轨道交通无线通信业务类型及技术方案

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摘要：文章列出轨道交通无线通信业务类型，对现阶段轨道交通行业所使用到的各种无线通信业务进行简要介绍，归纳总结各种无线通信业务所对应的类别，并提出各无线通信系统可行性技术方案。

关键词：轨道交通；无线通信；业务类型

城市轨道交通无线通信系统是保障轨道交通远程指挥调度、灾难救援、安全运营的至关重要的通信子系统，对提高轨道交通运输的效率和运营安全性起着重要的作用。随着城市轨道交通的整体发展和业务需求不断增多，对无线通信系统的要求也越来越高，无线通信技术不断更新，多种无线通信制式在轨道交通领域得到了广泛应用。

1无线通信业务类型

按用途类别：可分为车地无线传输业务和非车地无线传输业务；其中车地无线传输业务指的是关乎在线运行的列车与地面之间实时的信息交互业务。按需求类别：可分为专用业务需求和非专用业务需求；其中专用业务需求指的是轨道交通内部系统及内部工作人员之间所开展的无线业务。按安全类别：可分为生产安全信息网业务和非生产安全信息网业务；其中生产安全信息网业务指的是关乎列车安全运营的业务。按无线传输方向类别：可分为单向业务和双向业务；其中单向业务指的是该业务是只单向传递（从终端至基站或从基站至终端）。

2无线通信业务简介

（1）信号系统业务。该业务指根据列车在城市轨道交通线路上运行的客观条件和实际情况，对列车运行速度及制动方式等状态进行监督、控制和调整的业务信息。（2）PIS紧急信息文本。该业务指地面PIS服务器通过车地无线通信系统传送给车载PIS终端的紧急文本信息，实现在火灾、阻塞及恐怖袭击等非正常情况下，通过PIS系统提供动态紧急疏散提示。（3）列车运行状态监测业务信息。该业务指列车运行状态实时监测系统，将传感器采集到的列车关键参数通过车地无线传输系统传送到地面监测中心，同时中心反馈确认信息至列车。（4）列车车载视频监控业务。该业务指将列车驾驶室、客室的视频监控图像通过车地无线通信系统传输到地面控制中心，进行集中监控。（5）PIS视频业务。该业务指由地面将视频或图像信息通过车地无线系统采用广播或者组播传输到客室内播放。（6）专用无线集群调度业务。该业务是指线路运营、应急和维护等需要的各种语音和数据呼叫通信和管理业务。（7）车辆段/停车场的数字平面调车业务。平面调车是在车辆基地平面牵出线上进行的调车作业，平面调车任务的完成是通过调车长及调车员等作业人员之间的通信来实现，通信内容包括语音通话和调车操作作业指令传送。（8）公安及消防无线通信业务。轨道交通公安及消防无线通信系统是是地面公安（消防）无线通信网络通信能力的重要补充，是地面公安、消防无线通信系统在轨道交通指定范围内的延伸。（9）车辆智能化信息。车辆智能化信息的车地无线传输是指将车载所有的MVB数据全部传输到地面，它主要由列车：硬线IO数据，各系统的状态数据（车辆信息、牵引数据、辅助数据、车门系统、制动系统、空调系统、火警系统、车载PIS系统等）及三级故障信息等组成。（10）乘客WiFi上网业务。该业务指安装了WiFi上网系统的列车，乘客可实现在列车上连接WiFi信号进行无线上网。（11）400MHz数字对讲业务。400MHz数字对讲系统由专用数字集群系统（PDT、DMR等）的常规专用信道组成，在各车站/场段设置固定电台，运营、保安、保洁等人员分别采用各自的信道进行无线集群通信。（12）民用通信引入业务。民用通信引入系统是将地面移动信号引入到轨道交通工程的地下空间，用于满足运营商公共无线信号在城市轨道交通内的延伸和覆盖，为乘客、工作人员提供高质量的公用移动通信的服务。（13）地面城市无线政务网业务。城市无线政务网引入到轨道交通工程的地下空间，实现全市数字集群地上、地下一张网，从而为全市相关部门提供在一个地上、地下统一的指挥调度通信网络。

3无线通信业务归纳总结

现阶段轨道交通无线通信业务主要存在13种业务，可以分别在用途类别名，需求类别名，安全类别名和无线传输方案共四个方面归纳为下所述：（1）信号系统业务：车地无线传输业务—专用业务需求业务—生产安全信息网业务—双向传输业务。（2）PIS紧急信息文本业务：车地无线传输业务—专用业务需求业务—生产安全信息网业务—单向下行传输业务。（3）列车运行状态监测业务信息：车地无线传输业务—专用业务需求业务—生产安全信息网业务—双向传输业务。（4）列车车载视频监控业务：车地无线传输业务—专用业务需求业务—非生产安全信息网业务/生产安全信息网业务（应急视频调度）—单向上行传输业务。（5）PIS视频业务：车地无线传输业务—专用业务需求业务—非生产安全信息网业务—单向下行传输业务。（6）专用无线集群调度业务：车地无线传输业务—专用业务需求业务—生产安全信息网业务—双向传输业务。（7）车辆段/停车场的数字平面调车业务：车地无线传输业务—专用业务需求业务—生产安全信息网业务—双向传输业务。（8）公安及消防无线通信业务：非车地无线传输业务—非专用业务需求业务—非生产安全信息网业务—双向传输业务。（9）车辆智能化信息：车地无线传输业务—专用业务需求业务—非生产安全信息网业务—单向上行传输业务。（10）乘客WiFi上网业务：车地无线传输业务—非专用业务需求业务—非生产安全信息网业务—双向传输业务。（11）400MHz数字对讲业务：非车地无线传输业务—专用业务需求业务—非生产安全信息网业务—双向传输业务。（12）民用通信引入业务：非车地无线传输业务—非专用业务需求业务—非生产安全信息网业务—双向传输业务。（13）地面城市无线政务网业务：非车地无线传输业务—非专用业务需求业务—非生产安全信息网业务—双向传输业务。

4无线通信系统可行性方案

以上业务都需要通过无线通信技术进行无线传输承载。由于以上无线通信业务在业务类型、业务的重要性、业务数据量的需求大小、相关的使用要求等多方面存在较大差异，因此需要选择多种无线通信技术来满足不同类别的无线通信业务的无线传输。据统计与调研，近几年轨道交通行业内应用的无线通信技术（运营商网络技术除外）主要有9种：LTE、WLAN、DVB-T、TETRA、PDT、DMR、EUHT、LTE-U、WirelessFiber等。从对资源的充分利用、技术的发展前景、运营的现场要求等方面综合考虑，给出轨道交通无线通信系统的推荐方案。（1）信号系统业务、PIS紧急信息文本业务、列车运行状态监测业务信息。以上三种业务皆属于生产安全信息网业务和专用业务，在轨道交通行业推荐采用基于1.8GHz的TD-LTE系统进行无线承载。（2）列车车载视频监控业务和PIS视频业务。以上两种业务皆属于非生产安全信息网业务和专用业务，在轨道交通行业推荐采用IEEE802.11系列、EUHT、LTE-U或WirelessFiber系统单独承载的车地无线方案，或者在频率资源充足的情况下，采用基于1.8GHz的TD-LTE系统与信号系统业务、PIS紧急信息文本业务、列车运行状态监测业务信息进行综合无线承载。（3）专用无线集群调度业务。该业务属于生产安全信息网业务和专用业务，在轨道交通行业推荐采用800MHzTETRA系统进行承载，或者在频率资源充足的情况下，采用基于1.8GHz的TD-LTE系统与信号系统业务、PIS紧急信息文本业务、列车运行状态监测业务信息进行综合无线承载。（4）车辆段/停车场的数字平面调车业务。该业务属于生产安全信息网业务和专用业务，在轨道交通行业推荐采用400MHz数字平面调车系统进行无线承载。（5）公安及消防无线通信业务。该业务属于非生产安全信息网业务和非专用业务，该业务的建设方案依赖于地面公安及消防无线通信系统的建设方案及未来规划。（6）车辆智能化信息。该业务属于非生产安全信息网业务和专用业务，该业务可整合进列车车载视频监控业务和PIS视频业务的车地无线传输。（7）乘客WiFi上网。该业务属于非生产安全信息网业务和非专用业务，该业务建议由运营商的5G系统进行替代。（8）400MHz数字对讲系统。该业务属于非生产安全信息网业务和专用业务，在轨道交通行业推荐采用400MHzPDT或DMR系统进行无线承载。（9）民用通信引入业务。该业务属于非生产安全信息网业务和非专用业务，该业务的建设方案依赖于地面电信运营商的建设方案及未来规划。（10）地面城市无线政务网业务。该业务属于非生产安全信息网业务和非专用业务，该业务的建设方案依赖于地面政府相关部门的建设方案及未来规划。

参考文献

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作者：熊桢 单位： 中铁第四勘察设计院集团有限公司