文_高鳳興

McLTE寬帶無線多媒體集群系統(tǒng)城市有軌電車綜合承載解決方案及應(yīng)用

文_高鳳興

城市有軌電車車地?zé)o線需求分析

隨著中國城市化進(jìn)程的不斷加深，城市人口空前膨脹，公共交通壓力越來越大，城市交通發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)。優(yōu)先發(fā)展城市公共交通是加快交通轉(zhuǎn)型升級、緩解交通擁堵、提升人民群眾生活品質(zhì)的必然要求，是構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的戰(zhàn)略選擇?，F(xiàn)代有軌電車具有運(yùn)行可靠、舒適、節(jié)能、環(huán)保、載客量較大等特點(diǎn)，成為各大中城市打造國家低碳綜合交通體系的規(guī)劃重點(diǎn)，并在上海、天津、蘇州、沈陽等地使用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

目前國內(nèi)有軌電車采用的無線通信系統(tǒng)分為兩種模式，自建專網(wǎng)或者租用公網(wǎng)。租用公網(wǎng)模式受公眾用戶的影響，業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性、可靠性以及安全性均無法保障。自建專網(wǎng)原來采用的TETRA+Wi-Fi來解決語音調(diào)度業(yè)務(wù)和車地之間的數(shù)據(jù)傳輸，但是這種方式需要建設(shè)兩張網(wǎng)絡(luò)來保證有軌電車的運(yùn)營，且WiFi系統(tǒng)受到外界干擾情況日益嚴(yán)重，已經(jīng)無法滿足有軌電車未來業(yè)務(wù)發(fā)展的要求，就需要發(fā)展更高效、可靠的無線寬帶通信系統(tǒng)。

另外，隨著有軌電車線網(wǎng)的形成，需要一套能實(shí)現(xiàn)各條線路之間互聯(lián)互通的無線通信系統(tǒng)，才能滿足有軌電車網(wǎng)絡(luò)化的運(yùn)營需求。

TD-LTE專網(wǎng)系統(tǒng)具備專用頻段保護(hù)、高帶寬、高可靠的抗干擾能力、高效的多業(yè)務(wù)優(yōu)先級保障機(jī)制高、速移動下的穩(wěn)定傳輸?shù)榷囗?xiàng)優(yōu)點(diǎn)，非常用來滿足城市有軌電車車地?zé)o線通信的需求，因此TD-LTE專網(wǎng)服務(wù)于城市有軌電車行業(yè)勢在必行。

信威及McLTE技術(shù)簡介

北京信威通信技術(shù)股份有限公司成立于1995年11月，是我國自主無線通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)從追趕到跟隨，再到超越的跨越式崛起的企業(yè)，先后創(chuàng)立了SCDMA（同步碼分多址，中國通信標(biāo)準(zhǔn)）、TD-SCDMA（時分同步碼分多址，ITU國際標(biāo)準(zhǔn)）、McWiLL寬帶多媒體集群系統(tǒng)（ITU國際標(biāo)準(zhǔn)）等多項(xiàng)國家和國際通信標(biāo)準(zhǔn)，擁有無線通信核心發(fā)明專利200余項(xiàng)，獲得國家科技進(jìn)步一等獎等多項(xiàng)重大榮譽(yù)獎項(xiàng)。

信威專注于行業(yè)定制化解決方案和服務(wù)提供，二十余年的專業(yè)化集成和開發(fā)實(shí)施經(jīng)驗(yàn)使信威擁有了一大批對行業(yè)需求有著深刻理解的無線通信網(wǎng)絡(luò)專家。作為核心成員單位，信威承接了“新一代寬帶移動通信網(wǎng)”國家科技重大專項(xiàng)“寬帶無線多媒體集群系統(tǒng)（BWT）”的研究，并在此基礎(chǔ)上于2010年創(chuàng)新研發(fā)專網(wǎng)LTE系統(tǒng)—McLTE寬帶多媒體集群通信系統(tǒng)。同時作為工信部寬帶集群產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（B-TrunC）發(fā)起單位，參與制訂我國TD-LTE寬帶多媒體集群系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，并成為首批通過該標(biāo)準(zhǔn)的通信設(shè)備廠商。

信威McLTE系統(tǒng)將TD-LTE的高速率、大帶寬與數(shù)字集群技術(shù)中的資源共享、快速呼叫建立、指揮調(diào)度等特點(diǎn)進(jìn)行融合，并融入了信威集團(tuán)McWiLL技術(shù)中長期積累、符合行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)如空分多址、動態(tài)信道分配GoS等關(guān)鍵技術(shù)，是能同時提供高質(zhì)量語音，專業(yè)級集群、指令調(diào)度，寬帶數(shù)據(jù)傳輸，高清視頻監(jiān)控及調(diào)度為一體的新一代寬帶多媒體數(shù)字集群通信系統(tǒng)。

作為中國城市軌道交通協(xié)會會員單位，信威承擔(dān)了LTE-M系列規(guī)范的編制工作，并于2015年底通過了包含列車狀態(tài)信息靜態(tài)測試、傳輸時延測試、丟包性能測試、切換延時性能測試、切換丟包性能測試、LTE-M傳輸性能測試、綜合承載傳輸性能測試、設(shè)備穩(wěn)定性及單網(wǎng)故障性能測試以及極限性能測試等全部測試內(nèi)容。測試結(jié)果表明：信威McLTE城市軌道交通車地通信系統(tǒng)及設(shè)備完全滿足軌道交通CBTC系統(tǒng)、列車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、CCTV和PIS系統(tǒng)（含緊急文本）等生產(chǎn)業(yè)務(wù)綜合承載的需求。

2016年5月31日，中國城市軌道交通協(xié)會發(fā)布《關(guān)于推薦城軌交通項(xiàng)目新建CBTC系統(tǒng)使用1.8G專網(wǎng)頻段和LTE綜合無線通信系統(tǒng)的通知》，信威集團(tuán)憑借McLTE車地?zé)o線通信系統(tǒng)的優(yōu)越性能獲選項(xiàng)目設(shè)備選型重點(diǎn)推薦單位。

2016年9月8日，中國城市軌道交通協(xié)會現(xiàn)代有軌電車分會成立大會暨第一次全體會員會議在蘇州召開，信威成為首批會員單位中唯一一家無線通信企業(yè)。

McLTE城市有軌電車行業(yè)解決方案

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)說明

McLTE系統(tǒng)采用星型組網(wǎng)，在制中心設(shè)備室放置核心網(wǎng)設(shè)備、網(wǎng)管終端、調(diào)度臺、錄音錄像設(shè)備等設(shè)備。核心網(wǎng)通過交換機(jī)實(shí)現(xiàn)信系統(tǒng)、PIS系統(tǒng)、CCTV系統(tǒng)以及其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的接入，能夠?qū)崿F(xiàn)不同業(yè)務(wù)之間的隔離和網(wǎng)絡(luò)安全需求。

在有軌電車沿線的布置基站eNodeB的基帶處理單元BBU，基站的射頻單元RRU安裝于車站、接觸網(wǎng)支柱上。BBU與RRU之間通過光纖連接，BBU可連接多個RRU。RRU通過射頻電纜與天線連接，天線發(fā)射無線信號對正線區(qū)間、車輛段、停車等區(qū)域進(jìn)行覆蓋。

在列車首尾司機(jī)室內(nèi)安裝車載臺，用于調(diào)度員與司機(jī)的集群通信。首尾司機(jī)室的車載臺通過車載交換機(jī)連接，以主備方式工作。

列車上在車頭車尾司機(jī)室設(shè)置LTE網(wǎng)絡(luò)車載設(shè)備：車載接入單元TAU、車載數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、車載天饋系統(tǒng)和交換機(jī)。車載接入單元TAU連接車載交換機(jī)，滿足列車上信號系統(tǒng)業(yè)務(wù)、PIS業(yè)務(wù)、CCTV等業(yè)務(wù)的接入。各生產(chǎn)業(yè)務(wù)通過車載接入單元TAU實(shí)現(xiàn)車地?zé)o線雙向數(shù)據(jù)傳輸。

移動作業(yè)人員可配備多媒體手持終端。

McLTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)說明

利用McLTE無線通信技術(shù)更高的帶寬、更低的時延、更高的安全性、可靠性等技術(shù)特點(diǎn)，能夠?yàn)橛熊夒娷囂峁﹨^(qū)域無縫覆蓋的無線寬帶通信網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)、語音、視頻、位置四位一體的服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)有軌電車語音集群調(diào)度、車載數(shù)據(jù)、視頻調(diào)度、PIS信息系統(tǒng)應(yīng)用。

語音集群調(diào)度

McLTE系統(tǒng)能夠滿足有軌電車上語音集群調(diào)度功能的需求，可以實(shí)現(xiàn)單工呼叫、組呼以及雙工呼叫的業(yè)務(wù)。McLTE系統(tǒng)的語音集群的性能可以和TETRA等現(xiàn)有的數(shù)字集群系統(tǒng)相媲美，如：呼叫建立時間能夠達(dá)到300ms 內(nèi)。因此這種語音業(yè)務(wù)可以對有軌電車工作人員進(jìn)行有效的調(diào)度，最大化的滿足了有軌電車運(yùn)營需要的調(diào)度呼叫業(yè)務(wù)的需求。

車載列車控制數(shù)據(jù)

McLTE系統(tǒng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載能力，可為列車上無線數(shù)據(jù)終端之間、無線數(shù)據(jù)終端和固定用戶之間提供數(shù)據(jù)傳輸功能，包括：行車狀態(tài)信息、列車設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控數(shù)據(jù)、調(diào)度信息、告警信息等。

車載視頻監(jiān)控（CCTV）

車廂視頻監(jiān)控是對列車內(nèi)部旅客的狀況進(jìn)行監(jiān)控，是為了保證列車運(yùn)行的安全和旅客的安全。McLTE系統(tǒng)以其高帶寬、非視距特點(diǎn)，非常適合視頻監(jiān)控應(yīng)用，針對有軌電車的安全管理的需要，視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)功能可以作為列車人員和設(shè)備保障安全、提高工作效率的有力手段。

車載旅客信息系統(tǒng)（PIS）

車載PIS系統(tǒng)可以播放高清視頻廣播、廣告以及緊急信息，為旅客提供生活服務(wù)。PIS信息系統(tǒng)對視頻的穩(wěn)定性、格式、時速等有較高的質(zhì)量要求。而McLTE傳輸帶寬更高、延遲率更低，可以很好的滿足PIS系統(tǒng)的需求。

蘇州有軌電車1號線線路圖

信威城市有軌電車行業(yè)應(yīng)用

蘇州有軌電車1號線&2號線&3號線項(xiàng)目

蘇州有軌電車1號線是我國第一條真正意義上的現(xiàn)代有軌線路，采用信威寬帶無線多媒體集群系統(tǒng)作為城市軌道車地?zé)o線通信技術(shù)解決方案，全線實(shí)現(xiàn)無線信號冗余覆蓋。作為全國首個4G標(biāo)準(zhǔn)無線通信技術(shù)正式應(yīng)用于城市軌道交通正線項(xiàng)目，系統(tǒng)設(shè)計功能完全滿足有軌電車無線列調(diào)、PIS（旅客信息系統(tǒng)）、車載視頻監(jiān)控和寬帶集群等豐富的有軌電車應(yīng)用需求。

從2014年10月開始，蘇州有軌電車1號線已經(jīng)正式載客運(yùn)行2年多，信威寬帶無線多媒體集群系統(tǒng)有效的保障了蘇州有軌電車1號線穩(wěn)定高效運(yùn)行，并正在進(jìn)行2號線、3號線建設(shè)和試運(yùn)行工作，實(shí)現(xiàn)了良好的社會價值和經(jīng)濟(jì)價值，得到客戶的高度評價。

青島城陽區(qū)現(xiàn)代有軌電車示范線項(xiàng)目

信威寬帶無線多媒體集群系統(tǒng)為青島城陽區(qū)現(xiàn)代有軌電車的固定工作人員（調(diào)度中心、車輛段調(diào)度員等）和移動工作人員（列車司機(jī)、防災(zāi)人員、維修等移動人員）之間的語音和數(shù)據(jù)信息交換提供可靠的通信手段：

1. 對調(diào)度員及工作人員提供無線調(diào)度通信服務(wù)功能，確保固定用戶與移動人員及移動人員相互之間的可靠語音及數(shù)據(jù)通信；

2. 集成公務(wù)電話軟交換功能，確保移動用戶、固定用戶統(tǒng)一呼叫；

3. 列車行車狀態(tài)信號承載對保障行車安全、提高運(yùn)輸效率提供重要保證；

4. 車載視頻上傳，能夠滿足控制中心對列車行駛過程中出現(xiàn)的突發(fā)狀況及時掌控現(xiàn)場情況，統(tǒng)一指揮調(diào)度；

5. 移動人員能在青島城陽有軌電車覆蓋區(qū)域之間自動漫游，以便于有軌電車運(yùn)營管理應(yīng)急指揮和部分站點(diǎn)區(qū)域等的管理需求。

同時信威根據(jù)青島城陽區(qū)現(xiàn)代有軌電車示范線項(xiàng)目實(shí)際情況，全線采用室外微基站覆蓋，天線架設(shè)在沿線的接觸網(wǎng)支撐桿上，有效的節(jié)約了施工成本、降低了施工難度。

2016年3月5日，青島城陽區(qū)現(xiàn)代有軌電車已正式開通運(yùn)行，信威寬帶無線多媒體集群系統(tǒng)打造的“功能豐富、系統(tǒng)穩(wěn)定、平戰(zhàn)結(jié)合”的寬帶無線集群通信網(wǎng)絡(luò)，對行車安全、提高運(yùn)輸效率和管理水平、改善服務(wù)質(zhì)量提供了重要保證。

蘇州有軌電車1號線項(xiàng)目現(xiàn)場應(yīng)用情況

青島城陽區(qū)現(xiàn)代有軌電車示范線線路圖

武漢大漢陽項(xiàng)目現(xiàn)場首發(fā)試乘儀式

武漢大漢陽有軌電車

武漢市大漢陽地區(qū)現(xiàn)代有軌電車試驗(yàn)線全線采用信威寬帶無線集群通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線信號覆蓋，為大漢陽現(xiàn)代有有軌電車試驗(yàn)線控制中心、車輛段與正線提供專用的語音及數(shù)據(jù)通道，實(shí)現(xiàn)車輛與控制中心的無線語音通訊及數(shù)據(jù)傳輸，并能夠在控制中心實(shí)現(xiàn)錄音。

主要業(yè)務(wù)包括：無線列調(diào)業(yè)務(wù)、列車信號信息承載、PIS業(yè)務(wù)和車載CCTV業(yè)務(wù)。

2016年5月31日，武漢市大漢陽地區(qū)現(xiàn)代有軌電車試驗(yàn)線已經(jīng)開始通車試運(yùn)行。