广州轨道交通公安无线通信系统组网方案研究

2014-08-15贾慧娟

铁道通信信号 2014年3期

贾慧娟杨秀

2012年下半年，广州启动了新一轮轨道交通建设。通过这轮建设，到2016年底，广州轨道交通开通里程将增加284 km，总开通里程将超过500 km。这就意味着，未来4年广州轨道交通竣工量将超过过去19年建成量的总和。在这样短的时间内要完成如此之大的建设量，对于各个方面、各个专业的建设者都是一次极大的挑战。必须以积极的态度，认真做好每一项工作，才能确保新一轮轨道交通建设的顺利进行。

1 地面及轨道交通公安无线通信现状

目前，广州市公安局地面无线通信业务已经全面退出了350 MHz模拟集群网络，进入到由政府投资兴建的800 MHz TETRA数字集群政务网(2010年建成)。该政务网划分为4个虚拟子网，面对不同的用户群组。其中，公安专网是市公安局、市消防局和市武警支队使用的虚拟专网，用于实现上述部门在全市范围内的地面移动通信。原来的350 MHz模拟集群网络，现在仅承载轨道交通既有各线的公安无线通信业务。

对于轨道交通通信系统，包含了专用通信、民用通信、公安通信三大领域的几十个子系统。由于广州市公安局地面无线通信系统制式近年来发生了改变，并且在目前公安部选择了PDT作为警用数字集群通信系统的标准这一政策环境下，使得在新一轮轨道交通建设中，公安无线通信系统制式的选择成为了通信系统设计中最大的一个不确定因素。

2 公安无线通信系统组网方式

根据广州市公安局及轨道交通既有线的公安无线通信系统现状，未来新线建设时其公安无线通信系统有可能采用的制式有以下几种。

2.1 350 MHz模拟集群通信系统

350 MHz模拟集群通信系统的无线链路与有线链路并用。该系统在地铁公安分局设350 MHz模拟集群中心交换控制设备和调度台 (既有)，在新建线路的各车站设5信道350 MHz模拟集群分基站。各分基站通过有线链路接入地铁公安分局既有350 MHz模拟集群中心交换控制设备，通过无线链路接入地面市公安局原来的350 MHz模拟集群主基站。在无线链路和有线链路并用的系统中，若参与通信的仅为本线地下区域的公安干警 (包括与上级地铁公安分局值班人员的通信)，则系统只占用有线链路资源实现通信，只有当参与通信的公安干警处于地面情况下，系统才需占用无线链路资源。这也是广州已建成的全部8条轨道交通线路的公安无线通信系统的通用组网模式。

随着广州市公安局地面移动通信业务从350 MHz模拟集群通信系统的退出，给轨道交通公安无线通信系统带来的好处是:原来地面350 MHz模拟集群主基站仅承担市公安局的移动通信业务已显得负荷很重，随着轨道交通线路的快速建设，还在不断地为这个已不堪重负的系统增加负担。为尽量减轻这种负担，仅对轨道交通公安无线通信开放组呼通信业务，使得集群通信系统的很大一部分功能都没有得到正常发挥。市公安局地面移动通信业务的退出，释放了该系统主要的话务负荷，给轨道交通公安无线通信系统功能的提升和完善创造了条件。但是，地铁公安分局隶属市公安局，有多警种联合作战时的通信联络需求。市公安局地面移动通信由原来的350 MHz模拟集群系统变为800 MHz数字集群系统，失去了轨道交通公安干警与市公安局其他警种之间的直接通信功能，这也是已建成轨道交通线路的公安无线通信共同存在的问题，需要合适的时机统一解决。

2.2 800 MHz数字集群政务网络

由于地铁公安分局系市公安局的一个下属部门，引入市公安局移动通信系统所使用的800 MHz数字集群网络信号至轨道交通地下区域，从而满足治安保卫的移动通信需求，这也是广州轨道交通新线公安无线通信系统建设有可能采用的一种方案，不仅可在满足本线公安无线通信各种功能要求的基础上，而且还能够实现与市公安局其他警种之间的通信联系。

但是本线的公安干警不能与轨道交通既有线路公安干警之间实现无线通信，同属地铁公安分局管辖区域的轨道交通新建线路与既有线路之间不能实现相互之间的移动通信联络，这是一个比较致命的缺点。其次，引入800 MHz数字集群政务网络，很多细节上仍然存在不确定性。比如:是通过对800 MHz数字集群政务网络的中心交换控制设备进行扩容，从而将轨道交通新建线路所设的800 MHz数字集群TETRA基站纳入其中;还是轨道交通设置一个800 MHz TETRA数字集群中心交换控制设备，将轨道交通所有为引入政务网络而新设的800 MHz数字集群基站纳入其中，将轨道交通与地面政务网络的中心交换控制设备互联，从而实现在轨道交通地下范围引入800 MHz数字集群政务网络，这些问题需要有关方面一起协商研究才能够确定。该方案的实施难度在于其将造成轨道交通新建线路和既有线路的公安无线通信系统制式不统一，会遗留下来既有线的改造问题。

2.3 350 MHz PDT系统

PDT是警用数字集群 (Police Digital Trunking)的简称，是公安部科技信息化局于2008年开始研究制定的无线通信系统标准，目前该标准草案已起草完成。而且基于PDT系列标准的警用数字集群通信系统设备 (基站、终端、加密、交换、互联、网管等)已研制出来，并已在黑龙江、内蒙古、贵州、浙江等地公安机关开展测试，深圳公安边检已正式装备了PDT警用数字集群系统。PDT被列入国家科技支撑项目、科技强警“十二五”规划。因此，PDT技术必将在我国公安通信领域得到快速推广。

为什么不选择已在全球范围被普遍认同，且在我国很多行业和部门得到广泛应用的、功能完备、技术完善的TETRA标准，而选择PDT作为公安部警用数字集群通信系统的标准?如此受到公安部重视的PDT系统是否需要在轨道交通公安无线通信系统的建设中被纳入考虑范畴?为此，引用公安部某权威人士对TETRA和PDT系统的观点:数字集群TETRA标准虽然功能丰富、产品成熟，但由于采用中小区制，建设维护成本较高，存在不同厂家系统不能互联，加密机制及系统不对中国开放，不能从模拟系统平滑过渡等问题，无法满足我国公安部门的实际需要。而PDT系统的大区制、国产化，对设备、器件性能要求的降低，均有利于于降低PDT系统的建设和长期运营维护的成本。此外，可对原MPT1327模拟系统进行平滑升级从而过渡到PDT系统，有效地保护了前期设备的投入资金。

公安部是从全国的大局出发，照顾到中西部经济不发达地区，考虑到如何从历经20余年建起的350 MHz MPT1327模拟集群通信系统平滑过渡到数字集群通信系统，以最经济、最可行的方式实现警用无线通信系统的升级换代。对于像北京、上海、广州这样的经济发达城市，目前已经建成了全市范围内射频场强良好覆盖的800 MHz TETRA数字集群通信网络，已经将市公安局的地面移动通信业务纳入其中。在这样的前提下，若考虑再建一套PDT系统，或者将以前使用的350 MHz MPT1327模拟集群通信系统升级改造，单从技术、经济的角度考虑也是不必要的。因此，广州市公安局地面无线通信再建一套350 MHz PDT系统是小概率事件，轨道交通公安无线通信系统的建设应该暂不考虑350MHz PDT系统的引入方案。

2.4 专用无线通信TETRA系统

市公安局地面移动通信使用800 MHz TETRA数字集群政务网络，轨道交通专用无线通信亦使用800 MHz TETRA数字集群通信系统。而且专用无线通信TETRA系统的话务负荷目前不足20%。为什么不采用在专用TETRA系统中增加一个虚拟用户群组，用来满足本线公安用户的无线通信需求?

广州轨道交通已建成的8条线路，已经实现了摩托和欧宇2个厂家设备的系统互连。假如再建一个汇接中心，能够实现2个不同厂家的系统之间的互联互通，并且通过这个汇接中心再实现与800 MHz TETRA政务网络的中心互连，就可以实现以上所有方案都无法实现的系统功能。不但具备以上任何一个方案的优点，同时消除了每一个方案的缺点，是一个完美的技术方案，而且是最为节省投资的一个方案。这个方案能否实现，唯一的技术问题聚焦在2个不同厂家的系统之间能否实现互联。实际上，为解决不同厂家TETRA系统的互联互通问题，TETRA MOU制定了ISI网间互联方案，并于2001年在欧洲三个毗邻国家 (荷兰、比利时、德国)建立TETRA三国试验网项目。网络测试表明:ISI方案能够实现在TETRA网络间建立跨国通话组，以使所有成员保持话音通信链路，用户成员也可以跨国界移动到另一个网络。调度台也能够成为跨国通话组成员。

目前，主流TETRA生产厂商已经根据ETSI的ISI标准 (EN300 392-3-16)研制开发出与其他TETRA系统的互联接口。但这种设备还未得到工程设备订货，也许是谁也不愿意第一个“吃螃蟹”。各TETRA设备供货商为了自身利益，也不愿意推进TETRA系统的互联互通。因此，不同厂家TETRA系统的网间互联一直不见实质性进展。也就是说，不同厂商TETRA系统的互联互通在技术层面已经解决，只是没有在工程层面得以实施。从三国实验到今天已经经历12年，各TETRA生产厂商的设备从软件到硬件也发生了多次演变。三国实验后研发生产的TETRA系统互联接口，直接用于当下不同厂商的TETRA系统实现互联互通，也是不现实的。必须通过摩托和欧宇2个TETRA厂商精诚合作，根据目前设备及软件，对早期研发生产的互联接口做出相应修改完善，才可能实现不同厂商的TETRA系统的互联互通。