深圳地铁移动通信服务系统的构建和实践

周 杭 杨小卫 程 然

（深圳市地铁集团有限公司，518026，深圳∥第一作者，高级工程师）

深圳地铁移动通信服务系统的构建和实践

周 杭 杨小卫 程 然

（深圳市地铁集团有限公司，518026，深圳∥第一作者，高级工程师）

结合深圳地铁移动通信服务系统的建设实践和经验，阐述了建设地铁移动通信服务系统的必要性和意义，介绍了深圳地铁移动通信服务系统的系统构成、信道选择和系统安装情况，分析了系统的静态测试和动态测试结果。从规划设计、技术选用、干扰测试等方面提出了地铁移动通信服务系统建设的建议。指出了目前方案存在的问题，并相应地给出了解决问题的办法。

地铁；移动通信网；建设方案

First-author'saddressShenzhen Merto Group Co.，Ltd.，518026，Shenzhen，China

地铁民用通信业务，作为地铁附属资源开发的主要业务之一，担负着向广大乘客提供优质通信及信息服务、创造经济效益和促进地铁事业可持续发展的多重使命。建设地铁移动通信服务系统是树立“依托地铁、服务地铁、发展地铁”指导方针的具体体现，要以提升经济效益和通信服务质量为重点，积极拓展移动通信、有线通信、电子媒体等各项业务。

1 建设地铁移动通信服务系统的必要性

（1）建设地铁移动通信服务系统是建设“无线城市、智慧城市”的需要和构建无线城市战略的重要组成部分，有利于政府提高经济社会管理水平，提升政务效率。

（2）建设地铁移动通信服务系统是基于乘客对移动通信服务通信服务的迫切需求，有利于公众随时随地掌握各种便民生活信息，也有利于提升地铁信息化建设水平和地铁运营服务水平。

（3）建设地铁移动通信服务系统是地铁运营服务和地铁资源创收的需要，在满足地铁运营信息发布、弘扬地铁文化的同时，进一步拓展了地铁资源的创收领域，能够为地铁的可持续发展提供保障。

（4）建设地铁移动通信服务系统是为了减少地铁运营信号系统的干扰源，目前很多地铁移动闭塞信号系统、车载乘客信息系统和列车监控系统均采用无线局域网（公共频段）传输信息，如果地铁运营方自建可控的移动通信服务系统，就可以引导乘客免费使用，从而能够大大减少外部无线设备进入地铁系统。

2 深圳地铁移动通信服务系统的构建

2.1 系统组成

目前，国内地铁的移动闭塞信号系统、车载乘客信息系统和列车监控系统均采用无线局域网的技术（IEEE 802.11b，IEEE 802.11a，IEEE 802.11g），而在2.4 G频段只有3个信道。在通常情况下，移动闭塞信号系统占用2个信道，乘客信息系统占用1个信道，3个信道被全部占用。因此，采用传统WiFi（无线保真）技术实现车地信号传输，不仅工程量较大，也必然会对地铁的移动闭塞信号系统、车载乘客信息系统和列车监控系统产生干扰。由图1可见，不相干扰信道为1、6、11信道。

图1 WiFi信号的信道图

在充分研究评估了各移动互联网技术的实现方式、安装条件和干扰状况等各项条件的基础上，深圳地铁选择了LTE（或3 G）（长期演进）技术加WiFi技术的移动互联网方案：以LTE（或3 G）方式实现车地间信号传输；在地铁车厢内，将LTE（或3 G）信号转换成WiFi信号，实现车厢内移动互联网信号覆盖；使用2.4 G频段实现客户终端的接入，使用5.8 G频段实现AP（接入点）之间的组网；在车站内，直接建设有线WiFi信号系统，实现车站移动互联网信号覆盖。

2.2 信道的选择

深圳地铁移动闭塞信号系统占用2和13信道，车载乘客信息系统占用8信道。经过测试比选，以及反复的现场测试，确定6信道对地铁移动闭塞信号系统和车载乘客信息系统无干扰，因此深圳地铁移动通信服务系统选择的信道为6信道。

2.3 系统安装

图2为地铁移动通信服务系统的示意图。

（1）每列车都安装1台网络服务器、6个AP（每节车1个）、1个电源盒。设备安装在车辆设备的预留位置，通过专用支架固定。AP天线采用隐藏方式。

（2）考虑到车辆之间的AP天线通过有线连接比较困难，因此采用了5.8 G无线桥接方式。

（3）在车站，AP通过有线布放，通过地铁传输系统连接到网络交换机，再传输到移动通信服务系统中心。

图2 地铁移动通信服务系统的示意图

2.4 系统测试

（1）静态测试。在维修库暂停运行的列车中部署移动通信服务系统，进行系统测试。在列车车厢内和车厢外设置若干个测试点进行WiFi信号数据取样，以测试WiFi信号强度。测试结果为：当信号场强≤-80 dBm时（具体数值根据系统要求设定），移动通信服务系统对地铁移动闭塞信号系统和车载乘客信息系统没有干扰。

（2）动态测试。在安装了车载乘客信息系统和移动闭塞信号系统的列车上部署移动通信服务系统，模拟系统运行情况。测试结果为：对移动闭塞信号系统没有干扰，稍微占用了车载乘客信息系统的带宽，但车载乘客信息系统的丢包率在合理范围内，画面没有干扰，因此基本没有影响。

测试结果表明：在车站，移动通信服务系统的带宽大于40 M，可以提高到100 M，完全可以满足需求；在列车上，移动通信服务系统的带宽在40 M左右，同时开启联通3 G和移动4 G服务，短期可以满足需求，从中长期看难以满足需求。

3 地铁移动通信服务系统实施建议及存在问题

3.1 实施建议

（1）由于地铁移动通信服务系统是一个开放的平台，为了加强对平台内容的监管，需要及时到公安网络安全监察部门报备。

（2）网络转换服务器最好具备能够转换三家运营商3 G信号的功能，并预留4 G信号的转换功能。

（3）由于各地铁公司移动闭塞信号系统的传输方式不同，因此，为了确保移动通信服务系统对地铁移动闭塞信号系统不产生干扰，需在移动通信服务系统安装前后反复进行测试，包括静态测试和动态测试。

（4）为了不产生车辆合同的履约风险，建议只在车辆质保期已过的车辆上安装移动通信服务系统设备，或在车辆采购合同中界定预装条件。

（5）由于车辆结构复杂、空间有限，建议认真审核安装方案，科学选择接电点、布线位置、设备连接接头等，并最好将天线隐藏起来。

（6）严格调测车内系统信号发射功率，以免对乘客和运营系统产生影响和干扰。

需要特别强调的是，为了不干扰地铁移动闭塞信号系统的信道，务必采取固化锁频方式，以保证系统启动和使用时频点不漂移。

3.2 存在问题及解决办法

地铁移动通信服务系统组网方式简单，在隧道内不用安装设备，在车辆内安装的设备少且安装方便，但系统建成开通后会产生以下问题：

（1）由于采用LTE方式实现车地间信号传输，而LTE移动信号带宽有限，LTE速率基本上在46 M，3 G最快为21 M，因此，系统开通后，随着大量地铁乘客使用，必将产生带宽不够、速率下降、影响乘客使用的问题。因此，建立独立的车地传输系统势在必行。

（2）车辆之间AP天线采用5.8 G无线桥接方式，加大了技术难度，且一旦国家放开5.8 G使用频段，必将对系统带来干扰。建议在有条件的情况下，采取有线方式实现车辆之间AP连接。

（3）采用LTE方式实现车地间信号传输，必将占用大量带宽，而通信运营商能否同意使用带宽，或者带宽费用能否让移动互联网运营商承受均会成为制约系统长期运行使用的因素。建议与通信运营商商谈双方可接受的带宽使用费，特别是流量价格。

4 结语

建设地铁移动通信服务系统是落实国家建设“无线城市、智慧城市”，以及鼓励信息消费的重要举措，是局域广大地铁乘客的迫切需求，更是充分利用地铁通信资源拓展业务，提升地铁信息化建设水平和运营服务质量，为地铁公司创收的重要手段。因此，有一点的社会意义和经济效益。

［1］ 高峰.无线城市：电信级Wi-Fi网络建设与运营［M］.北京：人民邮电出版社，2011.

［2］ 周成栋.深圳地铁信息云项目实施方案［R］.深圳：深圳南方银谷信息技术公司，2011.

Mobile Internet Service System Construction and Practicein Shenzhen Metro

Zhou Hang，Yang Xiaowei，Cheng Ran

Combined with the construction practice and application experiences of mobile internet system in Shenzhen metro，the necessity and significance of wireless internet system construction in metro is expounded.In this paper，the system constitution，channel selection and mobile internet system installation are introduced，the results of static and dynamic tests are analyzed.On this basis，some suggestions are given from the angels of planning，design，technology selection and interference test，the existing problems and corresponding solutions are discussed.

metro；mobile internet；development scheme

U 231.7

2013-10-29）