譚毅

（重慶市軌道交通（集團(tuán)）有限公司 重慶市 400000）

地鐵與城市應(yīng)急網(wǎng)TETRA系統(tǒng)互聯(lián)互通探討

譚毅

（重慶市軌道交通（集團(tuán)）有限公司 重慶市 400000）

通過(guò)對(duì)城市軌道交通陸上集群無(wú)線電（TETRA）現(xiàn)狀的分析，提出了地鐵與城市應(yīng)急網(wǎng)TETRA系統(tǒng)互聯(lián)互通的必要性，闡述了互聯(lián)互通面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，對(duì)漫游控制和資源管理進(jìn)行了探討。

地鐵；城市應(yīng)急網(wǎng)；TETRA系統(tǒng)

在城市軌道交通建設(shè)不斷發(fā)展的過(guò)程中，許多城市立足于線網(wǎng)整體，將初期線路向網(wǎng)絡(luò)化推進(jìn)，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)城市軌道交通的進(jìn)一步規(guī)劃。與此同時(shí)，軌道交通建設(shè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)化管理提出了更高的要求，應(yīng)急網(wǎng)必須實(shí)現(xiàn)地下通話，為了滿足通信需求、保證資源共享，軌道交通與城市應(yīng)急網(wǎng)TETRA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通也成為業(yè)界研究的重點(diǎn)。

1 城市軌道交通TETRA現(xiàn)狀

集群無(wú)線電數(shù)字通信系統(tǒng)TETRA最初由歐洲標(biāo)準(zhǔn)組織制定，該系統(tǒng)具有抗干擾能力強(qiáng)、安全性高、組網(wǎng)靈活的優(yōu)點(diǎn)，因此也被越來(lái)越多的城市選用為軌道交通無(wú)線通信。目前全國(guó)已有上百家TETRA供應(yīng)商，以歐洲標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，我國(guó)還自行研發(fā)出TETRA品牌。

城市軌道交通線網(wǎng)內(nèi)包含眾多的信息資源和設(shè)備資源，為了實(shí)現(xiàn)這些資源的共享，保證管理和維修人員在全網(wǎng)內(nèi)的自動(dòng)漫游，對(duì)移動(dòng)終端的跨線組呼提出了更高的要求，更重要的是要實(shí)現(xiàn)軌道交通與城市應(yīng)急網(wǎng)TETRA系統(tǒng)的互聯(lián)互通。由于TETRA系統(tǒng)本身存在一定的技術(shù)局限，在當(dāng)今的線網(wǎng)研究中，實(shí)現(xiàn)集群無(wú)線電系統(tǒng)依然面臨著較多的挑戰(zhàn)。

2 互聯(lián)互通的必要性

實(shí)現(xiàn)軌道交通TETRA系統(tǒng)與城市應(yīng)急網(wǎng)TETRA系統(tǒng)互聯(lián)互通是近代經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的必然趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)后，將具有較大的優(yōu)勢(shì)。

（1）線網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一和規(guī)范管理。實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通之后，城市的專用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將更加規(guī)范和統(tǒng)一，提高了未來(lái)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的便利性，可以有效避免不同網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之間造成的沖突和干擾[1]。

（2）提高終端用戶數(shù)量和通話組數(shù)量的自由性。在ETSI規(guī)定TETRA系統(tǒng)空中組網(wǎng)接口的同時(shí)也面臨著一個(gè)困難，即沒(méi)有對(duì)內(nèi)部的接口進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定，因此不同基站與不同廠商提供的TETRA系統(tǒng)將無(wú)法實(shí)現(xiàn)兼容。在TETRA系統(tǒng)應(yīng)用的過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)互聯(lián)一般都需要進(jìn)行語(yǔ)音調(diào)控或者調(diào)度臺(tái)調(diào)控，因此也限制了通話組。例如，現(xiàn)有N個(gè)信道可以用于互聯(lián)，那么可以用于通話組的數(shù)量也是N，如果需要跨系統(tǒng)呼叫，必須有語(yǔ)音臺(tái)或者調(diào)度臺(tái)。實(shí)現(xiàn)中心設(shè)備的互聯(lián)之后將解決以上問(wèn)題。

（3）在節(jié)省投資的同時(shí)，順利實(shí)現(xiàn)漫游，實(shí)現(xiàn)資源共享。將軌道交通與城市應(yīng)急網(wǎng)TETRA系統(tǒng)互聯(lián)之后可以保證網(wǎng)絡(luò)用戶使用不同的基站資源，即實(shí)現(xiàn)真正的漫游，節(jié)省建設(shè)資金，同時(shí)，軌道交通網(wǎng)用戶可以挖掘城市應(yīng)急網(wǎng)的資源。

3 互聯(lián)互通面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)

就重慶地區(qū)軌道交通發(fā)展的現(xiàn)狀來(lái)看，實(shí)現(xiàn)地鐵與城市應(yīng)急網(wǎng)TETRA系統(tǒng)的互聯(lián)互通面臨著兩大技術(shù)挑戰(zhàn)。

3.1 漫游控制

不同網(wǎng)絡(luò)的用途不同，其中的用戶對(duì)漫游提出的要求也不一樣，用戶工作崗位不同，有一部分用戶并不支持漫游，還有一些軌道交通高架段的用戶不允許對(duì)方網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)漫游。在應(yīng)急網(wǎng)實(shí)現(xiàn)地面區(qū)域網(wǎng)絡(luò)覆蓋的同時(shí)，這些區(qū)域與軌道交通區(qū)域有很多地方會(huì)有重合，例如軌道交通高架段、部分停車場(chǎng)、軌道交通出入口等，這些重合區(qū)域內(nèi)的用戶都希望在本網(wǎng)內(nèi)工作，也為漫游控制帶來(lái)了困難。

3.2 資源管理

由于業(yè)務(wù)特點(diǎn)的不同，軌道交通和城市應(yīng)急網(wǎng)在建設(shè)過(guò)程中都已經(jīng)進(jìn)行過(guò)程完善的系統(tǒng)組完規(guī)劃，系統(tǒng)組完容量和通話組容量方面都已完善，突出兩網(wǎng)互聯(lián)互通的構(gòu)想后，如何避免一方的終端對(duì)另一方業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響是一個(gè)重要的技術(shù)問(wèn)題，因此必須防治漫游的一方占用另一方的信道資源，避免不同用戶之間相互爭(zhēng)搶信道的情況。

針對(duì)軌道交通用戶，數(shù)字集群系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)行車調(diào)度指揮，與城市應(yīng)急網(wǎng)系統(tǒng)容量相比，軌道交通網(wǎng)系統(tǒng)容量明顯要小。當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生后，如何保證城市應(yīng)急網(wǎng)漫游用戶的終端在規(guī)定的界限內(nèi)，避免對(duì)軌道交通網(wǎng)用戶產(chǎn)生干擾，如何提高城市應(yīng)急網(wǎng)漫游用戶的靈活性也因此成為不同TETRA系統(tǒng)互聯(lián)互通的重要技術(shù)挑戰(zhàn)。

4 漫游控制

為了解決系統(tǒng)互聯(lián)互通過(guò)程中面臨的漫游控制問(wèn)題，現(xiàn)提出三種控制方案：

4.1 用戶機(jī)類別控制

借助用戶機(jī)實(shí)現(xiàn)用戶的分類，保證特定的基站可以供規(guī)定的用戶機(jī)應(yīng)用，并且對(duì)其它用戶機(jī)的應(yīng)用形成限制。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要合理設(shè)置基站側(cè)和用戶機(jī)終端，基站結(jié)合y用戶類別信息，將用戶機(jī)信息同基站用戶機(jī)信息作出邏輯“與”運(yùn)算，結(jié)果為1時(shí)允許基站注冊(cè)，結(jié)果為0時(shí)不允許基站注冊(cè)。在得出用戶機(jī)信息類別之前，必須對(duì)不同用戶的需求進(jìn)行全面的分析，將不同用戶的需求進(jìn)行合理分類，再將歸類后的用戶分配到不同的用戶機(jī)中。

為了實(shí)現(xiàn)用戶漫游，必須將所有軌道交通網(wǎng)用戶和應(yīng)急網(wǎng)用戶分為需要漫游和不需要漫游兩種，與軌道交通行車調(diào)度相關(guān)的人員必須在列車運(yùn)行層面開展工作，可以將這些用戶定義為非漫游用戶。一部分工作人員參與到軌道交通列車的搶險(xiǎn)和維修，需要與列車行駛以外的部分開展工作，可以將這些用戶定義為漫游用戶[2]。

可以對(duì)基站進(jìn)行分類，例如不允許漫游基站和允許漫游基站，車輛段被軌道交通網(wǎng)覆蓋的同時(shí)也被城市應(yīng)急網(wǎng)覆蓋，此時(shí)的基站應(yīng)急網(wǎng)不需要設(shè)置漫游，可以將其設(shè)置為不允許漫游基站。針對(duì)沒(méi)有見重復(fù)覆蓋的區(qū)域可以設(shè)置為允許漫游基站。軌道交通網(wǎng)和應(yīng)急網(wǎng)基站和用戶分類如表1。

表1

如果用戶為軌道交通網(wǎng)的非漫游用戶，只能在本網(wǎng)中注冊(cè)基站，如果用戶為軌道交通網(wǎng)的可漫游用戶，可以注冊(cè)本網(wǎng)和城市應(yīng)急網(wǎng)的漫游基站。通過(guò)對(duì)用戶和基站的分類，在控制漫游用戶數(shù)量的同時(shí)，可以控制漫游范圍。

4.2 場(chǎng)強(qiáng)控制

在漫游控制過(guò)程中，可以針對(duì)重疊覆蓋區(qū)域內(nèi)的不同網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)進(jìn)行控制，即為場(chǎng)強(qiáng)控制，例如在軌道交通的出入口位置，通過(guò)場(chǎng)強(qiáng)控制后可以保證信號(hào)可以傳輸?shù)降孛妫煌W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的信息可以實(shí)現(xiàn)平滑切換。值得注意的是，在場(chǎng)強(qiáng)控制過(guò)程中必須避免無(wú)用的越區(qū)切換，例如軌道交通出入口位置的應(yīng)急網(wǎng)用戶在本網(wǎng)漫游后又回到城市應(yīng)急網(wǎng)。

4.3 有效站點(diǎn)控制

有效站點(diǎn)控制需要對(duì)用戶機(jī)進(jìn)行定義，確定出基站用戶的訪問(wèn)權(quán)限，避免用戶私自改變用戶機(jī)類別。將有效基站投入運(yùn)行后，可以控制和管理無(wú)線通道的資源，規(guī)范用戶機(jī)和通話組的地理界限。針對(duì)不同的用戶，系統(tǒng)都會(huì)為其注冊(cè)有效站，針對(duì)不同的通話組，系統(tǒng)也會(huì)創(chuàng)建有效站，通過(guò)完善有效站，不同的有效站之間都存在一定的用戶名單，可以精確地控制不同用戶可以利用的資源，移動(dòng)臺(tái)漫游到基站附近之后，結(jié)合設(shè)計(jì)方案可以控制用戶的呼叫[3]。

5 資源管理

軌道交通網(wǎng)TETRA系統(tǒng)與城市應(yīng)急網(wǎng)TETRA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通后，針對(duì)城市應(yīng)急網(wǎng)中的可漫游終端，可以在突發(fā)情況下進(jìn)入軌道交通，因此可能導(dǎo)致利用緊急事件的通話組數(shù)量增加。在處理緊急事件時(shí)，城市應(yīng)急網(wǎng)漫游用戶不會(huì)競(jìng)爭(zhēng)軌道交通原有的信息資源，避免軌道交通自身的通信造成影響。

軌道交通網(wǎng)TETRA系統(tǒng)與城市應(yīng)急網(wǎng)TETRA系統(tǒng)互聯(lián)互通的過(guò)程中，可以采用信道優(yōu)先矩陣實(shí)現(xiàn)資源管理[4]。即特定的用戶只能利用相應(yīng)的信道資源，不會(huì)占用該信道以外的資源可以將通話組資源合理分配到不同的信道中，如果分配的信道已經(jīng)用完，空閑信道將不會(huì)分配到通話組中。因此可以將一些信道分配到城市應(yīng)急網(wǎng)中，可以為關(guān)鍵的業(yè)務(wù)提供足夠的信道資源，在發(fā)生緊急事件時(shí)，可以有效控制漫游用戶在軌道交通內(nèi)應(yīng)用的信道數(shù)量。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著城市軌道交通建設(shè)的快速發(fā)展，TETRA系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于數(shù)字集群通信中，具有較大的市場(chǎng)潛力。將軌道交通網(wǎng)TETRA系統(tǒng)與城市應(yīng)急網(wǎng)TETRA系統(tǒng)互聯(lián)互通對(duì)城市發(fā)展具有非常重要的意義。本文重點(diǎn)探究了漫游控制和資源管理問(wèn)題，可以為相關(guān)行業(yè)的研究提供依據(jù)。

[1]孫永全，凌喜華.地鐵與城市應(yīng)急網(wǎng)TETRA系統(tǒng)互聯(lián)互通研究[J].無(wú)線電工程，2013，43（8）：12～15.

[2]鄧博存.TETRA數(shù)字集群應(yīng)急安全策略研究[J].現(xiàn)代通信，2011，35（8）：61.

[3]李進(jìn)良.建設(shè)全國(guó)集群指揮調(diào)度網(wǎng)的途徑[D].華東信息科技大學(xué)，2011，35（21）：50.

[4]韋嶸.TETRA數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)與調(diào)度指揮中心的集成[D].北京郵電大學(xué)，2012，10（1）：134～136.

TN914

A

1004-7344（2016）03-0128-02

2016-1-12

譚毅（1977-），男，工程師，大學(xué)本科，主要從事軌道交通通信技術(shù)方面的工作。