TETRA数字集群在民航移动通信中的发展应用

吴仕建

（民航华北空管局，北京 100621）

TETRA数字集群在民航移动通信中的发展应用

吴仕建

（民航华北空管局，北京 100621）

本文介绍了集群通信在中国民航的发展及应用现状，全民航数字集群网络的建设、管理、运维及发展的方向，结合民航行业特点的数字集群通信增值应用，民航数字集群网络发展所面临的问题，探讨建立应急联动的必要性及方式。

数字集群；TETRA；专用网络；增值应用；应急通信；应急联动

1 引言

从1994年底起，民航大多数大中型机场都建立了摩托罗拉800MHz模拟集群移动通信系统，这是由民航总局统一规划在民航使用的地面移动指挥调度系统。模拟集群系统在满足民用航空的日常管理以及执行各种航班、专机等任务，还有处理突发和紧急事件时起了非常重要的作用。

随着民航事业的飞速发展，业务量和业务范围的不断扩大，功能需求不断增加，民航原有模拟集群通信系统的弊端也逐渐显现出来。如频率资源浪费，保密功能差，联网困难，不能在机场之间漫游，无数据传输功能，不能更好的拓展业务以满足机场公安、安检、消防等一些特殊部门的需求和日益发展的民航业需求。

2005年4月，济南遥墙国际机场建立了一套TETRA数字集群系统，这是第一个用于民航领域的数字集群系统，标志着中国民航的集群通信将从模拟通信时代转向数字通信时代。

2 数字集群移动通信

2.1 数字集群通信系统的特点

数字集群通信系统是在无线网络接口采用数字调制解调方式，能够提供的业务主要包括调度指挥、数据传输、电话业务（含集群网内互通电话或与公众网间互通的电话）等业务类型。

与传统的模拟集群技术相比，数字集群具有频谱利用率高、保密性好、抗干扰能力强；承载的业务类型丰富（可传输数据、图像等各类信息），通话清晰度、调度功能灵活性以及通信安全性方面更是具有独特的优势；与公网电话、数据等网络互联简便；数字终端设备小巧轻便、功能强大。

2.2 民航集群通信的特性

民航集群通信业务具有实时性强、可靠性高、保密性强、业务量大等特点，同时，民航各单位在机场的业务网点分布相对分散、业务类型多，而各单位之间或不同部门之间有着密切联系，集群通信作为一种用于指挥调度通信的移动通信系统，为民航各单位提供了快速高效的移动通信指挥调度手段，在保障飞行安全及各驻场部门的正常运营中发挥着不可替代的重要作用。

2.3 民航数字集群通信系统的体制

2000年底，我国信息产业部正式批准和发布了SJ/T11228-2000《数字集群移动通信系统体制》的行业推荐标准iDEN和TETRA。

iDEN系统为美国MOTOROLA公司于1994年推出的系统标准，主要在北美、南美及亚洲等投入商业运营。该系统具有无线电话、指挥调度通信、无线寻呼以及无线数据传输等功能。

TETRA系统是1995年欧洲电信标准组织（ETSI）制订的数字集群通信系统标准，它是欧洲电信标准委员会惟一认可的数字集群标准。它提供了非常灵活的组网方式，具有良好的开放性、兼容性和保密性，可提供传统集群语音通信、非集群业务以及具有话音、数据传输、短信等丰富的业务功能。民航系统数字集群通信系统体制使用的是TETRA，这是由民航系统的安全性、及时性和保密性等行业特点决定的，关系到航空运输生产指挥调度的安全。

3 全民航数字集群的建设

3.1 全民航数字集群网络的发展规划

2004年民航总局制定了全国民航数字集群通信网络建设发展规划，计划分三步建成一个覆盖全国大中型机场的数字集群通信网络。

第一步在北京、上海、广州三大机场建立交换控制中心及各自的基站，然后将三个中心进行互联，实现中心之间的数据交换。第二步在已有模拟集群通信系统的机场建设数字集群通信基站，并与相应的交换控制中心实现相连，共享其交换机的资源。第三步在需要数字集群通信的机场建设基站，并与相应交换控制中心互联。

3.2 全民航数字集群网络建设的意义

机场集群移动通信是保障机场乃至整个民航系统正常运行的一个重要环节，全国性数字集群的构建是民航发展的重要一步，也是民航发展的一个必然。

分阶段建设全国性机场数字集群网络大大节省了投资成本。三大枢纽机场构建交换中心后，周边机场便可直接建基站与交换中心共享资源，这样便减少了周边机场投入的硬件建设费用和运营管理成本。

数字系统联网能够节省频率资源，解决机场间的调度通信及机场间的紧急调度问题。终端机场还可在集群通信公用网内组成各自机场的虚拟专网，提供专用调度台以及专网所具有的功能，能够满足全国性机场公网和机场虚拟专网等用户的不同需要。

民航数字集群网络是中国第一个全国性的数字集群网络，将带动其他交通运输等部门的全国性网络构建。在未来的发展趋势中，对大区域的联合指挥调度的要求也会逐渐提高，那时机场已拥有的数字系统网络能够方便地整体并入，这对未来大区域乃至全国通信联动系统的发展有很大意义。

4 民航数字集群网络的建设

4.1 民航三大中心的建立

从2007底在民航总局空管局统一规划和组织下，开始建设由欧洲宇航防务集团（EADS）提供的TETRA数字集群通信网路。首先在北京首都国际机场、上海浦东国际机场及广州白云国际机场建设三大交换中心及相应的基站，同时在成都机场建立一个备用交换中心。从而实现了远程互联数据交换，异地漫游和远程调度，提供了丰富的数据应用和互联服务，并为随后周边各机场建设数字集群通信系统创造了条件。

三大中心的建立，极大地缓解了三大机场日益增长的用户量和环境压力，为三大机场的航空公司、货运、地勤、机场公安、油库等各类专业部门提供了安全可靠的数字化指挥调度通信业务，为航班的正点率及机场运营的高效率发挥了不可替代的作用，这是中国第一个全国性的数字集群网络。

4.2 各地机场的建设情况

近年来，数字集群通信系统在全国民航得到了广泛的应用，随着民航数字集群用户数的持续增加，以数字集群通信指挥为主的移动指挥调度网络承载的业务量也日益增加，网络覆盖规模及范围也在不断增大。目前，在北京、上海、广州、成都、天津、深圳、西安、沈阳、昆明、南昌、珠海、杭州、重庆、拉萨、乌鲁木齐、哈尔滨及贵阳等机场开通了TETRA数字集群通信系统。

数字集群通信系统在民航各机场的陆续投入运行，有效地解决了原模拟集群系统对讲机数量不足、通信信道少、通话质量差等问题，满足了用户对通信业务的需求，为机场安全生产和指挥调度提供了有效保障，提升了机场地面服务保障能力。

5 数字集群通信网络的管理和运维

提高数字集群通信网络的管理与运维，以更好地保证机场航班的正点率以及机场运营的高效率，它关系到民航的航空运输生产及指挥调度的安全。

5.1 网络管理

网络管理是保证数字集群通信网络运营正常、安全运行的重要基础保障，主要涵盖对数字集群网络的设备、传输网络、环境等方面的全面管理。设备管理包括对交换机、基站的性能管理、优化配置及故障检修等；传输网络管理包括传输线路及传输设备的管理；环境管理则包括电磁环境监测、动力设备及机房环境等。

5.2 用户管理

用户管理允许用户组织掌握自己的信息和业务，并进行管理。用户管理能够为网络管理员和用户组织提供网络业务使用状况的详细信息，并为用户组织提供相关信息以满足其特殊需求，允许网络管理员对用户组织进行计费管理。

5.3 无线网络优化

数字集群通信网络的信号覆盖情况需要无线网络优化，对无线信号覆盖进行故障分析，使相关部门能够密切跟踪相关区域的无线信号覆盖情况，及时发现问题以更好地解决网络故障，实现无线网络优化配置和网路性能的最大化。

5.4 应急预案

为保障数字集群网络应急通信正常，数字集群通信网的设备管理、运行管理和用户管理需要制定周密的通信保障应急预案，明确相关原则及操作流程，为集群应急通信提供切实可行的实施预案。

5.5 用户培训

有了先进的通信系统，网络系统运行的安全性和可靠性在很大程度上取决于人员的技能和服务。既要对网络系统管理及维护人员进行培训，也要对数字集群系统的用户进行培训。包括如何有效地使用终端和调度台，出现情况时如何发出呼叫、如何讲话，以提高一线人员处理事件的效率和准确性。

6 数字集群通信系统的增值应用

随着数字集群通信系统的应用发展，各数字集群厂商和应用开发商利用TETRA数字集群的资源及高级功能，针对各行业的需求研发了系列数字集群增值服务。如：无线数据传输业务能满足用户远端数据查询、遥控等无线数据传输需求，用于电力、水利、交通、安防等领域；GPS智能化调度和监控业务把位置监控和语音调度有效结合，适用于交通、安防等领域。

民航也根据自身的特性充分挖掘数字集群通信的应用潜力、提高数字集群通信网络的运行服务水平，满足民航业不断的发展需求和用户的个性化需求。如发掘TETRA数字集群的各种高级功能和特色增值服务，包括动态重组、人员及车辆定位、信息发布、状态信息、短信息和IP分组数据业务等。进行相应的定制开发，以提高数字系统的使用能力和用户的工作效率。

7 民航系统数字集群网络的发展思路

由于民航数字集群系统属于专用网络，服务对象是机场内的在场单位，具有极强的特殊性，这就首先要求数字集群系统提供安全、可靠、准确和优质的语音通信。

在此基础上，还要结合民航行业各使用部门的特殊性提供特色的服务，发挥数字集群系统在数据传输、信息提供、电话互联等方面的优势，提供灵活多样的信息服务，为指挥调度提供及时、必要的信息支持。

加强民航各机场之间的直接互联通信，将各机场之间的数字集群系统进行联网对接，做到不同地域机场之间也可以通过集群终端进行语音通信、信息通报等，为民航业内联合处置紧急情况、航班调度、及时通报航班信息、协调航班延误等方面提供及时高效的通信手段。

8 民航数字集群网络所面临的问题

8.1 网络建设

全民航数字集群通信网络的建设必须是一个有组织的、系统性的过程，需要整体考虑。而整体构建及其规划是否合理，将会影响全民航数字集群网络的安全性和可靠性。

8.2 系统应急演练

民航数字集群通信系统承载着民航系统各单位正常运转、安全运营的指挥调度业务，高效性、安全性和及时性是民航集群通信的特点。平时如何协调机场各有关进行部门应急演练，以保障在特殊情况下进行集群通信指挥调度，处理紧急突发事件，是民航系统需要解决的问题。

8.3 民航机场应急联动的必要性及实现方式

社会经济的发展给政府部门、公共安全、交通服务等与人们生活息息相关的领域提出了更高的要求。近几年来突发事件的频发造成了社会影响和经济损失，也为公共网络和专业网络的正常运转带来了威胁，政府对突发事件的防范意识日益增强。

由于机场的地理位置和客观环境的特殊性，为了处理突发的、特殊的紧急事件，民航机场应急联动应该是一个跨单位、跨行业、跨区域的一个统一的指挥调度系统，以适应统一指挥、快速反应、统一应急、联合行动的需要，为机场和城市的公共安全提供强有力的保障。

（1）民航内部

民航机场各单位应急处理系统各自独立，信息共享范围和能力有限，难以应对机场紧急和突发性事件的发生。为了提高民航机场整体的应急处理能力，需要打破民航各单位之间的信息共享壁垒，利用数字集群通信系统通过集成控制方式建成民航集群通信网络和信息共享平台。这样就可以为机场提供响应迅速，信息统一的应急联动指挥调度平台和机场综合服务平台。

这样通过集成控制方式实现的平台，可以使指挥中心人员能够全面掌握信息、及时响应、快速指挥调度、跟踪事件处理情况，使指挥效率和能力水平得到了质的提高。

（2）民航外部

无线集群调度指挥通信系统是应急指挥救援最有效的通信保障，各大城市应充分利用现有的无线集群通信网络，在互利合作的基础上建立应急联动协调机制。如首都机场的专用数字集群网络，就可以和北京正通公司的数字集群公共网组建一个应急联动指挥调度系统，通过合作发挥各自优势，使机场集群通信服务更加完善、安全和可靠，从而提高双方对各种突发事件和自然灾害的应急处理能力和抗风险保障能力。

目前，民航数字集群通信还处于发展壮大的阶段，还存在很多问题需要解决。民航集群通信的发展应结合民航的行业特性找准数字集群通信的定位，更好地发挥数字集群系统的优势，发展民航集群通信市场。随着我国民航事业的不断发展，全民航数字集群通信网络的发展一定会得到更大的提高。

[1] 郑祖辉，陆锦华等．数字集群移动通信系统（第3版） ．北京：电子工业出版，2008年1月.

[2] 徐小涛．数字集群移动通信系统原理与应用．北京：人民邮电出版社，2008年7月.

[3] 郑祖辉．发展数字集群通信专网的探讨[J]．移动通信，2006年04期.

[4] 潘娟．数字集群通信系统的安全保障[J]．当代通信，2006年13期.

[5] 郑祖辉．数字集群通信漫谈[J]．电子世界，2003年12期.

TETRA Digital Trunked Radio Development and Application in Civil Aviation Mobile Communications

Wu Shijian
( North China Air Traffic Management Bureau, Beijing, 100621)

The article introduces the current development and application of digital trunking system in civil aviation segment, the construction, management, operation and development direction of civil aviation digital trunking radio network, the value-added applications with the industry characteristics, and the issues in the network development. And the aritile also probe to the necessity and ways to establish an emergency response mechanism

Digital trunking sytem; TETRA; private network; value-added applications; emergency response

10.3969/j.issn.1672-7274.2014.08.011

TN929.52文献标示码：B

1672-7274（2014）08-0041-04