城市轨道通信系统研究

　　论文摘要：城市轨道交通通信系统的任务是建立一个视听链路网，提高现代化管理水平和传递语音、数据、图像及文字等各种信息。为了保障轨道交通安全高效地运营，轨道交通通信系统主要从两方面作了改进。一方面扩充完善了一些新的功能模块，如通信综合网络管理系统;另一方面对一些传统模块采用新的技术，使它们的性能得到改进。系统主要由传输系统、公务电话系统、专用电话系统、无线通信系统、广播系统、时钟系统、视频监控系统、乘客信息系统、电源及接地系统、通信综合网络管理系统等子系统组成。

　　论文关键字：城市轨道　通信系统　总体构成

城市轨道交通研究

　　1.传输系统

　　传输系统是最重要的子系统，在进行总体方案及系统容量设计时，应考虑近期建设和远期发展的需求，确保系统性能可靠，容量可扩，系统构建相对灵活。

　　为了满足轨道交通信号、电力监控、防灾、环境及设备监控、自动售检票及语音等多种业务信息传输的需要，传输系统采用以光迁通信为主的传输介质。传输网络的逻辑拓扑结构采用双环结构，从而保证系统在故障情况下仍可提供更好的系统恢复能力，提高网络运行的可靠性。网络节点及用户接口模块是用户接入网络的唯一途径。用户端的信息经网络节点实现上传下载。由于信息的多样性，系统可为用户提供丰富的接口类型。传输设备的网络管理系统采用成熟的操作系统，功能强大，界面友好，操作人员可轻松完成对网络的配置、管理及维护工作。

　　2.公务电话系统

　　轨道交通公务电话系统是作为专网进行网络构建的，由程控交换机、电话机及附属设备组成。公务电话系统与公用电话网的连接方式采用全自动呼出、呼入方式，通过2M 数字中继电路工作。电话号码纳入本地公用电话网统一编号。系统功能主要包括：电话交换功能、计费功能、非话业务功能(包括数据、传真等非话业务)、复原控制方式功能、号码存储和译码功能、电路选择和释放功能、新业务功能(包括缩位拨号、热线服务、呼叫限制、三方通话、呼叫转移、强拆/强插等新功能)、维护管理功能、过压过流保护与抗干扰功能。

　　3.专用电话系统

　　专用电话系统是为运营组织、电力供应、设备维护和防灾救护提供有效通信手段的重要通信系统。该系统主要由调度总机、调度台、调度分机组成，并通过传输系统连接而成。调度总机是调度电话子系统的核心部分，由具有交换功能的交换机或交换模块组成。调度台设在控制中心，是调度业务的操作控制台。调度分机为普通电话机，与总机通过传输系统提供的点对点专用音频话路连接。

　　实际应用中的系统主要功能包括：通话功能、选叫功能(即调度台对分机进行单呼、组呼、全呼及分机对调度台进行一般呼叫或紧急呼叫)、会议功能、录音功能、维护管理功能。

　　4.无线通信系统

　　无线通信系统是为控制中心调度员、车辆基地调度员、车站值班员等固定用户与列车司机、防灾、维修、公安等移动用户之间提供通信手段的专用系统。无线通信系统采用有线和无线相结合的传输方式。中心无线设备通过传输系统与车站、车辆基地的无线基站连接，各基站通过天线空间波传播或经漏缆的辐射构成与移动台的通信。无线通信系统根据运营管理需要分别设置了行车调度、防灾调度、综合维修、车辆基地调度等系统。系统具有单呼、组呼、全呼、紧急呼叫、呼叫优先级权限设置等调度通信功能，并具有录音、存储、监测等功能。

　　5.视频监控系统

　　该系统为运营相关人员提供有关列车运行、防灾救灾及乘客疏导等方面的视频信息。系统由车站本地监视系统、控制中心远程监视系统、远程多路信号传输系统以及多媒体网络管理终端组成。系统具有监视、控制优先级、循环显示、任意定格与锁闭、图像选择、实时录像、摄像范围控制、字符叠加等功能。

　　视频信号远距离传输采用数字传输方式，本地视频传输信号采用视频同轴电缆传输。车站与控制中心的视频和控制信号通过传输系统进行传输，同一时刻同时上传至控制中心的数字视频信号路数仅与控制中心需同时显示的路数有关，与前端摄像机数量无关。所以在控制中心不需设置大容量视频交换矩阵和传输设备，系统结构简单。

　　6.广播系统

　　广播系统是城市轨道交通行车组织的必要手段，一方面对乘客进行广播，通知相关乘车信息;一方面又是事故抢险，组织指挥的防灾广播;此外还可以通过广播对运营人员发布有关信息，以便协同配合工作。

　　该系统采用模块化设计、总线式结构，由车站级、中心级和列车广播设备组成。具有中心广播、车站广播、预存广播信息、自动音量调节、自动音频测试和远程控制等功能。系统采用中心广播和车站广播两级控制方式，控制中心的智能广播台输出的音频信号和控制信号，通过高品质语音卡提供的RS422 通道，经传输系统传输到各站，再通过语音卡连接到车站广播设备，从而实现控制中心的远程广播组织和指挥。

　　7.乘客信息系统

　　该系统主要由信息管理系统和终端乘客信息显示屏组成，乘客信息通过传输系统传输。在全线各车站及车辆客室内设置乘客信息显示屏，显示列车到、发、乘车须知、时事新闻等各钟乘客信息，并在发生突发事件时具有报警联动功能，显示相关报警信息。

　　8.时钟系统

　　为保证轨道交通运营准时服务乘客、统一全线设备标准时间，提供统一定时信号，设置了时钟系统。该系统采用GPS(全球卫星定位系统)标准时间信息，由GPS 标准时钟信号接收单元、中心一级母钟、监控设备、二级母钟及子钟组成。系统设置数字同步设备，一级母钟接受外部GPS 基准信号并对一级母钟进行校准，一级母钟定时向二级母钟、控制中心的子钟及其他需提供统一时间信息的各系统发送时间编码信号用以校准;二级母钟产生时间信号提供本站的子钟。母钟具有万年历功能并具有年、月、日、时、分、秒输出与显示。子钟能显示时、分、秒。自身时间精度，一级母钟在10-7 以上，二级母钟在10-6 以上。一级母钟、二级母钟配置数字式多路输出接口，以便向其他各系统提供定时信号。

　　9.电源及接地系统

　　通信设备供电应采用一级负荷，电源系统应对通信设备提供不间断、电压及频率相对稳定的供电，并具有集中监控管理功能。

　　不间断电源系统(简称UPS)一般分为UPS 机柜和蓄电池两部分，可采用离线式UPS 系统或在线式UPS 系统。离线式UPS 系统平时由市电直接向负载供电，市电故障时瞬时切换到由逆变器供电(实用于对供电稳定性要求不高的设备供电);在线式UPS 系统由市电经整流逆变后再向负载供电，市电故障时，改由蓄电池—逆变器方式向负载供电，这种方式较前一种方式供电更加稳定。UPS 系统包含正常工作模式、蓄电池工作模式、静态旁路模式和手动旁路工作模式四种工作模式。

　　接地系统设计应做到确保人身、通信设备安全和通信设备正常工作。通信设备采用综合接地方式，综合接地电阻值要求不大于1Ω，分设室外接地体的保护接地及防雷接地的电阻值要求不大于10Ω。

　　10.通信综合网络管理系统

　　为实现通信各子系统的集中管理、维护和故障监测，以便实现故障的快速定位，为尽快修复故障提供可能，轨道交通通信系统专门构建了综合网络管理系统。该系统可对传输系统、无线通信系统、电话系统、广播系统、视频监控系统以及网络管理系统自身进行监控管理。

　　该系统硬件部分主要由用于收集、处理信息的远程终端和位于控制中心的监控终端组成。可编程逻辑控制器(简称PLC)是构成远程终端和监控终端的核心元件，实现数据的采集、分析和处理等功能。系统的远程连接及数据传输仍然由传输系统来实现。软件部分包括应用于PLC 的软件和应用于监控终端的软件。监控终端软件采用可视化图形界面，界面直观清晰、简单明了、操作简单、数据记录详细、便于查找

　　11 结束语

　　随着城市轨道交通建设及通信技术的迅猛发展，各种应用于城市轨道交通运营的通信技术和应用方式也在不断发展，出现了很多满足各种不同应用需求的新技术、新模式。轨道交通在对功能需求进行分析的基础上，结合自身实际情况，选择了合适的通信系统模式。通过这几年的运营效果来看，通信系统在提高运营工作效率和服务水平上发挥了重要的作用。

　　参考文献

　　[1] GB 50458-2008,跨座式单轨交通设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

　　[2] 何宗华,汪松滋,等.城市轨道交通通信信号系统运行与维修[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

　　[3]肖雅君,吴汶麒.用于轨道交通列车自动控制系统的通信技术[J].城市轨道交通研究,2002,(2):59.

　　阅读期刊：《城市轨道交通研究》

　　《城市轨道交通研究》杂志1998年创刊之初为季刊，2003年起改为双月刊，2006年1月起改为月刊，2000年入选“中国科技论文统计源期刊”、“中国科技核心期刊”，2008年又入选“中文核心期刊”，已成为我国城市轨道交通领域内唯一的“双核心期刊”专业媒体。