邱白樺

（深圳市廣播電視技術中心，廣東 深圳 518000）

1 項目背景

隨著經濟的發(fā)展，汽車保有量不斷增加，城市路網規(guī)模也不斷擴大，市民的出行越來越便利。在汽車上收聽廣播節(jié)目，是絕大多數駕乘人員的一種習慣。受到地形地貌的限制，深圳市多數交通干道需要通過公路隧道進行連接，而公路隧道是調頻廣播信號的覆蓋盲區(qū)。車輛進入隧道后，聽眾無法清晰地收聽到廣播節(jié)目，這讓很多駕乘人員感到不方便，同時也造成一定的安全隱患。

從2008 年開始，深圳廣電集團技術部門就開始對公路隧道廣播覆蓋的相關問題進行研究，后來與中國移動深圳分公司合作，對深圳東部深鹽二通道多條隧道的手機信號覆蓋系統(tǒng)進行改造，通過合路的方式接入了廣播、移動電視以及中國移動多媒體廣播（China Mobile Multimedia Broadcasting，CMMB）等信號，進行了有益的嘗試，實現了隧道內廣播電視信號的覆蓋[1]。

2017 年底，深圳市政府決定由市財政出資，選取了全市單洞長度超過400 m、無法接收廣播信號但具備相應的技術條件的34 條公路隧道進行調頻廣播信號補點覆蓋，使汽車內的聽眾能夠在隧道內清晰地收聽到中央臺、廣東臺及深圳臺的調頻廣播節(jié)目，同時實現隧道內應急廣播功能，提升隧道管理水平。該項目也被列入深圳市文體惠民工程，由深圳市廣播電視技術中心負責項目實施。

2 方案設計

2.1 系統(tǒng)結構

根據隧道調頻廣播系統(tǒng)的功能和原理，按照項目建設目標需要，深圳隧道調頻廣播系統(tǒng)采用分層結構設計：以隧道為單位設計實現隧道調頻廣播覆蓋系統(tǒng)（分為隧道廣播前端系統(tǒng)和隧道內覆蓋系統(tǒng)），以隧道管理部門為單位設計實現隧道應急廣播系統(tǒng)，設置總體的遠程監(jiān)控和運維管理系統(tǒng)以滿足廣電部門的運維管理需要。系統(tǒng)結構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結構框圖

2.2 隧道調頻廣播覆蓋系統(tǒng)

2.2.1 隧道廣播前端系統(tǒng)

隧道廣播前端系統(tǒng)由隧道廣播信號源處理系統(tǒng)和網絡設備組成，負責隧道廣播信號源綜合處理、網絡接入等功能。每一個隧道設置一個獨立的隧道廣播前端系統(tǒng)。

隧道調頻廣播前端負責接收、處理及產生進行隧道調頻廣播信號覆蓋所必須的信號源。隧道調頻廣播的信號源質量對確保隧道內的優(yōu)質播出至關重要，隧道的信號源主要通過兩種方式獲取。

（1）對于隧道附近接收信號質量好的，采用直接接收空中的開路射頻信號的方式，再對射頻信號進行處理。

（2）對于部分隧道接收信號弱、接收信號質量差的，可以通過租用運營商的光纖將音頻信號傳輸到隧道調頻廣播前端。隧道調頻廣播前端再對射頻信號進行解調和調制。這種方式可以保證隧道內接收信號的質量[2]。

隧道廣播前端系統(tǒng)向上連接至所屬隧道管理所的隧道應急廣播系統(tǒng)（利用既有的光纖資源），接收應急廣播指令和數據；向下連接至本隧道內各光纖直放站（新敷設光纜）。

對于隧道廣播前端的安裝位置，本著就近、適合調頻信號接收、優(yōu)先選擇機房環(huán)境的原則，從隧道的配電機房、隧道管理所中選擇，或是建設室外機柜。

隧道廣播前端系統(tǒng)包含通信網絡設備，實現隧道廣播前端系統(tǒng)和光纖直放站的監(jiān)控聯(lián)網，可以通過4G 路由器與遠程監(jiān)控系統(tǒng)進行數據互通。

由于隧道廣播前端信號源主要來自空中接收的無線信號，因此容易受到干擾及人為插播，影響隧道內播出安全。在隧道調頻廣播系統(tǒng)中引入音頻比對技術，可以實現多節(jié)點信號的自動化比對分析，可以有效地發(fā)現插播、錯播及劣播等發(fā)射問題，有效提高安全播出監(jiān)管工作的效率。音頻比對系統(tǒng)實時監(jiān)測平臺如圖2 所示。

圖2 音頻比對系統(tǒng)實時監(jiān)測平臺

2.2.2 隧道內覆蓋系統(tǒng)

隧道內覆蓋系統(tǒng)主要由光纖直放站和泄漏電纜組成，采用泄漏電纜的方式進行調頻信號發(fā)射。光纖直放站從光纜接收來自隧道廣播前端系統(tǒng)的信號，經過轉換、放大，送至泄漏電纜進行發(fā)射。

隧道廣播前端系統(tǒng)至光纖直放站間需敷設光纜實現信號連接，需要根據各隧道實際和功能需要設計光通信網絡。每一個光纖直放站的輸出經過一個功分器后送入兩段泄漏電纜，沿隧道的雙向進行覆蓋。每一段泄漏電纜的長度原則上不超過500 m，根據隧道實際情況進行最優(yōu)化設計。

隧道內若干個光纖直放站通過光纜連接，組成一個隧道內直放站系統(tǒng)。隧道內的光纖直放站根據隧道洞獨立分組（如左洞和右洞），以實現不同隧道洞的差異化播出。隧道內設備的供電從指定的配電機房敷設電力電纜至設備點位，并在兩端設置相應的配電箱及配電設備。

2.3 隧道應急廣播系統(tǒng)

隧道應急廣播系統(tǒng)實現應急廣播音頻、控制指令以及狀態(tài)監(jiān)控數據的雙向傳輸，通過無線網絡連接至遠程監(jiān)控與運維管理系統(tǒng)，實現應急廣播系統(tǒng)工作的可管可控可追溯。隧道應急廣播系統(tǒng)要實現對指定隧道的指定隧洞（如左線或右線）進行可尋址的應急廣播，業(yè)務模式靈活可控。

隧道應急廣播系統(tǒng)建設在隧道管理所，對其所管轄隧道進行應急廣播管理。一個隧道管理所可能管理多個隧道。隧道應急廣播系統(tǒng)能夠與隧道管理所已有的應急管理系統(tǒng)整合，進行系統(tǒng)接口的定制和業(yè)務流程的定制，滿足隧道管理方的業(yè)務應用需要。

隧道應急廣播系統(tǒng)采用了群載波技術。在緊急情況下，隧道管理方可以通過群載波功能，將音頻信號或者微信語音送入汽車內的調頻接收機進行應急廣播，實現緊急情況預警或交通疏導功能。

2.4 遠程監(jiān)控和運維管理系統(tǒng)

建設整個系統(tǒng)的集中遠程監(jiān)控及運維管理系統(tǒng)平臺，可以實現對整體系統(tǒng)的狀態(tài)獲知、設備操作、系統(tǒng)管理以及運維管理等綜合運營調度功能。

2.4.1 遠程監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)內各節(jié)點設備均應具備聯(lián)網和監(jiān)控通信功能，遠程監(jiān)控系統(tǒng)采用安全的或加密的連接方式，連接系統(tǒng)內的所有設備。

遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以讀取設備狀態(tài)參數、下發(fā)設備控制指令，可以對直放站的射頻輸出進行接收、解調及回傳，在監(jiān)控中心進行音頻比對、參數記錄及在線監(jiān)聽。遠程監(jiān)控系統(tǒng)具有防火墻等網絡安全設備，確保監(jiān)控系統(tǒng)的網絡安全，能夠支持PC端、移動端訪問，也支持微信訪問。系統(tǒng)界面如圖3 所示。

圖3 遠程監(jiān)控平臺界面圖

2.4.2 運維管理系統(tǒng)

運維管理系統(tǒng)基于遠程監(jiān)控系統(tǒng)建設，可以獲取系統(tǒng)的運行狀態(tài)數據，并統(tǒng)一用戶管理機制。運維管理系統(tǒng)具備系統(tǒng)內設備的生命周期管理功能，實現對設備全生命周期的追蹤管理；具備工單系統(tǒng)，實現對運維事件從設立、下發(fā)、執(zhí)行及審核等基于角色的層次化運維管理，業(yè)務流程如圖4 所示。

圖4 基于角色的層次化運維管理流程圖

3 工程實施

3.1 施工前溝通協(xié)調

施工前，建設單位和施工方必須與隧道業(yè)主單位和隧道管理所建立暢通的信息溝通渠道，將施工組織計劃、設備、人員進場安排等情況及時與隧道管理方溝通，并將工程實施中遇到的問題和工程進展情況及時通報，以便相互間掌握信息，及時根據工程進展情況做出相應的調整，保證施工安全、有序地進行。施工時，工程人員必須熟悉圖紙的各項內容和要求，對施工現場進行實地勘察，并對施工隊伍進行技術交底。

3.1.1 漏纜的安裝

漏纜又稱為泄漏電纜，其結構與普通的同軸電纜基本一致，由內導體、絕緣介質以及開有周期性槽孔的外導體三部分組成。電信號的能量通過電纜槽孔向外輻射，以達到向外傳播無線電波的目的。漏纜的信號覆蓋均勻，適合隧道等狹小空間的覆蓋。對于漏纜安裝的位置，在項目設計階段就需要和隧道管理方進行溝通，確定合理的安裝位置，以確保工程實施后能夠在隧道內獲得均勻穩(wěn)定的覆蓋場強。

在整個調頻廣播信號補點覆蓋工程中，漏纜施工是非常重要的環(huán)節(jié)。漏纜施工的質量在整個工程施工中尤為重要，不規(guī)范的施工會導致無線信號的功率損耗過大，甚至信號中斷。施工中，一定要避免出現漏纜扭曲、接頭密封防水處理不當、野蠻施工以及漏纜在地上長距離拖拉等現象[3]。

3.1.2 直放站的安裝

隧道內環(huán)境惡劣，大量灰塵嚴重威脅設備的安全運行。直放站選用主動式散熱、密封性良好的戶外專用設備[4]。隧道左右洞之間的橫洞是直放站理想的安裝位置，便于施工和設備的參數調整。直放站的安裝位置決定了隧道內是否可以合理規(guī)劃直放站的數量和漏纜的長度，同時提高覆蓋質量。直放站必須通過電源進行取電，直放站就近取電可以節(jié)約成本，同時可以避免因電源線過長導致輸入電壓過低的問題。

3.1.3 隧道管理處到隧道的管溝

合理利用管溝，可以提高資源的利用率。隧道覆蓋的光傳輸系統(tǒng)是利用光纖傳輸損耗小、布線方便、適合遠距離傳輸的特點，將光纜沿著隧道管理所到隧道之間的管溝進行敷設，將隧道廣播前端的信號傳送到隧道橫洞的直放站。

3.2 設備安裝與調試

3.2.1 隧道廣播前端信號源安裝

隧道廣播前端信號源是整個系統(tǒng)的關鍵設備。隧道廣播系統(tǒng)的信號源處理是根據設計要求對指定的節(jié)目內容進行接收和轉發(fā)。轉發(fā)輸出的信號不能對調頻頻帶外的其他頻段產生干擾。

3.2.2 功分器的安裝

對于橫洞互通的上行隧道和下行隧道，安裝在人行橫洞內的直放站，可以采用一分四功分方式，可以有效提高隧道覆蓋的場強均勻度。直放站安裝在人行橫洞內，也便于維護人員進行維護。

3.2.3 光纖直放站的安裝

光纖直放站具備完善的遠程監(jiān)控與管理功能，可以通過PC，PAD 及手機對設備進行監(jiān)控，并對設備的工作模式及參數進行配置。通過高效的遠程訪問，可以極大地減少現場調試時間，提升施工效率。而且，后臺技術人員可以在遠端直接協(xié)助現場施工人員進行調試，有效提升調試效率。

3.3 施工安全

隧道內施工需要占道作業(yè)。深圳的道路通行壓力特別大，為避免因施工造成道路擁堵和其他安全事故，確保道路安全暢通，熟悉交通部門占道作業(yè)的相關管理規(guī)定，如何進行封路作業(yè)是施工人員必須補的一課，這也是工程順利實施的保證。為了降低施工對車輛通行的影響，隧道施工一般選擇在夜間0∶00—5∶30 之間進行施工作業(yè)。

夜間封路時，需嚴格按照交通安全設施的設置規(guī)定進行作業(yè)。一般情況下，作業(yè)區(qū)分為預警區(qū)、上游過渡區(qū)、緩沖區(qū)、工作區(qū)、下游過渡區(qū)以及終止區(qū)六部分。

占道作業(yè)區(qū)時，為確保施工人員和車輛的安全，現場施工人員必須服從交警管理，施工開始和結束時必須及時與現場管理的交警進行溝通。施工人員進入施工現場必須穿反光背心，施工現場的照明、警告標志等安全防護設施嚴格按照相關規(guī)定進行設置，避免出現安全事故；工程車輛需要臨時?？吭诼芳鐣r，必須加放警示標志。嚴格的現場管理，才能最大限度地保證工程的順利實施。

3.4 施工效率

為了縮短隧道內覆蓋系統(tǒng)安裝與調試的工作時間，系統(tǒng)首先安裝調試遠程監(jiān)控與運維管理系統(tǒng)（包括移動端），這樣在后續(xù)的安裝工作中，技術人員可以借助網絡和移動終端安裝剩余子系統(tǒng)，有效地提升后續(xù)安裝調試的效率，大幅度降低道路與隧道內占道作業(yè)的時間。施工現場人員與后臺技術人員可以開展交叉作業(yè)，實現現場人員安裝與后臺技術人員調試設備并行作業(yè)。同時，采用這樣的施工方式，后臺技術人員發(fā)現問題后可以及時反饋給現場人員進行處理，大幅度降低占道作業(yè)時間。

3.5 廣播覆蓋測試

為了檢驗隧道覆蓋的實際效果，需要對隧道內播出的各頻率調頻廣播節(jié)目進行覆蓋場強測試，對收聽到的節(jié)目信號進行主觀評價。在測試時，使用無線電信號測試儀或場強測試儀器對隧道內進行逐點測試，并用收音機對主觀效果進行收測。

在實際驗收測試時，接收到的調頻廣播節(jié)目信號應該清晰、流暢。

受地形地貌影響，個別隧道前端的接收電平較低，在工程實施中，可以通過租用光纖解決前端信號接收質量問題。

3.6 工程資料管理

做好工程資料管理是整個項目驗收的重要內容。整個項目實施過程中的文件資料、工程施工檔案等必須及時地收集整理、妥善保管并做好歸檔管理。對技術資料、物資物料、驗收資料，按施工順序進行全過程監(jiān)督，保證施工資料的真實性和完整性[5]。

4 結語

調頻廣播信號在隧道內的覆蓋效果，與隧道的類型、隧道的長度等有關。隧道的長度對信源的選取、信號的覆蓋方式有重要的影響。公路隧道廣播信號補點覆蓋是一個系統(tǒng)性工程，在項目實施中會遇到很多實際問題，需要考慮的問題也比較多。除了制定技術方案，做好設備選型、施工組織等方面以外，熟悉交通部門相關的政策法規(guī)，了解行業(yè)的規(guī)范，做好跨行業(yè)的溝通協(xié)調等等，都是保證工程順利實施的重要環(huán)節(jié)。

隧道廣播信號補點覆蓋系統(tǒng)的建設，是城市應急廣播信息發(fā)布平臺建設的重要組成部分。在隧道內發(fā)生突發(fā)事件時，駕乘人員能夠通過車載收音機快速地獲取相關信息，在應急廣播的指引下有序撤離或等待救援，能夠滿足隧道管理人員應急指揮、調度的需要，是公路隧道應急管理處置手段不可或缺的選擇。

建議交通部門將隧道廣播補點覆蓋系統(tǒng)作為一個建設標準，納入隧道機電系統(tǒng)統(tǒng)籌規(guī)劃，預留隧道廣播接口，可以避免重復投資。同樣，地下停車場等封閉空間也應將廣播補點覆蓋系統(tǒng)作為一個建設標準一并考慮。