1、第四章 通信系统,视频监控系统组成、功能及操作调度电话系统组成、功能及操作视频监控系统操作,难点：,主要内容,轨道交通通信系统概述轨道交通通信系统构成各子系统介绍,一、轨道交通通信系统概述,为了保证城市轨道交通系统能可靠、安全、高效运营，并有效地传输地铁运营、维护、管理相关的语音、数据、图像等各种信息，就必须建立可靠的、易扩充的、独立的通信网。轨道交通通信网系统是直接为轨道交通运营、管理服务的，是保证列车及乘客安全、快速、高效运行的一种不可缺少的智能自动化综合业务数字通信网。,1、轨道交通通信系统的作用,首先，城轨通信系统与信号系统共同完成行车调度指挥，并为城轨的其它各子系统提供信息传输通道和
2、时标(标准时间)信号。此外，通信系统是城轨交通内部公务联络的主要通道，使构成城轨交通内部的各个子系统能够紧密联系，以提高整个系统的运行效率。当然，通信系统也是城轨交通内、外联系的通道。城轨通信系统在发生灾害、事故或恐怖活动的情况下，是进行应急处理、抢险救灾和反恐的主要手段。所以，在正常情况下，通信系统能为运营管理、指挥、监控等提供通信联络的手段，为乘客提供周密的服务；在突发灾害、事故或恐怖活动的情况下，能够集中通信资源，保证有足够的容量以满足应急处理、抢险救灾的特殊通信需求。,2、城市轨道交通对通信系统的要求,(1) 对于行车组织，通信系统应能保证将各站的客流情况、工作状况、线路上各列车运行状
3、况等信息准确、迅速地传输到控制中心。同时，将控制中心发布的调度指挥命令与控制信号及时、可靠地传送至各个车站及行进中的列车上。(2) 对于城轨运行的组织管理，通信系统应能保证各部门之间、上下级之间保持畅通、有效、可靠的信息交流与联系。(3) 通信系统应能保证本系统与外部系统之间便捷、畅通的联系。(4) 通信系统主要设备和模块应具有自检功能，并采取适当的冗余配置，故障时能自动切换和报警，控制中心可监测和采集各车站设备运行和检测的结果。,二、轨道交通通信系统构成：传输系统无线系统（列车调度、公安、消防）公务电话系统调度电话系统广播系统时钟系统视频监控系统网络管理,三、各子系统介绍（一）无线系统1、功
4、能：轨道交通无线通信系统是轨道交通通信系统中不可缺少的组成部分，是提高地铁运输效率、保证运营行车安全的重要手段。无线系统主要用于地铁列车运行指挥、公安治安、防灾应急通信和设备及线路的维修施工通信。,2、无线系统的发展国内轨道交通无线系统主要采用专用频道和集群两种方式。专用频道方式是根据用途来配置频道，每种频道只做一种用途即使该频道处于空闲状态也不做他用。集群方式又称为共用频道方式，它是所有用途共用几个频道，并根据需要和日使用情况临时分配频道，通常设置一个控制频道和若干个通话频道，通话频道的数目可以少、于用途数，平时所有移动台（列车台和手持电台）均处于控制频道，以便接收中心控制信息和向中心返回信
5、息。通话时，由中心根据情况分配一个通话频道，通话结束后自动返回控制频道。随着无线系统的发展，对频率的利用率要求越来越高，而集群通信的最大特点是多用自户共享多频道，因此专用频道方式正逐步被频率利用率高、功能趋于丰富的集群方式取代。,专用通信,（1）集群通信在我国的发展,集群通信,模拟集群通信,数字集群通信,20世纪80年代之前,20世纪80年代初,20世纪80年代初80年代末,20世纪90年代,（2）TETRA系统的发展,TETRA:Trans European Trunked Radio,全欧集群无线电,后更名为:Trans Trunked Radio,陆地集群无线电。标准由ETSI制定。,2
6、0世纪80年代末，欧洲开始研究数字集群通信体制；1995年ETSI只是确定TETRA标准；1998年起全面推广；2001年800MHz频段TETRA系统进入我国市场；2003年12月350MHz频段TETRA系统开始在我国组网试验。,（3）TETRA的优点,TETRA系统的主要优点在于它可以在同一技术平台上提供指挥调度、数据传输及电话服务，因此只需一套系统就可以满足一个组织的多种无线通信需求。此外，TETRA作为一种数字通信标准，可以支持广区覆盖。,3、集群无线系统组成控制中心设备及接口调度台设备集群基站光纤直放站终端设备（如固定台、移动台等）电缆天线,4、集群无线系统的工作原理基本工作原理是
7、由控制中心设备集中控制和管理系统中的每个信道，动态分配空闲信道给呼出的用户。在通话完毕后，又将该信道收回并分配给等待的用户使用。此外，当通话的一方为公用交换电话网（PSTN）用户时，可通过系统的中继线经PSTN互相通话。,（二）公务及站内电话系统 公务及站内电话系统可分为公务电话子系统和站内及轨旁电话子系统两部分，能为管理部门、运营部门、维修部门提供一般公务联络服务，主要是电话业务和部分非话业务。本系统能够提供各种新业务功能，能识别非话业务能力，能与分组交换网连接，能与无线集群系统连接，能与本地公用电话网互联，实现与本市用户特种业务通话，还可以实现国内、国际长途通信。,（二）公务及站内电话系统
8、,站内及轨旁电话系统,（二）公务及站内电话系统,公务电话系统,1、公务电话子系统的组成及功能,公务电话子系统主要由交换机、配线架、用户话机、线缆等设备组成，其中交换机是系统中重要的设备。交换机主要具备以下功能：(1) 电话交换功能(2) 计费功能(3) 非话业务(4) 复原控制方式(5) 号码的存储和译码(6) 电路的选择和释放(7) 新业务功能。(8) 维护管理功能,2、公务电话子系统的系统结构,公务电话子系统是以数字程控交换机设备为核心，与程控交换机相连的电话分机分布在轨道交通各办公管理部门、设备房及运营各生产部门等。常见的轨道交通公务电话系统采用环型网络结构，如图所示。采用这种拓扑结构的
9、系统，当任意两台交换机间(如OCC与车辆段之间）的传输线路中断，可以通过迂回传输线路(如OCC某车站车辆段）保证线路的畅通，从而使网络的可靠性提高。,2、公务电话子系统的系统结构,采用环型网络结构的轨道交通公务电话系统,3、站内及轨旁电话子系统的组成,站内及轨旁电话子系统是一个相对独立的内部电话系统，由车站电话总机、车站值班台(值班员电话机)、电话分机、轨旁电话共同组成。实现站(段)内重要部门有关人员的点对点的直接通话、相邻车站值班人员之间及轨旁人员的直接通话。,4、站内及轨旁电话子系统的功能,站内及轨旁电话子系统主要功能是满足车站内部通话，以及相邻车站、联锁站之间的直达联系。该系统可为车站站
10、内相关部门提供与车站值班员之间的直达通话，并且车站值班员可以呼叫其他相邻车站的值班员。,（三）调度电话系统,调度电话系统是为列车运营、电力供应、日常维修、防灾救护提供指挥手段的专用通信系统，要求迅速、直达，不允许与运营无关的其他用户接入该系统。调度电话分为行车调度电话、电力调度电话、环控调度电话和维修调度电话。各调度员可对本系统的用户进行单呼、组呼、全呼、紧急呼叫，可对通话进行录音。调度电话设备主要分布在运营控制中心、车站、设备室、车辆段及所需电话的其他区域。,1、调度电话系统的组成,调度电话系统主要由调度总机、调度台、调度分机三部分通过传输系统或相应的通信缆线连接而成。调度总机是调度电话系统
11、的核心部分，由具有交换功能的交换机或交换模块组成，可组成若干个独立的调度(如行调、电调、环调、维调等)呼叫，并具有录音等功能。调度台是调度业务的操作控制台，设在中央运营控制中心。调度分机采用普通话机。调度总机与分机通过传输系统提供的点对点式专用音频话路连接。,2、调度电话系统的功能,通话功能选呼功能会议功能录音功能维护管理功能,3、调度电话系统的实现方式,根据设备所选型号不同，调度系统可通过在公务电话系统中增加相关模块部件，通过软件控制实现调度交换功能。例如，广州地铁1号线使用的HICOM392型交换机就是采用这种方式实现调度功能的，其优点是设备紧凑，可以有效共享硬件和软件资源。缺点是一旦HI
12、COM392型交换机出现系统故障，势必对调度系统的正常运行造成影响甚至中断。考虑到调度系统的重要性，一般采用独立设置调度交换机实现调度功能的方式，这样能够提高系统的可靠性。,（四）广播系统,广播系统由中心广播、车站广播、车辆段广播系统组成，通过使用控制中心、车辆段的操作终端操控整条运营线路、车辆段内的广播，将语音信息传送到相应车站、车辆段，使整条线路中的车站、车辆段广播系统既独立又成为统一的整体。,1、控制中心广播系统,控制中心行车调度员和环控调度员可对全线各站进行监听及选站和选区广播。当轨道交通发生故障或灾害时,广播系统自动转为抢险通信设备。停车场广播系统由值班员、运转值班员和检修库值班员向
13、工作人员播放车辆调度、列车编组等有关作业音讯。,2、车站广播系统,车站广播系统由控制中心的总调、列调、防灾调(列调兼) 和各车站的正副值班员使,用,为旅客播放列车到发信息、导向信息及紧急状态信息等服务音讯,为工作人员播放作业命令及管理音讯。车站广播区分为上行站台、下行站台、售票区、站厅、出入口和办公区等。车站行车值班员和环控值班员可通过广播控制台对本站区进行选区广播或全站广播。,3、中心及车站广播系统的组成,中心及车站广播系统由广播机柜、广播台等组成，广播机柜分布在全线各车站和控制中心通信设备室，广播台则根据需要设置在控制中心、各车站控制室以及站台等位置。此外，车站广播系统还包括噪声感应探头(
14、简称噪感)、扬声器等外部设备，一般每个站台设置两个噪感，站厅设置两个噪感，作用是提供一个控制信号给广播设备用以调整放大器的增益，并进一步调节站台上扬声器的声压水平。,4、中心及车站广播系统的功能,车站广播主要用于对车站乘客、维修和运行人员进行广播，发布有关列车时间、车次变动、列车延时、行车安全、紧急情况以及突发事件等信息，以及预先录制的通告等，其主要功能如下。 (1) 广播功能 (2) 系统控制功能 (3) 故障诊断功能,（五）视频监控系统,视频监控系统(以下简称CCTV系统)主要作用是使控制指挥中心调度管理人员、车站值班员、站台工作人员等实时监控或事后察看方式监控到所管辖车站客流、列车出入站
15、及旅客上下车等情况，以确保车站、乘客安全和合理进行客流组织。,1、视频监控系统的组成,视频监控系统主要由中央级视频监控系统和站级视频监控系统两部分组成。中央视频监控系统通常位于该运营线路控制中心的通信设备室，站级视频监控系统设备则安装在各车站的通信设备室。系统外围设备摄像机、监视器等则分布在各站站厅、站台等区域。,2、视频监控系统的工作原理,（1）车站内视频信号的传输过程 传输方式上，目前多采用视频基带传输方式。视频基带传输方式是指从摄像机到控制设备之间传输的视频图像信号完全是视频模拟信号，输入、输出采用75不平衡方式。为了整个系统阻抗匹配，传输线也采用75的同轴电缆。当摄像机输出的视频图像信
16、号通过同轴电缆传输到设备机柜相应接口面板后，首先送到同轴电缆均衡器(站台视频图像还要送到画面分割器或分屏单元)，然后送到交换矩阵。所有这些视频经过交换矩阵的切换后，传送到车控室的监视器，车站人员可通过监视器的控制键盘，完成视频图像的切换；而要传送到控制中心的视频图像，经矩阵的输出端传送到传输单元，通过光纤传输系统送到控制中心。,2、视频监控系统的工作原理,（2）由车站级到中心级的视频信号传输 车站交换矩阵输出的来自分屏单元的图像(站台分屏图像)和站厅的图像，通过机柜内的传输单元传输到OCC。要求每个站的图像要持续的、实时地传送到OCC。从车站到OCC的图像传输，由于距离过远，通常采用光纤传输方
17、式。各站传来的图像信号经过光纤接收单元转变为视频信号，再传送给交换矩阵，由交换矩阵输出到监视器上去；而控制键盘可以控制输入与输出之间的连接。再由OCC的光接收单元转变为电信号，经分组器转变为各路高频电信号，再经解调器的解调还原为图像信号，输入到OCC的视频交换矩阵中去。,3、视频监控系统的的功能,(1) 中央级功能。中央视频监控设备接收来自各车站的视频图像，经过一定的处理后，在控制中心大屏上显示。在控制中心，调度人员通过观看大屏显示的图像可监视到轨道交通全线的运营情况，包括列车的运行情况、客流情况、控制范围内的异常情况等。 以广州轨道交通1号线为例，控制中心设置有行调、环调、电调和维调等岗位，
18、通常行调和环调需要监视全线各站的情况。由各站传送来的图像，经过中央机柜设备处理后，通过专用控制键盘的控制，将视频图像按不同的方式显示在相应的监视器上，达到监视的目的。而图像的显示方式，可根据不同用户的使用情况做不同的设置。另外，行调可使用配置的录像机选择记录紧急情况，或需事后查看的现场情况；不同的调度可通过各自的控制键盘根据需要调看不同的图像。,3、视频监控系统的的功能,(2) 站级功能。通过分布在站台、站厅的摄像机，将全站的图像统一送到站级视频监控机柜，经均衡放大等处理后，再传送到车站人员使用的监视器上，供其监控车站情况。车站人员可通过控制键盘切换监视器上的图像，通常显示方式有两种：一种是单
19、幅图像切换方式，即根据需要选择相应的单幅图像显示在监视器上；另一种是分组轮流显示方式，即将图像进行分组，然后选择要观看的一组图像轮流显示在监视器上，组内的图像采用轮流扫描的方式，其时间间隔可设置。除了提供本站的图像给车站人员外，站级设备还通过光纤传输单元将本站图像上传到中央级视频监控设备，以提供控制中心的调度监控使用。,本章小结,本章主要介绍了无线通信系统的组成及工作原理，公务电话的组成、功能及操作，调度电话系统组成、功能及操作，广播系统组成及功能，视频监控系统组成、功能及操作等内容。,思考题,无线通信系统的组成及工作原理？公务电话系统的组成及功能？站内及轨旁电话系统的组成及功能？调度电话系统的组成及功能？广播系统的组成及功能？视频监控系统的组成及功能？,
