组网, 同时具备网络自愈功能, 有效提高对网络资源的利用率。根据电时分复用方式实现光纤通信, 一般传输速率不断提高。在过去很长一段时间的发展中, 其速率由8Mbit/s增加为10Gbit/s。而目前40Gbit/s系统已经应用于商业中, 甚至更高速率的传输系统试验也已经成功。随着高速系统的不断涌现, 为诸多新业务如多媒体业务、宽带业务等提供了实现的可能性。

2.3 异步传输模式 (ATM)

1988年, ITU-T提出了ATM技术, 是实现宽带综合业务数字网的核心技术, 对未来宽带综合业务的发展具有一定意义。ATM包括传输与交换, 是一种接续技术, 可实现各种电路仿真、承载数据、图像和语音, 满足宽带的接入与交换。ATM的主要特点为:采取异步时分复用方式;标准化的连接方式, 更便于与其他通信系统的连接;通过统计复用方式, 实现面向连接, 可以灵活、动态地分配用户带宽, 并以虚拟电路形式加强网络间连接。另外, ATM可承载不同的业务, 同时支持多媒体的应用, 具有QOS保障, 网络的可靠性较高。

2.4 弹性分组环技术 (RPR)

RPR技术以IP业务为核心, 适应网络的发展方向, 具有方便互联、技术可靠等特点, 具备可管理性、支持传统业务等诸多优势。RPR技术以环状拓扑结构为主, 其网络构成较为简单, 在RPR分组环中将所有的节点分配到同一逻辑地址中, 每一个节点都可以实现快速2层转换。RPR的最高优先级别分组方式发布时钟分组信号、晶振时钟信号, 并对冗余部分实现备份, 确保任何情况下都可与网络保持同步。另外, RPR技术还支持空间复用技术 (SRP) , 在分组环路中, 可实现多个节点或者多个揭短同时传输数据, 且相互之间没有影响。与SDH分配固定的时隙有所区别, RPR技术可以根据用户实际需要分配带宽, 光纤的使用效率较高, 带宽利用率也较高, 可最大限度使用光纤资源。RPR还可对不同等级的业务进行不同保护。但是目前开发RPR技术的各厂家之间很难形成兼容, 短时间内无法国产化, 且开发成本较高。

由上可见, 适合于构建城市轨道交通的通信传输系统有很多, 基本可以满足当前城市地铁交通的传输业务需求, 在一定时间内将成为地铁传输系统的首选方案。但是随着通信技术的不断进步, 数据业务需求也有所增长, 更多传输网络方案将被不断研究并应用。通信技术的快速发展, 带来了更多的可应用技术与可选择产品, 各地铁公司可根据自身实际情况、结合投资预算资金, 选择适合自身需求的方案与产品。

参考文献

[1]于荣新.地铁通信系统传输中易出现的问题及应对方案研究[J].中国科技财富, 2010 (8) .

[2]尤三伟, 耿高鹏.上海地铁11号线通信传输系统分析[J].铁道通信信号, 2009 (8) .

[3]张亦然.地铁光传输网络的研究[J].南京理工大学:电子与通信工程, 2008.

[4]陈康.南京地铁1号线通信传输系统的构造与优化[J].都市快轨交通, 2009 (3) .

地铁通信民用传输系统浅析 篇7

开通地铁民用通信系统是电信运营商通信网络覆盖在地铁范围内的延展, 是地铁信息化的一个体现, 也是地铁人文化的一个体现。

地铁民用移动通信系统是区别于地铁专用通信系统的一套独立通信系统, 由分布系统、传输系统、电源系统和集中监测告警系统组成。

2 通信系统构成

根据面向对象和功能的不同, 城市轨道交通通信可分为以下四大系统:专用通信系统、民用通信系统、公安通信系统、政务通信系统 (北京市特有, 其他城市无) 。

(1) 专用通信系统是城市轨道交通行车指挥和工作人员传递各种信息的设施之一。它是运营指挥、企业管理、服务乘客的网络平台。是城市轨道交通正常运转的神经系统。专用通信系统包括:传输系统、无线系统、专用电话系统、公务电话系统、闭路电视监视系统、广播系统、时钟系统、电源及接地系统、网络管理系统等子系统。

(2) 民用通信系统主要是将移动运营商的手机信号引入地下区域内, 为乘客提供更优质的公众移动通信服务, 同时为部分增值服务提供条件, 使城市轨道交通符合现代化的生活节奏, 提高城市轨道交通和移动运营商的服务水平。民用通信系统包括:传输系统、无线系统、电源及接地系统等子系统。

(3) 公安通信系统是将地面公安通信系统网引入城市轨道交通, 为保证市民的出行安全, 保障城市轨道交通列车的安全出行, 快速、准确、高效地执行城市轨道交通安全保卫任务提供通信保障。公安通信系统包括:传输系统、计算机网络系统、公安无线系统、公安视频监控系统、电源及接地系统等子系统。

(4) 政务通信系统是地面政务通信网络的地下延伸, 是北京市政务通信系统的有机组成部分, 为北京市政务网提供良好的服务。政务通信系统与公安无线系统共用覆盖网络。

各通信子系统主要设备集中位于通信机房中, 分别设置在控制中心、车站、区间变电所、车辆段/停车场等位置。图1是某车辆段通信机房的现场实例图。

3 传输系统

传输系统是一个基于光纤传输的宽带综合业务数字网络, 为传送语音、数据和图像等各种信息提供传输通道。

传输系统具有集中维护管理功能, 采用简明、直观的维护管理界面和系统安全机制, 监视每个传输节点主要模块和用户接口的工作状态, 并提供声、光报警以及告警信息的打印功能。

3.1 传输系统通用技术要求

所有设备的设计和制造均符合ISO和IEC标准。相同规格的设备和部件具有互换性, 其中包括接口板。

供货商提供的设备是可靠的, 并连续24h不间断地运行。系统设备体积小、重量轻, 便于安装、操作和维护, 并且耗能少、防尘、防锈、防震、防潮。

传输系统从设备级、网络级和业务级三个层面进行了全方位的可靠性设计和考虑。设备级采用具有高可靠性指标的光传输产品, 且对主控、交叉、时钟、电源等重要板卡进行了主备冗余配置, 并支持热插拔, 确保设备连续24h不间断地运行。设备相关电缆、配线材质及敷设方式满足消防规范的要求, 并能防鼠害和防杂散电流腐蚀。

传输系统具备独立的网管设备, 能实时地、详细地反应本系统内部各板卡和接口的状态信息, 同时也能向网络管理系统开房接口, 上传故障管理信息。

供货商提供的传输系统设备既能满足当前工程要求, 又能满足扩展要求。系统扩展时不影响已有设备的运行, 硬件增加较少, 软件基本不变, 且与其他系统之间的接口尽量简单。

3.2 产品要求

(1) 系统设备

系统采用模块化设计, 不仅满足各种任务的性能要求, 而且可使系统得以逐步扩展。

(2) 部件的可互换性和标准化

系统内所有的相同零部件均具有可互换性。所有系统项目的可互换性遵照商业惯例。所有批量生产的设备、零部件和元器件均是标准产品。

系统内相同功能的元件在电气上和机械上都是可互换的, 且在有美观要求时, 其外观也一致。

(3) 维护和故障管理

系统具备独立的网管设备, 实时地、详细地反应传输系统内部板卡和接口的状态和故障信息, 向中心维护管理人员报告。网管设备能实时地显示和记录本系统的故障发生的起止时间、内容和地点, 且伴有声光报警。

系统中包括对该系统故障和非正常条件进行识别、响应的硬件和软件, 减少故障对系统运行的影响。系统对故障和非正常条件的响应可包括如下策略:自动或人工改变系统配置、系统操作方式的调整和恢复运行。

系统故障检测、报告和响应设计使故障时对系统运行效率的影响减至最小。

系统运行恢复包括排除故障部件的所有动作, 使系统恢复正常运行。

(4) 设备设计准则

所有设备材料的质量符合国际国内相关标准。所有的材料、紧固件、工具等都采用公制标定, 所有的尺寸采用国际单位制表示。

产品外部金属装饰带修边, 无毛刺, 表面光滑。设备的金属构件表面除了加工装配面和电镀表面以外, 都进行防锈和喷涂处理。在装配前, 对封闭结构的内表面也进行喷涂或防锈处理, 处理质量符合SCC标准。

(5) 一致性

在整个系统中, 设备的形式和外观协调一致, 采用统一风格的标志、字母和符号。

4 民用传输系统

4.1 组网方案

民用传输系统采用MSTP的传输技术体制来构建光传输系统。环网的传输速率为2.5Gb/s, 采用四纤复用段保护式组网。

光传输系统的网络同步采用主从同步方式。主时钟为集中设置的同步设备 (GPS+BITS) , 备用时钟采用设备内部时钟。任一网络单元的同步定时单元具有跟踪基准时钟的功能。

以北京城市轨道交通某运营线路为例, 民用传输系统的组网方案如图2所示。

4.2 系统功能及系统保护

4.2.1 MSTP多业务传送功能

(1) 功能支持以太网透传功能

MSTP支持以太网业务传统功能, 即以太网接口的数据帧不经过二层交换, 直接进行协议封装和速率适配后, 映射到SDH的虚容器VC中, 然后通过SDH节点进行传输, 功能如图3所示。

MSTP设备以太网传统功能满足以下要求:

(1) 传输链路带宽可配置。

(2) 保证以太网业务的透明性, 包括以太网M A C帧、VLAN标记的透明传送。

(3) 以太网单板提供GFP/LAPS/PPP三种封装协议, 通过网管进行设置就可选择所需要的封装协议。为了保证互联互通的顺利, 原则上采用GFP协议封装以太网帧。

(4) 数据帧采用ML-PPP封装或采用VC通道的连续级联、虚级联映射来保证数据帧在传输过程中的完整性。

(2) 支持以太网环网功能

MSTP的以太网环网功能是指在SDH环中分配指定的环路带宽来传送以太网业务, 要求如下:

(1) 以太网环路的传输链带宽可配置。

(2) 以太网环路带宽具有统计复用功能。

(3) 以太网环路中各节点端口带宽可动态分配。

(4) 以太网环路具有保护倒换功能。

(3) 支持多方向汇聚功能

MSTP支持以太网业务时, 具有支持以太网业务的多方向汇聚的功能, 最大支持1:48的汇聚比。

(4) 支持传统的TDM业务。

TDM (时分复用) 是指一种通过不同信道或时隙中的交叉脉冲, 同时在同一个通信媒体上传输多个数字化数据、语音和视频信号等的技术。本线MSTP设备在备用 (临时) 控制中心、控制中心设置PCM接入设备。

4.2.2 系统保护

系统保护分为三个层次:设备级保护、网络级保护和业务级保护。

(1) 设备级保护

系统各站点的光传输设对重要板件 (如主控板、交叉时钟板、电源板等) 都进行了1+1热备份配置, 从设备级的层面保证了系统的安全稳定可靠运行。先进的芯片技术保证了产品有最高的集成度, 系统支持交叉和时钟合一板。

(2) 网络级保护

采用四纤双向复用段保护环的工作方式, 环网传输速率均为2.5Gb/s。当网络线路发生中断或接口发生故障时, 复用段保护对各自的业务进行保护, 主要保护E1级EPL业务。具体保护工作方式和专用传输系统SDH环网的复用段自愈保护工作方式相同。

(3) 业务级保护

系统对以太网数据和视频等宽带业务进行了最完备的保护考虑和设计。

(1) 设备级保护:对系统设备关键单元冗余设备备份的设备级保护。

(2) 网络级保护:采用重要业务走单独虚容器, 其他实时性要求较低的业务从共享通道传送的方式。

(3) 对以太网数据业务和视频业务在传送通道上的保护方式主要是利用SDH环网保护, 大大提高了业务保护的可靠性。

(4) 支持支路板的TPS保护, 从业务级层面保证了业务的安全稳定可靠运行。

4.3 系统网络管理功能

系统设置一套集中网管系统, 分别管理全线传输系统所有的MSTP光传输设备和时钟同步设备。

(1) 传输网管功能

(1) 传输网管功能包括自身管理、故障管理、性能管理、配置管理、安全管理等管理功能。网管系统具有自身的管理功能, 能进行以下操作:系统启动与关闭, 系统备份、数据库和运行情况记录、打印, 并具备在线帮助功能, 以帮助操作人员对各功能和命令正常操作。网管系统在以下情况对正常的业务电路不产生任何影响:投入服务和退出服务、发生故障、网元中系统控制卡的插入和拔出等。

(2) 故障管理 (告警) 功能。网管系统将告警分为设备告警、业务质量告警、通信告警、环境告警、处理差错告警五类, 并分为紧急告警、严重告警、一般告警和提示告警四个等级。网管系统对警告采取以下管理措施:

a.告警监视。实时监视网元各种告警和工作状态, 所有的告警都有时间标记。

b.告警指示。当产生/存在告警时, 有相应的可闻、可视的指示。

c.告警报告收集。告警是由网元产生并上报给网管系统的。网管系统可以实时收集网元发出的告警信息, 并自动更新当前告警列表。

d.告警屏蔽。网管系统能根据操作员设定的告警屏蔽条件屏蔽所有符合条件的告警。

e.告警严重等级分配。网管系统支持对指定的告警原因, 重新分配严重等级。

f.告警相关性分析与定位。网管系统可根据网络配置信息以及接收的告警信息频度和种类, 对告警信息的关联进行综合分析, 在多个告警中确定故障根源。通过分析, 网管系统能以图形显示方式故障定位在机架、子架、单元盘, 或者以文本显示的方式将故障定位至局站、子架、单元盘, 并给出可能的故障原因。

根据告警分析和定位结果, 网管系统可以在网络拓扑图中以不同形式 (如链路变色、网元闪烁、声音提示等) 显示告警发生的位置及告警信息, 并提示操作人员对告警进行确认。网管系统针对不同严重级别的告警, 以不同的颜色进行显示:红色表示紧急告警, 橙色表示严重告警, 黄色表示一般告警。对于已确认的告警和未确认的告警, 有相应的标志 (如颜色变化) 加以区分。

按照操作人员设定的查询条件 (如告警类别、告警原因、告警等级、告警时间等) , 网管系统提供告警的查询和统计功能。

g.告警确认。网管系统提供告警确认功能。网管系统支持操作用户对所有从网元接收到, 尚未确认的告警进行确认, 未经确认的告警保持对用户的提示, 直到用户进行确认或告警已经被清除。

h.告警存储。网管系统能存储网元的告警, 可查询。

i.告警同步。把网管系统显示的告警与网元实际的告警状态进行核准, 有人工和自动两种校正模式。

j.告警报告的生成和输出。告警报告能写入文件, 并能以ASCII码文件的格式输出到外部设备。

(3) 性能管理功能。网管系统能以固定的时间间隔收集系统性能参数, 进行以下管理操作:

a.可提供用于查询指定测量任务的所有属性, 如测量时段、测量周期、测量对象及测量属性、状态 (正在运行, 已经结束、暂停、尚未开始) 和测量数据。

b.可提供性能分析工具软件, 整理并输出性能检测报表, 进行统计和分析。

c.可以直观的形式 (如折线图或直方图等) , 显示性能监测参数的统计结果。

d.可将统计结果打印输出。

e.网管系统存储设备可提供性能测量数据的保存功能, 允许操作人员设置性能数据的条数和尺寸大小, 对超过上限的性能数据, 在提示操作人员进行归档后删除, 也可将性能测量数据转储到大容量存储介质, 供操作人员进行脱机分析。

(4) 配置管理功能。操作人员在对网络和网元设备进行任何配置时, 网管系统可提供以下维护和管理功能:

a.配置数据日志。其包括记录所改变配置内容、时间、用户名称等。

b.配置数据合法性检查。当网管系统改变网络和设备配置时, 系统将检查被管理网元是否能提供此类配置, 与其他配置是否冲突, 是否有足够权限等。如有差错, 将及时向操作人员报告, 并生产日志。

c.配置数据一致性检查。检查网管系统中保存的配置数据是否与网元中的实际数据一致。

d.网络和设备配置信息的浏览、查询和打印功能。

(5) 安全管理功能。其主要包括以下内容:

a.操作权限划分。能按系统功能和管理范围细分操作权限。

b.用户管理。用户管理包括用户信息的创建、修改于删除, 用户密码分配, 用户授权, 用户登录鉴权和用户操作鉴权。

c.日志管理。日志管理可提供日志管理功能, 用于记录、显示查询操作人员的登录信息和操作信息。

(2) BITS网管功能

(1) 数据管理。网管数据管理的内容如下:

a.局位数据。确定当前局位置, 实现局位的增加、删除、修改操作。

b.系统工作参数。对整机的系统工作方式等运行参数、系统时间等进行设定和管理。

c.单板参数。设定当前局各个单板的运行参数。

d.输入源工作参数。设定当前局各种参考源的优先级别、源可用性、源的状态和源可用性判断依据等。

e.输出信号。设定当前局所有输出板的输出信号类型等。

f.版本信号。查询当前终端软件版本号等。

g.数据加载。加载各种系统配置数据。

h.用户权限设置, 设定每个维护人员的用户名称、用户权限和密码。

(2) 监视控制

a.单板监控。监视设备每一单板的实时运行状态, 对每块单板的各种运行状态进行查询、设定和控制。

b.声光告警。对设备的各种运行异常实现声光报警, 查询当前告警状态, 并可对设备运行告警历史事件记录和观察。

c.时钟板工作监控。对设备的核心部件时钟板的运行状态进行实时监测, 对其运行状态进行控制。

d.输入参考源板监控。对设备的所有参考源的可用性能进行优先排序, 并对设备运行状态进行实时监测, 协助维护操作人员对设备的参考源进行全面的管理。

e.输出信号监视。对设备的所有时钟信号输出的状态进行检测与控制。

5 系统接口

传输系统在各车站需要电源系统提供220V交流电一路。接口参数如下:

接口类型:220V交流电。

线缆:R Y Y 3 X 1.0 m m 2黑色;接地电缆:BY1X10mm2, 黄绿色。

接口数量:各车站分别一根。

接口界面:电源接口界面在通信机房电源设备输出端, 接地接口界面在通信机房地线盘。

6 结束语

为缓解与城市发展相伴出现的地面交通压力, 我国轨道交通发展已经开始进入蓬勃发展的黄金时期。乘客对乘坐地铁时享受移动通信服务的要求在不断的提升。地铁民用通信分布系统主要为满足这一需要而建立。其主要功能是在地铁线路的地下空间内实现民用移动通信网络的覆盖, 让乘客享受与地面一样的移动通信服务。为了更好的建设民用通信系统, 需要更详细的了解其基本原理及功能。

摘要：传输系统是一个基于光纤传输的宽带综合业务数字网络, 为传送语音、数据和图像等各种信息提供传输通道。传输系统具有集中维护管理功能, 采用简明、直观的维护管理界面和系统安全机制, 监视每个传输节点主要模块和用户接口的工作状态, 并提供声、光报警以及告警信息的打印功能。为了更好的建设民用通信系统, 需要更详细了解其基本原理及功能。

关键词：通信系统,民用传输系统

参考文献

[1]李家驹.我国的地铁移动通信应如何发展.通信市场, 2001.6:45-47.

[2]曹俊文.地铁通信系统现状思考及其发展趋势探索.轨道交通, 2010.4:47.

[3]苏华鸿, 孙孺石, 薛锋章.蜂窝移动通信射频工程.人民邮电出版社, 2007:27-28.

[4]陆健贤, 叶银法, 卢斌等.移动通信分布系统原理与工程设计.机械工业出版社, 2008:90-118.

地铁通信传输系统监控模式探讨 篇8

深圳的轨道交通, 每年都在飞速的发展。2004年, 深圳地铁一期工程开始试运营, 2006年开始正式运营, 2011年, 深圳地铁二期工程全网开通, 截止到2012年, 深圳地铁已通车5条线路。根据《深圳市城市轨道交通近期建设规划 (2011-2016) 》的计划, 深圳3期工程完结时, 轨道交通线路将达到10条, 通车里程约348 km。轨道交通的发展, 地铁的通信传输系统的运营, 使地铁需要更高效的运营, 需要建设更高效率的包括通信、信息、监控业务网络等通信传输系统。

1 地铁通信传输系统网络的总体构成

1.1 地铁通信传输系统的组成

地铁通信系统是一个大系统, 它由各个子系统构成。子系统主要包括:传输网络系统、无线通信系统、公务电话系统、调度电话系统、时钟系统、乘客信息系统 (又称PIS) 、闭路电视监视系统 (又称CCTV) 、广播系统 (又称PA、办公自动化系统又称OA) , 以及电源地线系统。各个子系统之间, 既相对独立, 又各有关链。

深圳地铁目前的传输系统中, 传输系统可分为:①运营专用传输系统;②民用通信传输系统。运营专用传输系统是整个地铁通信系统的骨干, 是整个通信系统中的核心系统。传输通信系统必须具备传输语音、数据、图像等信息的功能。

1.2 地铁通信传输系统的功能

地铁通信传输系统的功能包括数据业务的接口、电业务接入、系统与控制之间的通信、系统之间的透明传送、通信传输之间的透明处理、传输系统的自我保护、设备与网络之间的多重保护, 这些功能保证地铁通信传输系统的可靠运行和维护。

1.3 地铁通信传输系统SDH环网与PCM设备的搭配

深圳地铁通信传输系统基于SDH的MSTP系统, 配合智能PCM设备, 能让整个子系统业务传送完善。尤其利用地铁轨道两侧的光缆, 提供业务自我保护, 其方式是跳点连接成环, 组成SDH环网。

2 PCM设备监控技术的改进

PCM设备是为低速业务提供的通道, 是地铁传输系统的接入层设备。PCM设备的主要功能是为时钟、警用设备提供传递通道。PCM设备如果出现意外的故障, 会影响整个地铁传输监控的运营质量及安全, 因此, 进一步加强PCM设备的改造是迫切的技术需求。

PCM设备容易引发的故障通常是①主控板数据丢失;②PCM设备监控模块故障;③2M通道故障 (包含站点网元脱管、不能准确对网元进行故障定位、不能对网元进行业务操作) 。

为了解决PCM监控通过2M模式单一引发故障的问题, 经过对PCM监控的原理分析后, PCM监控技术的模式进一步改进, 实现了监控路由的物理备份和缩短故障处理时间的问题, 从而能进一步提高设备的稳定性, 使运营的安全得到保障。

2.1 规划PCM设备的MAC地址与IP地址

以目前深圳的3号地铁为例, 规划全网32个站点与PCM设备的MAC地址与监控卡的IP地址, 同时一时间段内, 每套MPC设备的监控卡IP地址与MAC地址具有唯一性。这项技术在于, 同一网段内IP地址具有唯一性, 且同一网段内设备不冲突, 信息互通。

2.2 使用以太网连接SDH网管系统

使用以太网进行SDH设备监控, 能使各个车站需要有一个未用的新端口, 与控制中心端口之间能够互通。以深圳地铁3号线为例, 现在传输网络的3个环网为PCM业务段3个虚拟局域网。OCC1对应VLAN为1031, OCC2为1032, OCC3对应为1033, 利用SDH设备光线路板空闲的VCG在传输环网按顺时针方向或逆时针方向分配时隙, 以太网端口为10M, SDH设备一个时隙为2M, 一个站能使用5个时隙。OCC1环内12个站点以太网汇聚到OCC1, 能分配60个时隙, OCC2环内10个站点50个时隙, OCC3环内9个站点45个时隙。

2.3 现场网线布放和设备IP地址与MAC地址修改

仍以深圳地铁3号线路为例, 设备默认IP地址为:192.168.0.33, 而MAC地址:00:D0:CF:00:00:46, 可利用相关的浏览器把设备IP修成在地址栏, 输入监控卡的IP地址, 再根据PCM的IP、MAC地址规划, 修改IPC地址, MAC地址。输入完成后, 现场布放以太网线, 构成实际的物理通道, 将PCM设备ETH以太端口与SDH设备作以太板端口的物理连接。

注:虚线路由代表“以太网”;实线路由代表“2M”

3 PCM设备整改后, 监控状况性能的突破

3.1 原PCM监控设计方案

路由特性:监控路由没有保护且单一;

施工特性:在厂家直接采购整机, 由系统承包商标施工;

监控特性:站点数据易丢失, 部份设备无法监控, 无法在网管中心对设备进行数据配置;中心PCM一旦脱管, 子站点全部脱管;设备主控板或者2M中继板损坏, 则立即不能有效定位发生的故障;PCM主控板监控模块一旦损坏, 则设备无法进行监控。

3.2 改进监控设计方案

路由特性:设备属于双重路由的监控路由;即使接入网远的OCC脱管, 其余的车站设备仍然能继续监控;

施工特性:施工的材料简单, 工作量小, 接入可靠程度很高;施工时间短, 不影响其他专业的运营;可以自由施工, 不需要另外成本招标, 减少成本;

监控特性:站点的数据丢失, 施备仍然可以监控其他网元, 在MEC可以直接配置数据;整改以后的以太网监控, 车站设置直接跟网管连接, 控制的中心PCM一旦脱管, 其余设备仍然可以监控;主控板及2M中继板损坏, 依然可以利用现有的设备对故障点进行准确定位;主监控模板损坏, 设备仍然可以继续监控;1M路由实现了备份, 一旦监控有故障, 能立即切换至另一种监控模式。

4 结语

通过对PCM监控技术的改造, 目前铁路通信传输系统实现了设备双路由监控, 增强了网络安全性, 也节省了大量生产维护的成本, 其中包含铁路通信传输系统的人力成本。PCM设备传输技术的新突破, 使得可现场, 也可在网管中心处理非硬件的故障, 提高了处理故障的效率, 对硬件的故障也能做到更精准的定位和更有效的排除。

随着通信技术的不断发展, 深圳的地铁通信传输系统, 甚至全国的通信传输系统将会有更多的应用技术与更实用的方案应运而生。不同的城市与不同的地铁公司也会根据当地的实际情况, 发展适合自己的投资情况、线路情况、技术情况的监控技术。这次深圳的PCM监控技术的改进突破, 正是在传统的地铁通信网络系统中做的一次尝试改进。

参考文献

[1]景岩.论地铁通信传输系统[J].铁道通信信号, 2006, 42 (1) :54-56.

[2]张瑾.地铁传输系统中的新技术应用探讨[J].中国交通信息产业, 2008 (6) :136-139.

[3]郭祥寿.传输技术在城市轨道交通中的应用[J].城市轨道交通研究, 2007 (8) :67-69.

地铁无线通信多系统引入问题分析 篇9

无线通信系统为地铁交通运输业的发展注入新鲜的血液, 在得到快速发展的同时, 地铁无线通信多系统也出现了一系列的问题。在地铁这一有限的空间里, 并不允许各种无线通信信号自由的进入。在地铁无线通信多系统设备中, 不管是移动无线信号、联通无线信号、还是电信的无线信号, 都不能在地铁中无限的传播[1]。类似问题的解决需通过无线通信设备打破传统的传输方式, 进行特殊的无线通信设计。在地铁中的无线通讯系统, 各种通讯设备的频带远远超过地铁无线通信系统的需求, 导致各种通讯在信息泄漏的情况下, 埋下了信息的安全隐患。在地铁无线通讯多系统中还存在的问题是信息输出与信息传入的冲突, 主要是由于地铁无线通讯系统中的系统在分路与合路的过程中, 功率的不合理以及出现的各种干扰造成的。

2 无线通信系统干扰严重

2.1 无线通讯系统干扰类型

在地铁无线通讯多系统中, 出现的无线干扰从问题的整体来看主要是对信息的干扰。具体来讲地铁无线通讯多系统的干扰类型主要有以下几种:一是对同频的干扰, 此种干扰主要是针对在地铁无线通讯多系统的通讯过程中, 不管是移动的无线通讯信息, 联通的无线通讯信息, 还是电信的无线通讯信息, 在信息通讯过程中出现同频率的输入、同频率的输出, 或是同频率的输入与输出一起出现, 这几种同频率的冲突, 都给无线信息的传入或是输出带来巨大干扰;二是无线通讯调频的干扰, 在这种干扰出现的问题主要是上行调频与下行调频不能处在同一数值上出现, 给信息的传播带来巨大的障碍。

2.2 无线通讯系统干扰后果

在上述两种地铁无线通讯多系统干扰的类型中, 着重分析的是同频的干扰与无线通讯调频的干扰, 这两种无线系统干扰都带来严重的后果。在同频的地铁无线信息多系统中, 往往给用户的信息造成破坏。当两种无线通讯调频处在相同的调频时, 例如联通的地铁无线通讯多系统的调频与移动的地铁无线通讯多系统的调频处在相同的数字时, 在地铁内的联通用户与移动用户, 在使用无线通讯设备时, 就不能实现安全的通讯, 严重的造成信息的泄露。同频的出现, 还会造成信息的流失, 甚至会严重阻碍信息的流通与传播, 导致信息的无法畅通和交流。在无线通讯调频时给无线通讯多系统带来的干扰后果就更为严重, 在调频时, 由于地铁狭小的空间, 无线信息的通道受到很大的限制, 每一种无线通讯系统的调频, 都会影响到其他正常的信息通讯系统的影响。假如出现两种或是多种共同的无线通讯调频, 就会出现信息的严重干扰现象, 给地铁中无线通讯用户带来重大负面影响。同时, 无线通讯设备的调频的频繁性与不固定性, 都给无线通讯多系统带来破坏。由此可见, 不管是同频无线通讯系统, 还是在调频的无线通讯多系统, 都会对地铁内各无线通讯的使用用户带来不良的影响。

3 问题解决措施

3.1 制度严格执行

针对地铁内出现的同频干扰以及调频, 给地铁用户带来的严重影响。就需要地铁通讯管理部门制定相应的规章制度, 确保地铁通讯系统畅通无阻的使用。由于地铁无线通讯系统内部存在的通讯设备不是一种, 而是存在多种不同部门的通讯设施, 由于利益的分歧, 就会带来冲突。因此地铁这一共同无线配置范围内, 制定各种移动无线通讯的规章制度以及法律法规, 以文字的形式形成管理制度, 进一步确保地铁内无线通讯设备在有效的范围内顺畅安全的使用。严格贯彻执行地铁内的规章制度, 是地铁内无线通讯稳定安全的制度保障。

3.2 科学制定频率

在地铁内的无线通讯多系统中, 由于通讯系统中的各通讯设备部门存在的利益分歧, 就会从自身利益出发, 制定获利最多的频率。在地铁内是多种无线通讯设备共同组成的, 以部门无线通讯频率或高或低都会影响到地铁内其他无线通讯设备的通讯质量以及安全问题。在多种不同频率存在地铁无线通讯的统一体中, 就会出现地铁通讯的不稳定, 或是不安全, 甚至出现无线通讯系统崩溃的现象。因此, 在地铁内依据地铁无线通讯设备各种不同的特点, 从地铁部门的通讯的畅通以及安全性, 和地铁用户多方位的利益作为出发点与落脚点, 在不产生地铁无线通讯系统破坏的情况下, 以科学为手段, 制定最为有效科学的地铁无线通讯频率, 从而从根本上保证地铁内无线通讯设备的安全以及畅通使用, 维护地铁无线通讯用户的利益。制定科学的无线通讯频率, 是确保地铁内无线通讯顺利畅通的根本保证。

3.3 定期系统维护

在地铁内无线通讯设备系统, 由于空间狭小的现实条件决定, 对无线系统设备的定期维护是艰巨而又是一项首要的任务。在地铁中, 无线通讯设备不管是在日常的通讯设备中, 还是在无线通讯的系统中, 都会由于各种各样的原因, 造成一些问题, 严重的会导致无法正常的运行。这就需要针对地铁内的无线通讯设备, 定期对无线通讯设备的多系统进行检查与维护。在定期的维护过程中, 就要严格要求地铁内无线通讯各运营商必须在规定的调频范围内运行, 不能擅自非法的随意改动地铁内的调频频率。同时, 还要求对地铁无线通讯设备的频率范围内采取有效的维护措施, 避免不必要的干扰。在定期维护过程中, 还要针对各种无线频率数字进行定期的计算与核实。在这一环节中, 就需要对地铁无线维护系统的相关部门, 建立在科学的基础上, 对不符合要求的各个环节指出并监督和维护的工作, 严重者上报相关的部门, 给予惩处。

4 多系统干扰以及解决措施

4.1 多系统干扰总类

在地铁无线通讯系统运营过程中, 会出现多种对无线通讯信号产生干扰的现象, 根据对干扰情况的不同主要分为:接收机阻塞干扰、同频干扰、互调干扰。相对于同频干扰和互调干扰来说, 接收机阻碍干扰发生的概率比较小。因此, 主要注意同频干扰和互调干扰的相关解决措施即可解决信号干扰问题。

4.2 多系统干扰的解决措施

为了避免地铁无线通信多系统出现系统干扰情况而影响列车运营, 需要做出有效的抗干扰的解决措施。例如, 可以合理的分配辐射功率;合理选定工作频率;减少各系统天线间的相互耦合;严格执行移动通信的相关标准及管理文件;减少各系统漏洞间的相互耦合;接地的可靠性;各系统设置合理的滤波器等。

5 结束语

通过以上对地铁无线通信多系统引入的问题进行分析, 我们看出, 在对该系统引入时, 会产生一系列的问题, 其中, 无线系统的干扰问题非常严重, 会导致用户的个人信息遭到破坏, 因此, 对这些问题的产生应及时进行处理, 避免产生不必要的麻烦, 促进地铁交通工作的顺利开展

参考文献

[1]黎国美.地铁无线通信多系统接入时的抗扰措施分析[J].科技创新导报, 2009 (13) .

地铁通信系统 篇10

关键词：基站设置；信号覆盖；网络组建；应急保障

中图分类号：TP399

近年来，随着我国城市经济社会的快速发展，城市化的不断推进，民生基础设施建设目新月异。出于对地铁轨道交通便捷高效等特点，搭乘地铁已成为大众出行的重要方式，[1]以天津地铁为例，仅2012年1至5号线便承载客流超过3千万人次，最高峰客运量达到（单日）21.2万人次。由于地铁客运环境封闭，客流集中，在出现火灾等突发灾害事故的情况下，会因供氧能力不足、照明设备关闭，有线通信信号中断，一方面导致遇险人员心理恐慌，易造成人员的大量伤亡；另一方面，严重阻碍了消防灭火救援力量，精准高效的开展生命搜救和火灾扑救工作。2003年韩国大邱地铁火灾中，就突出显现了紧急状况下地铁消防通信困难的问题。由此可见，加强地铁消防无线通信网络建设是开展消防应急处突工作的重要前提。

1 我国地铁消防通信网络建设现状

1.1 缺乏完善的专用消防通信系统网络设施

近年来，我国高速发展地铁消防通信网络建设，但是已建成设施难以保障火灾时的消防灭火救援通信工作需要。随着经济建设高效开展，城市火灾日趋大型化、复杂化，现场参战力量调集迅速，消防编组任务分工细化，执勤作战行动范围扩大，且逐步向大兵团、多警种协同作战的方向发展。而相对复杂封闭的地铁灭火救援现场而言，各品牌电信运营商的小型专网，与公安消防部队在用的无线通信指挥网。目前，尚未能够专门设计和推广建成针对地下封闭空间的信号覆盖网络体系。又因为地铁专用通信设施产品类别相当匮乏，在灾害事故发生时，现有地铁消防通信设施，难以满足高效开展的灭火救援工作。

1.2 在地铁灾害环境条件下，消防指挥通信信号差

地铁建筑内人员活动空间多位于地表岩石和土层中的、比附近地面标高要低2m以上的高度。因此，灾害发生时，现场指挥部与地下战斗人员之间、地下与地上之间的通信信号屏蔽严重。伴随着火灾发生时，由于存在地下建筑烟气迅速蔓延、温度迅速升高、周围能见度降低等现象，严重干扰，甚至中断了灾害现场的及时通信联络，贻误战机，扩大损失，使灭火救援作战指挥预案难以实现。

1.3 应急通信网络建设模式效能不佳

当前，我国多数地铁应急通信网络采用的还是常规电信网，仅有北京等几座大城市已建成使用消防集群通信网络。一旦地铁车站和车道发生火灾时，因其封闭性和钢混结构构件的屏蔽作用，使得常规电信网信号数据无法交换，成为了“花瓶”。此时，会直接导致分秒必争的消防执勤工作指挥失灵，造成各自为战的状况，火场必然一片混乱，无法形成高效的灭火救援合力。[2]

2 地铁消防无线通信网络建设需求

结合灾害处置任务要求，灾害条件下，消防执勤通信系统网络应严格遵循三级组网模式开展建设：城市消防管区覆盖网（现场指挥部（总指挥）与当地政府（上级单位）、指挥中心、协助单位的联系）、火场指挥网（现场指挥部与各参战单位之间的联系）、消防战斗网（各单位内部一线战斗人员之间通信联络使用）。

其中，城市消防管区覆盖网建设可以采用临时架设电缆，开通电台的“有线加无线”模式解决。而另两种网络环境下，涉及人员最多、危险性最大、通信条件最复杂、指挥要求最具体。最适宜采用分频段的无线通信方式。[3]该方式应满足以下需求：

2.1 无线信号范围完全覆盖建筑空间

应针对地铁进站口、站厅、站台、隧道、管理用房、设备用房等常用组成。地铁客流量大，大量的人员分布于进站口、站厅、站台，一旦发生突发事件，现场就会非常混乱。

2.2 各波段频率信号应能做到“有呼必应”

灾害事故情况下，消防执勤力量必然分秒必争，将人员生命财产损失降至最低。在突发状况出现后，第一时间有效疏散和抢救被困人员，辨识并组织消除危险源是关键。由此可见，信道畅通、呼通率高，是地下消防应急无线通信一条重要定性标准。

2.3 呼叫信号稳定、可靠，降低白噪声、同频叠加等因素的干扰

明确具体是消防一线指挥命令的一项基本要求，如因现场环境突变，导致信号衰减、不稳定，则会导致指挥员难以掌握现场情况，战斗员对执勤任务指令的误听、误判。

3 地铁消防无线通信网络的设计思路

3.1 基站设置

为确保地铁内外无线通信网络信号正常，实现电子数据上下行双工传送，需要将地面无线链路信号引入地铁车站和隧道，其引入方式可分为集中和分散两种。集中方式以建设地下通信网络为主，选择地铁沿线某一座空间大、便于管理维护的大型地铁站作为通信指挥控制中心，依托地上现有运营商无线网络和信号基站的链路信号，布设用数字光纤或安装无线信号收发器，使专用链路信号由该地铁车站引导至地下环境，经过地铁隧道弱电管网，延伸扩展至整个地铁交通网。分散方式则以建设地上通信网络为主，深入各独立的地铁车站均设置上述光纤和收发器，在地铁沿线地上通信基站和交换机功能全覆盖和有线或无线信号网络环境良好的基础上，调通地铁专用链路信号与地面临近基站的信号频段，使各地铁车站分段、分区管理地下通信网络。

相比较而言，采用链路信号集中引入方式具备集成设计、集中施工、集约运维等优点，仅从一处车站施工，尽量不破坏已建成的弱电系统。从软件方面讲，只需在控制系统中独立标注引向不同地铁线路的编码即可。从硬件方面讲，只要在通信指挥控制中心加装高性能服务器和交换机，尽可能的按照原有弱电拓扑布线或架设基站，接通未连接的通信设施即可。

同时，集中引入方式通过控制中心固定联接地上与地下信号网络，实现多重热备份，提高可靠性。一旦发生故障，在各地铁线路终点站与控制中心之间发送数字信号，根据传送距离和经过基站，即可测定故障点位，开展维修。分散引入方式则因各车站结构不同，存在设计复杂、施工量大、对各车站地上电信网络建设要求高、难于集中管理维护的缺点，所以建议地铁内消防通信无线信号的引入采用链路信号集中引入方式比较合适。

3.2 信号覆盖

地铁内消防通信无线信号覆盖根据隧道和地下车站之间构造的不同。行车隧道内通过铺设泄漏电缆进行远程信号覆盖；车站内则可通过在不同业务分区内安装吸顶天线进行封闭空间覆盖。[4]

隧道内，沿隧道洞壁现有弱电管网敷设泄漏同轴电缆来辐射信号，射频信号既可以沿线双工传输，又能够向隧道内运行的列车辐射，在电缆周围形成一个连续的无线电波漏泄场，使隧道内布满足够的无线电波场强。这样，一方面，方便了地铁乘客在乘车时使用手机通话功能和各类wifi业务；另一方面，在发生灾害事故时，消防部门能够在长距离的隧道内保持高效的通信指挥水平。

由于泄露电缆造价高，且各地铁站内各业务分区复杂，施工难度大，无法保证全覆盖。在车站的不同业务分区内，安装全向吸顶天线实现地下空间信号全覆盖。

3.3 网络组建

在明确采用集中引入链路信号的基础上，目前，研发技术比较完善且适用于地铁消防通信业务的组网方式主要是有线链路集中引入和无线链路集中引入。两种方式各有优缺点。[5]

有线链路集中引入的方式较为传统。由于光纤和电缆信号传输稳定、不易衰减的物理特性，该方式安全可靠，不易受到干扰，仅需要较少的地面通信设施和信道频率支持，即可实现地上地下信号互联互通。

无线链路集中引入的方式灵活高效、投资成本低，维护方便，但是必须占用较多地面频率资源。随着“十二五”以来，国家对信息产业改造升级，无线通信业务高速发展，2G频段正在不断释放、3G网络已经广泛使用、4G网络也在逐步推广，因此在城市地铁通信指挥控制中心附近安装高效能、多频段的无线链路信号基站和配套数据服务器已经成为可能。

从消防部门执行应急处突任务的角度而言，安全可靠性是最重要的。综合考虑上述两种组网方式，可将地铁消防通信组网方式设计为：地铁控制中心至城市消防指挥中心的链路方式采用“一主一备”来增加可靠性，主用链路采用有线链路集中引入的方案，即地铁控制中心链路电台采用接口转换设备通过有线专线方式与消防指挥中心设备机房沟通；备用链路采用无线链路集中引入的方式与消防指挥中心架设的无线中转台沟通。而基于地铁灾害事故抢险救援一线高效指挥、灵活处置的实际需要，在各地铁站和隧道管网内采取无线链路集中引入的方案较为科学，这样就最大限度的保证了地铁出现灾害事故情况下，消防出动力量能够第一时间接警调度并集结到场，并在地下复杂环境内根据实际情况，便捷使用无线通信网络开展灭火作战和抢险救援指挥，传输现场影音数据，既稳妥，又高效。

3.4 应急保障

考虑到突发事件对地铁消防通信的影响，应对地铁消防通信系统建立应急保障体系，确保在地震、塌陷、洪水等灾害发生时的消防通信的畅通。我们可采取以下措施，联通内外抢险救援信号，比如：地铁消防通信系统应该设置备用系统，一主一备，双重防护；在各地铁站装配一套卫星通信设备，在消防轨道交通机构配备地下通信指挥系统等等。

参考文献：

[1]盛建国.地铁消防通信的要求及对策[J].消防科学与技术，2006，25：1l0-111.

[2]王值忠.浅谈地下建筑系统消防通信问题的解决[J].现代通信，2000，5：11-12.

[3]卢滢.地铁消防无线通信引入系统研究[J].通信/信号，2003，9：30-32.

[4]戚磊.基于地铁信号系统中的通信系统[J].科学大众，2006，5：67-68.

[5]张家明，王启立.地铁消防通信的实现[J].科技信息，2007，4：206.

作者简介：金杉（1982.9-），男，天津市河西区公安消防支队司令部助理工程师，主要从事信息通信和战训工作。

地铁通信系统 篇11

如付诸现实将产生可观的经济效益

轨道交通的建设是推动国民经济发展的重要组成部分,地铁出行的便利优势更是在一定程度上解决了城市的地面交通拥堵问题。作为地铁项目的一个单项工程,通信系统的建设关系到整条地铁线路的正常运营和投资收益。“十三五”期间,国内城市轨道交通市场呈现快速发展的状态,对地铁通信系统的建设也提出了更高的要求。通过对多年设计和工程施工经验的总结,以及对目前在建项目的分析,笔者在此对国内地铁通信系统的构建和工程管理进行简单的讨论。

地铁通信系统的构建

技术要求

(1)安全性

对于通信系统的建设,应采取完善的措施,以保证系统设备运行、软件运行、系统数据及信息等方面的安全。例如:对于关键子系统设备、计算机网络设备、传输通道等要考虑必要的冗余结构;单一设备的故障不能影响整个系统的正常工作;系统选用的硬件设备要有良好的工艺,工艺设计应符合相关标准;所采用的接触件接触可靠,能够保证长期使用接触良好;所有设备具备相应的过载保护措施,如防雷、过电压保护、过电流保护等,保证系统设备在正常运行或发生故障时,不会造成维护人员和运营主体的人身伤害及财产损失。

(2)成熟性

通信系统各子系统设备之间的接口、通信系统和其它系统及设备之间的接口、通信系统与其他专业间的工程接口应为成熟的、标准的、正确可靠的接口,并选用具备成熟运营经验的高质量的通信系统设备。

(3)先进性

基于通信系统在整个地铁运营中的重要作用,因此对系统的设计应是集先进的控制技术、计算机技术、网络技术和通信技术为一体,具备高度的现代化和自动化程度。通信系统设备所采用的技术应是项目实施时的主流技术,通信系统的硬件和软件采用模块化和标准化设计,并且符合通信系统的发展方向。

此外,项目选用的设备应在保证满足所建通信系统服务质量要求的前提下,能够在成熟系统的基础上提供升级版的系统设备,包括系统硬件、软件和技术方案的升级,以保证工程采用的系统设备在一定的时期内保持技术上的先进性。同时也可从系统设备的使用方式和自身能耗等方面来考虑节能设计,设备的安装和运行应符合有关环保政策的要求。

(4)可靠性

可靠性的设计应考虑系统可维护性、安全性和性价比。应采用先进的环网保护方式,支持多种组网场景的保护,以及对地铁组播业务的承载与保护具有完全的适配能力。对于可维护性的设计应充分考虑到以下几个因素:减少维修次数、缩短维护时间、简化维修流程、维修操作简便、备品备件数量最少等。

地铁通信传输技术的选择

地铁传输系统承载着通信工程多业务的接入功能,为信号、AFC、公务电话等系统提供可靠的信息交换通道,是一个集传输和交换为一体的综合业务网络。为了保证建成后的地铁通信网络安全、高效,就需要建立功能强大、稳定可靠的传输网。而选择适合具体项目需求的传输技术,为多种业务提供最适合的传输承载,实现优质的传输质量和承载效率,使各类业务可以达到最短的传输时延,对于传输网的建设起着至关重要的作用。

在既往的地铁通信系统建设项目中,用于地铁的传输技术主要有SDH、ATM、OTN、MSTP和IP等,不同的技术应用要求不同,也各有利弊。目前,基于SDH的多业务传输平台(MSTP)被多数地铁传输网所采用。MSTP能够解决传统SDH技术产生的带宽资源不足,缺乏统一架构等问题。MSTP设备除了硬件冗余保护,还具有完善的业务保护,如E1/FE业务的TPS保护,网络级MSP/SNCP保护和ASON智能保护等。根据地铁业务发展的新趋势,目前“增强型MSTP”的地铁传输新理念逐得到了认可和采纳。增强型MSTP兼有SDH和PTN两种传输技术的优势,它基于统一交换的软硬管道,支持分组统计复用,能够将TDM、以太等多种业务颗粒混合传送,实现类SDH运维,实现数据业务和传统SDH业务的优质处理,保证数据业务的高效可靠承载,特别适用于大带宽多业务传输。

地铁通信工程实施中的管控

规范工程管理

一是严格规范化、标准化作业。在项目持续推进的过程中,施工企业应强化生产组织管理,抓好过程控制,统一实施标准,通过合理制定各类管理事务的作业流程,以形成规范和相对稳定的管理体系。通信项目的建设包括传输、无线通信等多个系统的安装、调试和开通,设备的安装分布在控制中心、维修中心等地点,工程量繁多,对施工工艺的要求很高。因此,可以推行“标准先行,样板引路”的模式,在材料、设备、安全、质量等方面实行标准化工艺的管理控制和实施流程,在样板试验阶段将暴露的问题彻底解决,从而能够高效的寻求适合具体项目的施工工艺。通过工序、工艺标准化,提升施工效率和工程质量水平。

二是进行项目法施工。笔者认为,项目法施工是一种先进的管理模式。推行项目法施工,有利于进一步强化工期控制、降低工程成本、提升精细化管理水平、提高工程质量。同时,在对施工生产的过程控制中,要重点强化对关键部位、关键工序的监控力度,确保项目安全可靠、优质高效。

三是提高工程检查频次。笔者建议在工程实施阶段,可以进一步细化对项目的分类,按过程分为开工检查、过程检查、竣工检查,按工期长短明确过程检查的次数,以成本控制和效益管理为主线,促进项目实施和管理能力的不断提高。

强化安全质量管理

工程安全质量问题事关重大,在项目实施中,要全面提升建设方对质量安全的管控能力,确保交付的系统、设备安全可靠。

施工现场应建立相应的安全生产责任制度、安全生产教育培训制度和安全生产保证体系,以及质量责任制度和质量保证体系。执行单位应加强教育培训和现场检查,有效控制安全、质量风险,尤其是对施工作业危险点的安全质量控制。同时要针对不同的施工内容制定出相应的安全措施,并按程序逐级进行详细的技术交底。项目实施单位应建立综合和专项应急预案、现场处置方案、运营设备故障处理应急预案,完善各类设备故障应急处置方式、方法,建立快速反应渠道和流程。可以通过建立动态的安全隐患整治工作档案和数据库,对现场实施情况进行密切盯控,加强对重点区域或危险源的动态监控,实施隐患问题闭环管理,从根本上杜绝安全质量事故。

结语