1、TETRA 系统在深圳地铁中的应用探讨摘要：TETRA 数字集群通信系统是国际上先进的专用数字调度通信系统,也是我国推荐采用的数字集群通信制式之一,符合未来专用调度系统的发展方向。本文笔者结合工作经验，借鉴以往同类项目的成功经验，探讨了无线集群通信系统在地铁中的应用，以期该系统功能更好的应用于轨道交通领域。 关键词：TETRA；地铁无线集群通信系统；场强覆盖 中图分类号： U231+.7 文献标识码： A 文章编号： 1、引言 无线集群通信系统是一种用于集团调度指挥通信的移动通信系统, 主要应用在专业移动通信领域。该系统具有的可用信道可为系统的全体用户共用, 具有主动选择信道功能, 它是共享资
2、源、分担费用、共用信道设备及服务的多用处、高效能的无线调度通信系统。数字集群通信网主要应用于政府管理部门、工商企业、公安、铁路、交通、水利、能源、证券等企业内部联络和批控制。目前主流的集群通信系统有摩托罗拉的iDEN，欧洲的 TETRA，华为的 GT800，中兴的 GoTa。 TETRA 数字集群通信系统可在同一技术数字集群通信体系可在同一技术平台上提供指挥调度数据传输和电话服务，它不仅提供多群组的调度功能而且还可以提供短数据信息服务、分组数据服务以及数字化的全双工移动电话服务。TETRA 数字集群系统还支撑功能强大的移动台脱网直通方式，可实现鉴权、空中接口加密和端对端加密。TETRA 数字集
3、群系统同时还具有虚拟专网功能，可以使一个物理网络为互不相关的多个组织机构服务。TETRA 数字集群体系具有丰富的服务功能、更高的频率应用率、高通讯质量、灵活的组网方式，许多新的运用（如车辆定位、图像传输移动互联网、数据库查询等）都已在 TETRA 中得到实现。因此，近几年数字 TETRA 集群系统在欧洲乃至世界得到了快速的发展。 2 、TETRA 应用 21 地铁无线通信系统组成 地铁无线通信系统的构成如图 1 所示。 图 1 地铁无线通信系统的构成 根据地铁线路的特点，TETRA 数字集群通信系统按基站设置方式采用小区制构造。即在控制中心设置交换控制设备，在地铁沿线各车站设置基站，交流控制设
4、备与各基站之间经由过程有线传输通道衔接，地铁沿线架设漏泄同轴电缆，实现全线场强覆盖。小区制的缺点是全线场强覆盖。小区制的瑕玷是投资高，列车司机和行车调理员之间存在较多的越区切换；长处是，信道利用率高，体系的弱化故障能力较强，特别可贵的是能够实现车站值班员与靠近列车司机之间不必拨号就能建立的通信联系。 22 地铁隧道内场强覆盖方式设计 地铁区间地道内射频场强的覆盖方式无外乎两种：采用隧道天线作为辐射源的空间波覆盖方式，和采用漏泄电缆作为传输线和散布天线的体式格局。前者投资省、安装工程量小，但场强覆盖难以掌握，会对地道内的电磁环境产生不良影响，没法为控制越区切换、降低同频干扰等具体问题题目进行针对
5、性的场强分布精确设计，实际应用先例很少；而后者尽管造价昂贵、施工工程量大，但因为采用漏电缆，能够实现对电磁波传播和辐射的周密控制，既保证了自身体系的抗干扰能力，又能降低对其他无线体系干扰的可能性，是以在国内外地铁的建设中均得到了广泛的运用。 23 地铁长大区间射频信号放大方式的设计 采用漏电缆实现区间隧道射频信号的场强笼罩，当区间太长时，需在漏缆中央增加放大器对射频信号进行放大。常用的放大器有两种范例：射频直放中继器和采用光纤 作为传输媒介的光纤直放站，经由过程对比二者下行载噪比、上行噪声、可靠性、信号传输时延、延伸距离、级联放大互调影响等，综合考虑实际工作情况，通常采用多基站光纤直放站的构造
6、。该构造的特点是频率资本利用率较高，话务分布较为匀称，能较好地满足群组通讯的需求，干扰较少，体系可靠性较高，体系扩容灵活方便。 3、实例分析 3.1、深圳地铁蛇口线首期工程概况 蛇口线首期工程从蛇口西站至世界之窗站，共设车站 12 座，其中地下站（赤湾站、蛇口港站、海上世界站、水湾站、东角头站、湾厦站、海月站、登良站、后海站、科苑站、红树湾站、世界之窗站） 。罗宝线既有的世界之窗站为罗宝线、蛇口线换乘站。在东滨路和后海滨路交叉口处设主变电所 1 处，在蛇口西设置车辆段。南端和北端线路均预留延伸条件。蛇口线与罗宝线共用竹子林运营管理控制中心（OCC） 。 3.2. 深圳地铁蛇口线无线集群通信系统
7、概述 深圳地铁蛇口线专用无线集群通信系统采用 TETRA 数字集群方式组网。800MHz TETRA 数字集群系统主设备是由赛格通信有限公司进行二次开发、无线场强覆盖设计和体系集成的。系统除了能满足运营本身所需的列车无线调度通信和车辆段无线通信外，根据地铁运营管理的实际情况，还能满足日常管理所需的必要调度通信。可以为深圳地铁蛇口线内部固定人员（如 OCC 调度员、车站值班员等）和流动人员（如司机、运营人员、流动工作人员等） ，提供了安全、稳定、高效的语音通信和数据通信服务。 OCC 控制中心设置一台 EADS 的 DXTiP TETRA 数字集群交换机，以满足蛇口线首期工程及东延线工程专用无线
8、集群通信的需求。系统结构采用单中心控制交换机+多基站+级中继器的结构。该系统具有频率复用率高，话务分布较为均匀，越区切换几率少，系统可靠性高，工程造价低，扩容灵活方便等一系列优点。在竹子林调度控制中心设置中心控制交换机、调度台、操作维护终端、服务器及其它附属设备；沿线各站设置基站或中继器；隧道无线场强覆盖通过漏泄同轴电缆、室内/外场强覆盖通过天线实现。竹子林 OCC 控制中心设置的主要设备有网管服务器、DXTiP 控制交换机、DSS 服务器、TETRA 网络管理终端、调度台音频连接器、调度台终端、TCS 服务器、打印机、无线子系统集中网络管理终端、数字录音机等。 深圳地铁蛇口线专用无线通信系统
9、是由多基站的集群系统形成一个有线、无线相结合的网络。主要设备由中心控制设备、基地台、基站、便携电台、车载台、光纤直放站、漏泄同轴电缆及天线等组成。中心控制设备到基站之间通过专用传输系统所提供的通道连接，基站到移动台之间采用无线连接，无线电波通过漏泄同轴电缆和天线辐射传播。系统构成框如图 2 所示。 图 2TETRA 系统网络图 深圳地铁蛇口线专用无线系统专用无线调度通信系统包括行车调度无线通信、车辆段无线通信、维修调度无线通信、环控调度无线通信、其他备用调度无线通信。可以使地铁行车调度、环控（防灾）调度、维修调度、车辆段值班等各专业系统保持相互独立性，使其在各自的通话组内的操作互不妨碍，同时又
10、可传递列车状态信息，实现设备和频率资源的共享。 地铁蛇口线专用无线通信系统每个小区的划分是根据地铁运行特点，以车站划分，其中车辆段范围独立设置为一个小区，通过区域控制器的连接而构成分级管理区域网。相同的载波频率可在不同的工作小区同时使用。正常运行时各基站由设置在中心的主控制器控制，当基站在与主控制器失去联系时，它以单站集群方式支持单站系统的正常运行。 3.3.深圳地铁蛇口线无线通信系统网络结构 3.3.1 组网方式 本系统中心设备设置竹子林车辆段。各基站与交换机之间连接方式为星型点对点连接，隧道、车站、车辆段敷设漏泄电缆和天线，形成的一个有线、无线相结合的网络。系统设备主要由地铁竹子林车辆段移
11、动交换控制中心设备、蛇口线行车调度、环控调度、综合调度、维修调度、蛇口西车辆段调度及后海停车场调度台、集中网管系统、TCS 通信服务器、DSS 服务器等设备、基站、光纤直放站、列车车载台、固定台、移动人员便携台、天馈系统（包括漏泄同轴电缆、天线、射频电缆、功分器、耦合器等）以及传输通道等构成。蛇口线首期工程共设 13 个基站，其中 12个设置在车站（其中预留一个车站） ，1 个设置在车辆段。 3.3.2OCC、换乘站的场强覆盖方式 深圳地铁蛇口线无线通信系统控制中心（竹子林车辆段）与地铁罗宝线同处竹子林车辆段，互相独立。通过与罗宝线交换机上和新设蛇口线专用的调度、网管等设备对接实现。由于地铁罗
12、宝线在竹子林设控制中心时，已全面可靠地进行了竹子林控制中心 TETRA 无线信号的场强覆盖。既有的罗宝线控制中心 TETRA 无线信号的场强覆盖完全能够满足在竹子林车辆段新设蛇口线控制中心场强覆盖的要求，所以 OCC 线控制中心只需采用与罗宝线交换机连接，就很容易与罗宝线竹子林车辆段共享基站无线信号资源。换乘站的场强覆盖方式是蛇口线首期工程与罗宝线在世界之窗站换乘。在该站采用新设基站的方式进行场强覆盖。在设置频点时要尽量与罗宝线在该站的频率分开，避免引起同频干扰；以似类推，东延段的换乘站也运用此方式进行场强覆盖。 3.3.3 车辆段场强覆盖方式 车辆段地面区间场强覆盖通过在蛇口西车辆段设置无线
13、基站，基站天线架设在室外楼顶处。基站向室外全向天线输出能量，进行无线电波的传播和检修库、运用库等建筑物内外覆盖。对车辆段出入线服务区的场强覆盖通过在蛇口西车辆段的基站，室外天线覆盖至出入线洞口，在区间运行正线设置 1-5/8漏泄电缆至车辆段出入线洞口（隧道洞口以内），出入线洞口处（隧道洞口以外）设置定向天线并将其连接到正线的漏缆末端，形成车辆段出入线的场强覆盖重叠区（洞内向洞外至少延伸 220米） ，以避免列车进出隧道洞口处时因信号瞬间跌落而产生通信中断。 3.3.4 频率配置与防雷保护 深圳地铁蛇口线 TETRA 无线通信系统采用的工作频段为806821MHz（移动台发、基站收）851866
14、MHz（基站发、移动台收） ，频道间隔为 25kHz，双工间隔为 45MHz，各车站和车辆段、停车场基站均为 2 载频。 对设备的防雷保护通过在竹子林控制中心、车站、车辆段/后海停车场设置综合接地网，综合接地网的电阻值1。室外铁塔天线设避雷针和防雷接地装置，避雷针上端与天线上端之间/或定向天线前端的夹角小于 45，接地电阻小于 4。连接室外天线的馈线可以采用串接防感应雷和浪通的同轴避雷器，馈线外皮在天线端、馈线中间、引入主体建筑物前的 2 或 3 个点接地等措施来防雷。 4、结束语 由于无线信道话务负荷平均分配、服务质量高、接续时间短、信令系统先进、可灵活的多级分组，具有自动监视、报警及故障弱化以及具有强大的扩展功能，可以在扩展时不影响既有设备的使用等优点，目前地铁大多采用专用的无线集群通信网。 参考文献： 1郑祖辉,鲍智良,经明, 郑岚. 数字集群移动通信系统M.北京:电子工业出版社,2002 2郭梯云,邬国杨,张倔杏.移动通信系统M.西安:西安电子科技大学出版社,1995 3罗富荣.北京地铁浅埋暗挖技术的发展J.现代城市轨道交通, 2007,(02)
