1、引言
TETRA是ETSI制定的一整套面向指挥调度无线通信的开放的国际标准,我国于2000年采纳为我国数字集群无线通信标准。它可在一个数字通信平台上提供语音调度、文字传输、数据传输和电话服务。TETRA由于其调度功能丰富、网络可用性高、应用开发面广,已经成为我国城市轨道交通无线列调的必选标准系统。
西安地铁2号线1期工程于2011年9月16日开通试运营。线路全长25公里,共包含21个车站。该线路无线列调系统采用摩托罗拉全套TETRA数字集群通信系统解决方案,包括交换控制中心、基站、调度台、固定台、车载台和手持终端。TETRA无线列调系统既为常态列调和各单位间联络使用,又兼顾应对突发事件故发生时的应急应用。
摩托罗拉TETRA系统(产品名称Dimetra IP)的内部数据交换和控制基于IP软交换平台。由于采用了最先进的成熟可靠的IP核心网络,Dimetra IP系统可靠性高,具备平滑的扩容能力,可随城市轨道交通各条线路建设逐步模块化扩容。Dimetra IP可按照城市轨道交通各线路的调度和管理体系划分话音和数据虚拟专网(VPN),为不同线路列调和管理适度保持独立性提供了安全保证。
2、西安地铁2号线无线列调系统结构
西安地铁2号线TETRA无线列调系统包括1套交换控制中心(MSO),23个双载频基站,6个调度台,1个网络管理终端,23个车站固定电台,44个机车车载电台和若干手持台组成,系统框图如图1所示。
交换控制中心设备(MSO)全部安装在1个标准19英寸宽机柜内。
基站采用新型基站(MTS),具有灵敏度高、功能强大、体积小、重量轻、功耗小的优特点。
3、西安地铁2号线无线调度的实现方式
西安地铁无线调度系统主要有以下三点需求:
(1)必须根据列车当前位置确定列车的归属调度台(正线调度台,车辆段调度台或者停车场调度台);
(2)必须采用功能号(车组号、司机号、车次号)呼叫机车台;
(3)必须保证行车调度员与列车司机通信的连续性。
针对调度需求,采用以下解决方案。
3.1 机车台调度区自动切换和位置信息显示
行车调度区分为正线调度区、车辆段调度区和停车场调度区,要求系统具有对不同调度区实施自动切换的能力 ATS提供的实时位置信息通过相应数据接口连接到调度台子系统的CAD服务器上,这样就可以实时跟踪列车位置信息,同时ATS提供的实时位置信息通过相应数据接口连接到调度台子系统的CAD服务器上,这样就可以实时跟踪列车位置信息,同时不断更新自己的数据库,并依据此信息将特定调度区的机车呼叫引导到其所属的调度台。各调度台也不断根据数据库的变化刷新自己实时界面上的当前在线车辆及其位置列表,使调度员只能呼叫本调度区段内的机车,同时司机也只能呼叫到当前所属区段的调度台,从而实现调度区的自动切换。
3.2 在调度台上用功能号呼叫机车电台
在典型的城市轨道交通类应用中,通常用到下列功能号:
(1)列车车次号;
(2)列车司机号;
(3)机车号(列车车组号)。
通常,机车都有自己固定的机车号(又称为列车车组号),机车车载台都有自己固定的识别号码,它们两个的对应关系是固定不变的。列车车次号、列车司机号和列车车组号之间的对应关系则是动态变化的。实现列车车次号与列车车组号之间的对应可以采用两种方式。一种方式是实时自动跟踪ATS系统输出的信息,其中包括列车位置信息及当前排定的列车车次号、司机号与机车号的对应关系信息。该相关信息可以引入调度台子系统的CAD服务器,可通过数据库操作进行自动映射,使车次号呼叫、司机号呼叫转换成机车电台号的呼叫。
下图是列车车次号通过机车号映射到机车电台号的方式示例。
当ATS信号出现故障时,系统不能再利用它所提供的信息自动实现功能号呼叫。这时可以采取以下备用手段实施功能号呼叫:
(1)列车司机出发前主动从机车台输入车次号、司机号并送给CAD 服务器。
(2)司机出发前发请求从车辆段调度台处分配一个相应的车次号。
3.3 行车调度员与列车司机之间通信的连续性
行车调度通信的畅通、快捷在地铁运营中是至关重要的。从设计着手,用以下措施可确保行车调度员与列车司机之间通信的连续性:
(1)越区切换不掉话:Dimetra IP系统采用基于3类通知型切换的更优化的越区切换解决方案,从而因此实现司机与调度之间的通话不中断。
(2)调度员与司机之间的通话设置成高优先级,并且具有预占优先的能力。
(3)系统信道资源设计具备足够的冗余度。
(4)在应用层利用出错重传机制确保数传在越区切换过程的可靠性。
4、小结
展望未来,TETRA数字集群系统伴随着轨道交通的飞速发展,也在不断增加面向指挥调度的业务的功能,并可以按照各行业用户的需要,实现多种方式二次开发应用。可以满足城市轨道交通各线路互连互通、资源共享。随着西安地铁建设的不断开展,地铁列调通信也将随地铁线路一道形成网络,使之成为常态下满足轨道交通通信调度管理的需求,确保列车安全、可靠、正点的运行,在应急处置时可以与公安、消防等网络可互通,实现协同指挥的畅通、快捷、可靠的指挥通信保障。
TETRA是ETSI制定的一整套面向指挥调度无线通信的开放的国际标准,我国于2000年采纳为我国数字集群无线通信标准。它可在一个数字通信平台上提供语音调度、文字传输、数据传输和电话服务。TETRA由于其调度功能丰富、网络可用性高、应用开发面广,已经成为我国城市轨道交通无线列调的必选标准系统。
西安地铁2号线1期工程于2011年9月16日开通试运营。线路全长25公里,共包含21个车站。该线路无线列调系统采用摩托罗拉全套TETRA数字集群通信系统解决方案,包括交换控制中心、基站、调度台、固定台、车载台和手持终端。TETRA无线列调系统既为常态列调和各单位间联络使用,又兼顾应对突发事件故发生时的应急应用。
摩托罗拉TETRA系统(产品名称Dimetra IP)的内部数据交换和控制基于IP软交换平台。由于采用了最先进的成熟可靠的IP核心网络,Dimetra IP系统可靠性高,具备平滑的扩容能力,可随城市轨道交通各条线路建设逐步模块化扩容。Dimetra IP可按照城市轨道交通各线路的调度和管理体系划分话音和数据虚拟专网(VPN),为不同线路列调和管理适度保持独立性提供了安全保证。
2、西安地铁2号线无线列调系统结构
西安地铁2号线TETRA无线列调系统包括1套交换控制中心(MSO),23个双载频基站,6个调度台,1个网络管理终端,23个车站固定电台,44个机车车载电台和若干手持台组成,系统框图如图1所示。
图1 西安地铁2号线(1期工程)TETRA无线列调系统框图
交换控制中心设备(MSO)全部安装在1个标准19英寸宽机柜内。
基站采用新型基站(MTS),具有灵敏度高、功能强大、体积小、重量轻、功耗小的优特点。
3、西安地铁2号线无线调度的实现方式
西安地铁无线调度系统主要有以下三点需求:
(1)必须根据列车当前位置确定列车的归属调度台(正线调度台,车辆段调度台或者停车场调度台);
(2)必须采用功能号(车组号、司机号、车次号)呼叫机车台;
(3)必须保证行车调度员与列车司机通信的连续性。
针对调度需求,采用以下解决方案。
3.1 机车台调度区自动切换和位置信息显示
行车调度区分为正线调度区、车辆段调度区和停车场调度区,要求系统具有对不同调度区实施自动切换的能力 ATS提供的实时位置信息通过相应数据接口连接到调度台子系统的CAD服务器上,这样就可以实时跟踪列车位置信息,同时ATS提供的实时位置信息通过相应数据接口连接到调度台子系统的CAD服务器上,这样就可以实时跟踪列车位置信息,同时不断更新自己的数据库,并依据此信息将特定调度区的机车呼叫引导到其所属的调度台。各调度台也不断根据数据库的变化刷新自己实时界面上的当前在线车辆及其位置列表,使调度员只能呼叫本调度区段内的机车,同时司机也只能呼叫到当前所属区段的调度台,从而实现调度区的自动切换。
3.2 在调度台上用功能号呼叫机车电台
在典型的城市轨道交通类应用中,通常用到下列功能号:
(1)列车车次号;
(2)列车司机号;
(3)机车号(列车车组号)。
通常,机车都有自己固定的机车号(又称为列车车组号),机车车载台都有自己固定的识别号码,它们两个的对应关系是固定不变的。列车车次号、列车司机号和列车车组号之间的对应关系则是动态变化的。实现列车车次号与列车车组号之间的对应可以采用两种方式。一种方式是实时自动跟踪ATS系统输出的信息,其中包括列车位置信息及当前排定的列车车次号、司机号与机车号的对应关系信息。该相关信息可以引入调度台子系统的CAD服务器,可通过数据库操作进行自动映射,使车次号呼叫、司机号呼叫转换成机车电台号的呼叫。
下图是列车车次号通过机车号映射到机车电台号的方式示例。
当ATS信号出现故障时,系统不能再利用它所提供的信息自动实现功能号呼叫。这时可以采取以下备用手段实施功能号呼叫:
(1)列车司机出发前主动从机车台输入车次号、司机号并送给CAD 服务器。
(2)司机出发前发请求从车辆段调度台处分配一个相应的车次号。
3.3 行车调度员与列车司机之间通信的连续性
行车调度通信的畅通、快捷在地铁运营中是至关重要的。从设计着手,用以下措施可确保行车调度员与列车司机之间通信的连续性:
(1)越区切换不掉话:Dimetra IP系统采用基于3类通知型切换的更优化的越区切换解决方案,从而因此实现司机与调度之间的通话不中断。
(2)调度员与司机之间的通话设置成高优先级,并且具有预占优先的能力。
(3)系统信道资源设计具备足够的冗余度。
(4)在应用层利用出错重传机制确保数传在越区切换过程的可靠性。
4、小结
展望未来,TETRA数字集群系统伴随着轨道交通的飞速发展,也在不断增加面向指挥调度的业务的功能,并可以按照各行业用户的需要,实现多种方式二次开发应用。可以满足城市轨道交通各线路互连互通、资源共享。随着西安地铁建设的不断开展,地铁列调通信也将随地铁线路一道形成网络,使之成为常态下满足轨道交通通信调度管理的需求,确保列车安全、可靠、正点的运行,在应急处置时可以与公安、消防等网络可互通,实现协同指挥的畅通、快捷、可靠的指挥通信保障。