专用无线通信在地铁车辆资源共享方面的研究

房 杰

（中铁通信信号勘测设计院有限公司，北京 100036）

0 引 言

目前，国内一线城市地铁建设基本实现了网络化运营[1]，二线城市的地铁建设也初具规模，但地铁车辆都仅供本线路使用，还没有实现车辆资源共享，在面临突发运营紧急状况时，有必要对部分地铁车辆跨线路调用，以减少地铁客流组织带来的运营压力。若实现跨线路调车即地铁车辆资源共享，需要调车线路间具备线路联络线，而且参与车辆调度的线路间应实现专用无线通信系统的信号无缝覆盖[2]，为此需研究专用无线通信系统在地铁车辆资源共享领域的应用方案。

1 网络结构

专用无线通信系统[3]是地铁固定用户（控制中心调度员、车辆段调度员、车站值班员等）和移动用户（列车司机、防灾人员、维修人员）之间语音通信和数据信息交换的重要手段，也是在地铁运营出现异常和有线通信系统出现故障时，提供防灾救援和事故处理所必需的通信手段。

为了实现车辆资源共享，涉及线路的专用无线通信系统需要互联互通，而且这些线路的车辆也需要按照调入线路的运营模式运营。目前地铁专用无线通信系统很多采用窄带数字集群通信[4]（Terrestrial Trunked Radio，TETRA）制式，组网方式多采用数字集群交换机和基站的网络结构。由于不同线路的专用无线通信设备可能来自不同设备厂商，因此专用无线通信系统的互联互通有以下二种场景。

场景一：涉及车辆资源共享的地铁线路专用无线通信设备来自同一厂商。核心网设备不存在设备兼容问题，后建线路可扩容先建线路的数字集群核心网，共用同一数字集群交换机，管理所有参与调车线路的基站。网络结构如图1所示。

图1 同一数字集群核心网互联互通网络结构

场景二：涉及车辆资源共享的地铁线路专用无线通信设备来自不同厂商。核心网设备存在设备兼容问题，各线路分别组建独立的数字集群核心网；不同厂家数字集群交换机相互开放核心网设备的接口及通信协议，以便列车在脱离原线路进入新线路时重新注册网络；断网过程中列车需要在行车授权点等待直至网络建立。网络结构如图2所示。

图2 不同数字集群核心网互联互通网络结构

2 调车实现

2.1 参数配置

场景一与场景二在跨线路调车实现车辆资源共享的通信过程基本一致。以线路A、线路B为例，首先需要做以下配置：（1）车载电台按统一方式进行编组（统一编组方案）；（2）调度服务器上均要容纳线路A与线路B所有的车载电台的ID号；（3）调度服务器之间要做到实时的信息同步；（4）保证车载台在2条不同线路间的工作模式、切换机制一样；（5）车载电台均通过互可操作性入网认证测试；（6）所有列车配置线路A与线路B的所有基站频点。

2.2 调车流程

2.2.1 可提供实时位置信息的联络线

若信号系统在联络线[5]可以提供实时位置信息，线路A、线路B的分界点在联络线某处C，如图3所示。

图3 可提供实时位置信息的联络线

线路B对线路A的具体调车流程如下。

当列车由C处离开时，需要线路A的信号系统给线路A的调度服务器发送一个离线位置信息；当线路A的调度服务器收到后，自动将该车辆的数据信息从数据库中删除。线路A的行车调度台收到服务器更新后，将不会在行车调度台界面上显示该列车的相关信息，自动失去对该车辆的指挥调度权。

当该车辆离开C处进入线路B时，线路B的信号系统给线路B的调度服务器发送一个列车上线位置信息；线路B的调度服务器收到后，自动将该车辆的数据信息添加到线路B的调度服务器数据库中。线路B的行车调度台收到服务器更新后，会在调度台界面上自动添加显示该列车的运行状态和位置信息，并会给车载台下发换线信息，统一指挥调度该车辆。

2.2.2 不可提供实时位置信息的联络线

若信号系统在联络线无法提供实时位置信息，联络线CD段，如图4所示。

图4 不可提供实时位置信息的联络线

线路B对线路A的具体调车流程如下。

当列车从线路A正线上离开进入联络线时，需要线路A的信号系统给线路A的调度服务器发送一个离线位置信息；当线路A的调度服务器收到后，自动将该车辆的数据信息从数据库中删除。线路A的行车调度台收到服务器更新后，将不会在行车调度台界面上显示该列车的相关信息，自动失去对该车辆的指挥调度权。

联络线CD段在任意时刻仅可容许一趟列车通过，专用无线通信在通过联络线时可保持不中断，车辆可缓慢通过联络线。

当该车辆离开联络线进入线路B正线上时， 线路B的信号系统给线路B的调度服务器发送一个列车上线位置信息；线路B的调度服务器收到后，会自动将该车辆的数据信息添加到线路B的调度服务器数据库中。线路B的行车调度台收到服务器更新车辆信息后，会在调度台界面上自动添加显示该列车的运行状态和位置信息，并给车载台下发换线信息，统一指挥调度该车辆。

线路A对线路B的调车流程与线路B对线路A的调车流程相同。

3 结 论

本文提供了专用无线通信技术在地铁资源共享方面的解决方案，后续将继续研究该方案的实现细节，尤其是信号系统与专用无线通信的对接，以及不同生产厂商设备的互联互通，为未来实现跨线运营提供基础研究。