无线智能视信系统在轨道交通通信系统中的运用研究

无线智能视信系统在轨道交通通信系统中的运用研究

任鹏

成都地铁运营有限公司，四川成都  610000

摘要：无线通信网络所提供的业务朝着数字化、智能化和全球化方向发展，为了有效解决传统运维中存在的问题，应充分利用智能感知、大数据分析、网络云互联等新技术，整合关键系统技术资源，对城市轨道交通各核心系统智能技术加大研究，加大产品开发、运维及管理模式创新力度。基于此，文章通过分析地铁既有线路存在的问题，提出了优化方案，并对LTE调度系统在与TETRA系统合路之间的接口进行阐述，并提出了一些量化的建议，希望能为相关研究，提供一些全新的参考意见。

关键词：轨道交通；通信系统；无线智能视信系统；运用

引言：

目前，计算机辅助系统已经得到了广泛的应用，对于地铁这样的现代化轨道交通系统，利用计算机进行辅助管理更是势在必行。为满足生产运营以及城轨用户的需求，需要对相应的功能进行必要的二次开发，以保障通信业务应用正常。无线智能视信系统的业务使用区域包括车辆段、停车场及沿线各正线车站与区间。

1．轨道交通通信系统中无线智能视信系统的作用价值

在2016年8月18日早高峰时间段北京地铁一号线就因为信号故障瘫痪70分钟，造成很多乘客站点内遗留，影响了周边的交通。而本次故障的原因就是信号故障，可见在城市轨道交通中通信和信号系统对于列车的安全运行起着巨大的影响作用。在城市轨道安全运行中列车最重要的保障就是信号系统和交通通信系统，所以现在通信技术的发展和创新成为轨道交通建设中的重要环节。随着手机、笔记本等智能化设备的普及，在人们的正常生活中越来越不可缺少。在城市轨道交通发展中，城市轨道交通的无线智能视信系统现在也是人们在出行过程中需要的服务，在列车平稳安全的运行之中，给乘客提供更好地服务也是轨道交通系统地一部分。

2．无线智能视信系统构成

无线智能视信系统主要由中心设备（包括多媒体调度服务器、智能视信操作台、网关设备等）和设置在车站、车辆段/停车场的手持台等设备构成。中心设备之间通过通信IP网络连接；多媒体调度服务器通过TETRA网关和电话网关分别与TETRA系统和公务电话系统互联；中心设备和无线终端（手持台）之间通过信号系统网络（DCS）连接。系统架构如图１所示。

项目采用的宽带集群系统具有以下特点：使用1.8Ｇ专用频点；专用无线通信系统须完全满足基于LTE技术的宽带集群通信（B－TrunC）系统的相关要求；系统满足控制中心智能视信指挥人员、沿线各站的车站值班员和移动工作人员（值班人员、客服、安防人员）以及列车司机的需求；满足维修作业人员等的语音通话、视频通话和短信息通信需求。语音通话、视频通话等功能使用LTE宽带集群技术实现，其中语音用户采用基于LTE－Ｍ规范的方案；系统构成能满足本项目控制中心智能视信指挥人员、沿线各站的车站值班员和移动工作人员（值班人员、客服、安防人员）以及运行线路上的列车司机的需求；维修作业人员等无线各子系统通话的相互独立，使其在各自的通话组内的通信操作互不妨碍，服务质量高、接续时间短、信令系统先进，可灵活实现多级分组。

图１ 无线智能视信系统架构

3．无线智能视信系统功能

3.1秘密呼叫（点呼）

秘密呼叫是一种包括群用户之间、集群用户与调度台用户之间、调度台用户之间可发起一对一的选择呼叫。私密呼叫是点到点全双工通信，当处于私密呼叫中，仅通话双方可以听到通信内容。集群用户和调度台用户也可发起私密呼叫，系统将会为此私密呼叫分配无线业务资源。另外，点对点全双工呼叫的应用场景包括：组号对于紧急呼叫、终端紧急呼叫调度员，无须拨号，采用全双工方式；点对点全双工对讲，调度员与用户、用户之间可进行点对点的语音呼叫。

3.2话音广播功能

广播呼叫是调度台发起的点到多点呼叫，广播呼叫的呼叫对象为系统内或者指定区域内全体成员，分为全网广播组和区域广播组。广播呼叫无须用户签约，指定区域内用户均能接收广播呼叫。通过广播呼叫，调度员可呼叫系统内或者指定区域内的全体集群用户。其具体功能包括：全网广播组对象指网内全体用户，只允许有一个全网广播组；区域广播组表示一定区域范围内的用户，区域广播组的范围通过基站列表划定。 区域广播组开户时可通过选择基站名或基站ID列表划定范围；区域广播组可以存在多个，各个区域广播组开户时要求区域不能重叠；广播呼叫的优先级仅次于紧急呼叫。广播呼叫发起后，空闲或当前监听群组优先级低于广播呼叫的集群用户，均被立刻拉入接听广播呼叫。全网广播组的优先级高于区域广播组；在广播呼叫过程中，只能发起广播呼叫的用户才有上行数据资源，其他用户不能申请上行资源。广播呼叫只有调度员具有广播呼叫的发起权限，广播呼叫不可抢权，仅发起者拥有话权；广播组不在用户界面显示，用户无法发起广播组呼叫，仅在调度员发起广播呼叫在终端显示呼叫为广播。广播呼叫发起后，终端PTT键禁用，不允许发起抢权。

3.3视频回传功能

终端可以将拍摄的视频通过LTE无线网络回传到调度台，视频回传业务可由调度台主动发起，也可由终端主动发起，视频伴音可由用户设置打开或者关闭。

3.4视频分发功能

可支持调度台将视频分发至指定的终端。调度台可以选择一路视频，向指定的一个或多个终端（终端包括调度台、手持终端、解码器等各种显示实体）进行分发。用户接收分发视频后，可以对视频进行播放，并可对伴音选择是否关闭。

3.5动态重组功能

可利用智能视信操作台对通话组或用户进行重组，动态重组功能是通过在空中接口向移动台发送信息来实现的。系统管理员可配置动态重组的群组优先级。 动态重组使得一个或多个无线用户可以加入一个通话组或从一个通话组删除，系统仅向目标无线用户机发送一次命令，并等待目标无线终端的反馈。

3.6与TETRA互通功能

支持系统集群用户通过集群网关（外接车台）方式与外部Tetra系统用户之间的组呼业务。其特性包括：通过配置集群网关方式（外接车台）实现与Tetra系统的互通；支持将Tetra用户加入LTE专网内的群组呼叫；支持Tetra用户发起在LTE专网内的群组呼叫；支持Tetra用户进行话权抢权或释放功能；支持在通信车安装。

4．结语

总而言之，通过对现阶段无线通信系统在城市轨道中的应用及发展进行深入分析可以看出，无线通信系统研发对于未来城市交通规划及发展具有重要的现实意义，并且有着广阔的发展前景。其中，无线智能视信系统以1.8GHz频段的LTE调度系统做载体，后续随着技术日新月异的发展，可以逐渐替代目前主流地铁无线通信TETRA调度系统，对未来轨道运营的智慧化、智能化、人性化、安全性、稳定性起着积极的促进作用。

参考文献：

[1]黄骏,汤伟涵. 城市轨道交通5G车地无线通信系统可实施性研究及智能应用探索 [J]. 现代城市轨道交通, 2023, (08): 26-29.

[2]张贺. 无线智能视信系统在轨道交通通信系统中的应用 [J]. 无线互联科技, 2023, 20 (05): 114-116.

[3]彭显辰. LTE在城市轨道交通信号系统车地无线通信中的应用——评《城市轨道交通信号与通信系统》 [J]. 现代雷达, 2021, 43 (07): 104.

[4]许红珍. 无线通信技术在轨道交通通信与信号业务中的应用 [J]. 中国新通信, 2019, 21 (15): 1-2.