轨道交通行业解决方案

轨道交通行业解决方案
现状分析
随着经济的发展，轨道交通已成为现代化城市理想的交通工具。

在我国人口高密集及经济增长较快的几个大城市中，如北京、上海、广州、天津等地的轨道交通发展很快，杭州、重庆、成都、沈阳等地也正在积极进行建设。

城市轨道交通是解决大城市交通拥挤的一种有效措施。

目前，在我国已兴起了建设城市轨道交通的高潮。

城市轨道交通的运营离不开大量信息的交互，专用的通信系统是必不可少的，其中无线调度通信系统则是提高运输效率、确保行车安全及应对突发事件的必要手段。

城市轨道无线通信系统是一个专用性很强、可靠性要求较高、接口复杂的多功能调度系统，一般包括正线无线列调、维修、公安、环境控制等系统以及车辆段无线系统。

随着城市轨道交通的快速发展，越来越多的应用对无线系统提出了更高的要求。

然而由于技术、历史等原因，我国城市轨道交通无线通信系统缺乏统一规划，种类繁多。

早期的城市轨道交通无线调度通信系统沿用大铁路的无线列车调度通信方式即采用专用信道来解决，如北京地铁一号线和环线以及上海地铁一二号线等。

后来，随着集群技术的出现，实现了列车运行调度和公安、维修、环控等调度共用一个无线移动通信系统，城市轨道交通无线系统采用集群调度通信系统。

如上海明珠线轻轨和广州地铁一号线采用了MPTl327模拟集群系统，广州地铁二号线、北京轻轨等采用了TETRA数字集群系统。

需求说明
城市轨道交通无线通信系统是一个以信息网络为基础，集话音、数据和图像为一体的无线调度指挥系统。

该系统由自动列车调度、行车调度系统、车场调度系统、公安调度系统、环控调度系统和维修调度系统等组成。

列车自动控制系统主要是指通过电路交换数据并以无线方式控制管理整个列车的运行，其涉及的信息有列车实际运行速度、允许运行速度、列车长度、制动功率等。

列车调度子系统供列车调度员、机车司机、车站值班员、停车场运转室值班员之间以及车站值班员与站台值班员之间通信联络，以满足列车运行需要。

公安子系统提供公安调度员与车站公安值班员以及公安外勤人员之间通信联络，以满足正常和非正常情况下维护车站秩序的需要。

环控系统提供事故防灾调度员、车站防灾员、现场指挥人员之间通信联络，以满足事故抢险及防灾救灾需要。

车场管理子系统提供停车场运转值班员、信号楼值班员、场内作业人员之间通信联络，以满足列车调车及车辆维修的需要。

维修子系统提供维修值班员与现场维修人员之间通信联络，以满足线路、设备的日常维护及抢险的需要。

鉴于城市轨道交通无线通信系统所具有的应用特点，提出了以下基本需求：
建立调度台与列车司机之间的运行调度通信；
∙◆建立沿线线路维修、公安、防灾、环境控制等工作人员的移动调度通信；
∙◆城市轨道交通运输管理系统的不同，为无线系统提出了其它特殊的功能；
∙◆高速率的数据传输能力，用于传输各种数据、图像等；
∙◆为列车信号提供无线传输通道；
其它功能需求：如调度对司机的车次号呼叫、运行机车进入车辆段后通话组的变换、调度通过机车台对列车的广播等。

解决之道
针对现状与需求所阐述轨道交通行业现有模拟系统所存在的问题，东方通信提出eTRA数字集群系统轨道交通行业解决方案：
轨道交通行业数字集群系统组网架构示意图
东方通信充分理解轨道交通运营商对轨道交通数字通信建设的诉求，提出了eTRA数字通信轨道交通解决方案，为轨道交通运营商提供全时空立体化指挥通信调度平台，全面支撑轨道交通业务安全，高效，可持续运作。

本方案eTRA数字集群系统由以下主要子系统组成：
∙◆ BS800基站子系统；
∙◆ SX2000交换子系统；
∙◆ Netmanager Nstar2000网管子系统；
∙◆ DS2000调度子系统。

∙◆ NTP时钟子系统
交换中心、网管系统、调度中心设置在用户的交换控制中心，彼此通过Ethernet 连接；各基站通过E1/IP传输链路与交换中心互联；固定台、车载台和手持台沿
基站无线覆盖射频信号通过空中接口登录到基站后接入到TETRA系统中，构成一个具备完善调度指挥功能的链状数字无线集群系统。

同时，东方通信eTRA数字集群系统还为轨道交通运营商提供了二次功能开发接口，以便于轨道用户做一些本地化软件应用，其系统部署架构图如下：
轨道行业数字集群系统二次功能开发系统部署架构示意图
轨道行业用户在完成二次功能开发后将其软件部署在调度服务器和调度台分别可实现：
调度服务器：
∙◆与ATS系统接口，接收列车位置信息
∙◆ 与时钟系统接口，接收地铁统一时钟信号
∙◆与数字集群系统接口，实现各调度台与无线终端间的短数据服务∙◆将来自不同列车的呼叫请求引导到对应的归属调度台
∙◆调度资源管理
∙◆调度系统核心数据库管理
调度台：
∙◆语音及数据调度业务处理
∙◆列车呼叫请求处理
∙◆列车自动/手动转组
∙◆调度资源管理
∙◆ ATS信息处理
∙◆ ATS接口控制
∙◆时钟同步处理
总结
1) 强大的综合数据业务。

eTRA数字集群TETRA系统采用全数字编码，系统对语音和数据业务同等对待处理，即系统在实现语音业务的同时可兼顾数据业务，可提供一个语音加数据(短数据及分组数据)的综合服务平台。

2) 呼叫的快速建立。

对于轨道交通用户专网无线调度系统来说，快速入网、以最简单的方式传递消息是至关重要的。

3) 多种优先级别。

为保证高级别用户通话的优先权，eTRA轨道交通数字集群系统从实际出发，将地铁公安、消防、医疗及轨道交通指挥、应急等通话组和用户终端的优先级别设为最高等级，轨道交通各职能部门的值班调度组、各航空公司的现场调度组等优先级别按照保障级别依次排序，通过对优先级的设置，保障了在系统繁忙时或突发情况下，重要通话组的通信畅通。

4) 单站集群。

当基站与系统交换机之间的链路中断时，基站会进入单站集群状态，其覆盖区内的用户无需任何操作，将继续享用集群模式的服务。

原有的通话组保持不变，仍具有组呼、优先级、紧急呼叫等等基本话音集群功能。

大大增强了系统服务的可用性，降低服务的风险。

这一点对用户至关重要，保证在任何情况下，基本的集群服务不致中断。

同时作为标准配置，基站均配置了冗余的基站控制器，互为热备份，极大增强了基站的可靠性。

5) 调度台的功能。

数字集群的坐席调度台除了能完成常规的话音调度外，还具有多选组和组派接的功能，这两项功能能够按调度员的调度方案将多个通话组合并成一个通话组。

6) 直通功能。

轨道交通的突发事故可能并不仅仅局限于轨道交通范围之内，那么数字集群的直通功能将使用户终端具备在信号覆盖区域之外工作的能力，并同样具备通话组的功能和良好的保密能力。

在通话方式上用户不会感到直通模式和集群模式下组呼的差异。

7) 全IP技术eTRA平台。

采用IP技术已经是现代通信技术发展的一个总体趋势，汇聚到“IP、移动、宽带”是现代通信发展的三个主要的需求。

随着通信技术高速发展，特别是信息技术和IP技术的日新月异发展，电路设备技术落后、造价高，更新换代慢等弊病日益凸现。

新一代的通信技术平台均采用IP技术作为核心网络技术，包括3G和4G无线通信技术，WiFi无线局域网技术，宽带视频技术等，一些延续使用的技术平台如有线通信网络(PSTN)也正在积极进行技术升级换代，用IP“软”交换技术替代陈旧的TDMA时域交换技术。

纯粹的IP交换技术作为系统平台的数字集群eTRA系统，在硬件结构上借鉴成熟的IP交换设备，
与它们配合先进的服务控制器，从而保证eTRA系统的硬件和软件技术与世界先进技术同步。

8) 系统分布式、模块化结构。

eTRA系统采用基于全IP的分布式、模块化结构设计，使得扩容、升级或增加新的应用非常容易，这对客户的运营非常重要，扩容甚至扩展到周边其他地区都将十分便捷。

分布式处理的系统设计也大大提高了系统的处理能力，满足处理及专业用户这样集中的大话务量的需求，同时也很好的避免了单点故障的弊端。

9) 终端种类多。

在数字集群用户终端方面，目前所有终端都支持内置GPS功能、支持多时隙分组数传功能及WAP功能等，并且利用终端高清晰的液晶屏能方便地通过分组数传功能进行数据库的查询和图片显示。

与模拟终端相比较，新的数字终端更轻更加坚固耐用，同时数字终端能存储更多的通话组并以文件夹的形式有效管理。

10) DIY数据应用开发模式和完善的技术支持服务。

TETRA系统的手持台和车载台可以直接实施短信和WAP等功能的数据业务，也可以通过PEI接口同外部数据终端相结合开展多种定制的数据业务。

系统具备全面友好的二次开发接口(API 接口)，可以支持二次开发单位方便地针对客户特定要求进行二次开发。

同时具备完善的应用开发“合作伙伴计划”，为合作伙伴提供全面的培训、交流和测试的平台和环境。