地铁与城市应急网TETRA系统互联互通探讨

2016-08-08谭毅

大科技 2016年3期

关键词：交通网漫游通话

谭毅

（重庆市轨道交通（集团）有限公司重庆市 400000）

地铁与城市应急网TETRA系统互联互通探讨

谭毅

（重庆市轨道交通（集团）有限公司重庆市 400000）

通过对城市轨道交通陆上集群无线电（TETRA）现状的分析，提出了地铁与城市应急网TETRA系统互联互通的必要性，阐述了互联互通面临的技术挑战，对漫游控制和资源管理进行了探讨。

地铁；城市应急网；TETRA系统

在城市轨道交通建设不断发展的过程中，许多城市立足于线网整体，将初期线路向网络化推进，以期实现对未来城市轨道交通的进一步规划。与此同时，轨道交通建设对网络化管理提出了更高的要求，应急网必须实现地下通话，为了满足通信需求、保证资源共享，轨道交通与城市应急网TETRA系统实现互联互通也成为业界研究的重点。

1 城市轨道交通TETRA现状

集群无线电数字通信系统TETRA最初由欧洲标准组织制定，该系统具有抗干扰能力强、安全性高、组网灵活的优点，因此也被越来越多的城市选用为轨道交通无线通信。目前全国已有上百家TETRA供应商，以欧洲标准为依据，我国还自行研发出TETRA品牌。

城市轨道交通线网内包含众多的信息资源和设备资源，为了实现这些资源的共享，保证管理和维修人员在全网内的自动漫游，对移动终端的跨线组呼提出了更高的要求，更重要的是要实现轨道交通与城市应急网TETRA系统的互联互通。由于TETRA系统本身存在一定的技术局限，在当今的线网研究中，实现集群无线电系统依然面临着较多的挑战。

2 互联互通的必要性

实现轨道交通TETRA系统与城市应急网TETRA系统互联互通是近代经济发展中的必然趋势，实现这一技术后，将具有较大的优势。

（1）线网将实现统一和规范管理。实现互联互通之后，城市的专用无线网络将更加规范和统一，提高了未来网络建设的便利性，可以有效避免不同网络建设之间造成的冲突和干扰[1]。

（2）提高终端用户数量和通话组数量的自由性。在ETSI规定TETRA系统空中组网接口的同时也面临着一个困难，即没有对内部的接口进行统一规定，因此不同基站与不同厂商提供的TETRA系统将无法实现兼容。在TETRA系统应用的过程中，为了实现互联一般都需要进行语音调控或者调度台调控，因此也限制了通话组。例如，现有N个信道可以用于互联，那么可以用于通话组的数量也是N，如果需要跨系统呼叫，必须有语音台或者调度台。实现中心设备的互联之后将解决以上问题。

（3）在节省投资的同时，顺利实现漫游，实现资源共享。将轨道交通与城市应急网TETRA系统互联之后可以保证网络用户使用不同的基站资源，即实现真正的漫游，节省建设资金，同时，轨道交通网用户可以挖掘城市应急网的资源。

3 互联互通面临的技术挑战

就重庆地区轨道交通发展的现状来看，实现地铁与城市应急网TETRA系统的互联互通面临着两大技术挑战。

3.1 漫游控制

不同网络的用途不同，其中的用户对漫游提出的要求也不一样，用户工作岗位不同，有一部分用户并不支持漫游，还有一些轨道交通高架段的用户不允许对方网络实现漫游。在应急网实现地面区域网络覆盖的同时，这些区域与轨道交通区域有很多地方会有重合，例如轨道交通高架段、部分停车场、轨道交通出入口等，这些重合区域内的用户都希望在本网内工作，也为漫游控制带来了困难。

3.2 资源管理

由于业务特点的不同，轨道交通和城市应急网在建设过程中都已经进行过程完善的系统组完规划，系统组完容量和通话组容量方面都已完善，突出两网互联互通的构想后，如何避免一方的终端对另一方业务产生影响是一个重要的技术问题，因此必须防治漫游的一方占用另一方的信道资源，避免不同用户之间相互争抢信道的情况。

针对轨道交通用户，数字集群系统需要实现行车调度指挥，与城市应急网系统容量相比，轨道交通网系统容量明显要小。当突发事件发生后，如何保证城市应急网漫游用户的终端在规定的界限内，避免对轨道交通网用户产生干扰，如何提高城市应急网漫游用户的灵活性也因此成为不同TETRA系统互联互通的重要技术挑战。

4 漫游控制

为了解决系统互联互通过程中面临的漫游控制问题，现提出三种控制方案：

4.1 用户机类别控制

借助用户机实现用户的分类，保证特定的基站可以供规定的用户机应用，并且对其它用户机的应用形成限制。实际应用过程中，需要合理设置基站侧和用户机终端，基站结合y用户类别信息，将用户机信息同基站用户机信息作出逻辑“与”运算，结果为1时允许基站注册，结果为0时不允许基站注册。在得出用户机信息类别之前，必须对不同用户的需求进行全面的分析，将不同用户的需求进行合理分类，再将归类后的用户分配到不同的用户机中。

为了实现用户漫游，必须将所有轨道交通网用户和应急网用户分为需要漫游和不需要漫游两种，与轨道交通行车调度相关的人员必须在列车运行层面开展工作，可以将这些用户定义为非漫游用户。一部分工作人员参与到轨道交通列车的抢险和维修，需要与列车行驶以外的部分开展工作，可以将这些用户定义为漫游用户[2]。

可以对基站进行分类，例如不允许漫游基站和允许漫游基站，车辆段被轨道交通网覆盖的同时也被城市应急网覆盖，此时的基站应急网不需要设置漫游，可以将其设置为不允许漫游基站。针对没有见重复覆盖的区域可以设置为允许漫游基站。轨道交通网和应急网基站和用户分类如表1。

表1

如果用户为轨道交通网的非漫游用户，只能在本网中注册基站，如果用户为轨道交通网的可漫游用户，可以注册本网和城市应急网的漫游基站。通过对用户和基站的分类，在控制漫游用户数量的同时，可以控制漫游范围。

4.2 场强控制

在漫游控制过程中，可以针对重叠覆盖区域内的不同网络的特点进行控制，即为场强控制，例如在轨道交通的出入口位置，通过场强控制后可以保证信号可以传输到地面，不同网络系统之间的信息可以实现平滑切换。值得注意的是，在场强控制过程中必须避免无用的越区切换，例如轨道交通出入口位置的应急网用户在本网漫游后又回到城市应急网。

4.3 有效站点控制

有效站点控制需要对用户机进行定义，确定出基站用户的访问权限，避免用户私自改变用户机类别。将有效基站投入运行后，可以控制和管理无线通道的资源，规范用户机和通话组的地理界限。针对不同的用户，系统都会为其注册有效站，针对不同的通话组，系统也会创建有效站，通过完善有效站，不同的有效站之间都存在一定的用户名单，可以精确地控制不同用户可以利用的资源，移动台漫游到基站附近之后，结合设计方案可以控制用户的呼叫[3]。

5 资源管理

轨道交通网TETRA系统与城市应急网TETRA系统实现互联互通后，针对城市应急网中的可漫游终端，可以在突发情况下进入轨道交通，因此可能导致利用紧急事件的通话组数量增加。在处理紧急事件时，城市应急网漫游用户不会竞争轨道交通原有的信息资源，避免轨道交通自身的通信造成影响。

轨道交通网TETRA系统与城市应急网TETRA系统互联互通的过程中，可以采用信道优先矩阵实现资源管理[4]。即特定的用户只能利用相应的信道资源，不会占用该信道以外的资源可以将通话组资源合理分配到不同的信道中，如果分配的信道已经用完，空闲信道将不会分配到通话组中。因此可以将一些信道分配到城市应急网中，可以为关键的业务提供足够的信道资源，在发生紧急事件时，可以有效控制漫游用户在轨道交通内应用的信道数量。