淺析城市軌道通信系統總體構成

　　論文關(guān)鍵字：城市軌道　通信系統　總體構成

　　論文摘要：城市軌道交通通信系統的任務(wù)是建立一個(gè)視聽(tīng)鏈路網(wǎng)，提高現代化管理水平和傳遞語(yǔ)音、數據、圖像及文字等各種信息。為了保障軌道交通安全高效地運營(yíng)，軌道交通通信系統主要從兩方面作了改進(jìn)。一方面擴充完善了一些新的功能模塊，如通信綜合網(wǎng)絡(luò )管理系統;另一方面對一些傳統模塊采用新的技術(shù)，使它們的性能得到改進(jìn)。系統主要由傳輸系統、公務(wù)電話(huà)系統、專(zhuān)用電話(huà)系統、無(wú)線(xiàn)通信系統、廣播系統、時(shí)鐘系統、視頻監控系統、乘客信息系統、電源及接地系統、通信綜合網(wǎng)絡(luò )管理系統等子系統組成。

　　1.傳輸系統

　　傳輸系統是最重要的子系統，在進(jìn)行總體方案及系統容量設計時(shí)，應考慮近期建設和遠期發(fā)展的需求，確保系統性能可靠，容量可擴，系統構建相對靈活。

　　為了滿(mǎn)足軌道交通信號、電力監控、防災、環(huán)境及設備監控、自動(dòng)售檢票及語(yǔ)音等多種業(yè)務(wù)信息傳輸的需要，傳輸系統采用以光遷通信為主的傳輸介質(zhì)。傳輸網(wǎng)絡(luò )的邏輯拓撲結構采用雙環(huán)結構，從而保證系統在故障情況下仍可提供更好的系統恢復能力，提高網(wǎng)絡(luò )運行的可靠性。網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)及用戶(hù)接口模塊是用戶(hù)接入網(wǎng)絡(luò )的唯一途徑。用戶(hù)端的信息經(jīng)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)實(shí)現上傳下載。由于信息的多樣性，系統可為用戶(hù)提供豐富的接口類(lèi)型。傳輸設備的網(wǎng)絡(luò )管理系統采用成熟的操作系統，功能強大，界面友好，操作人員可輕松完成對網(wǎng)絡(luò )的配置、管理及維護工作。

　　2.公務(wù)電話(huà)系統

　　軌道交通公務(wù)電話(huà)系統是作為專(zhuān)網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )構建的，由程控交換機、電話(huà)機及附屬設備組成。公務(wù)電話(huà)系統與公用電話(huà)網(wǎng)的連接方式采用全自動(dòng)呼出、呼入方式，通過(guò)2M 數字中繼電路工作。電話(huà)號碼納入本地公用電話(huà)網(wǎng)統一編號。系統功能主要包括：電話(huà)交換功能、計費功能、非話(huà)業(yè)務(wù)功能(包括數據、傳真等非話(huà)業(yè)務(wù))、復原控制方式功能、號碼存儲和譯碼功能、電路選擇和釋放功能、新業(yè)務(wù)功能(包括縮位撥號、熱線(xiàn)服務(wù)、呼叫限制、三方通話(huà)、呼叫轉移、強拆/強插等新功能)、維護管理功能、過(guò)壓過(guò)流保護與抗干擾功能。

　　3.專(zhuān)用電話(huà)系統

　　專(zhuān)用電話(huà)系統是為運營(yíng)組織、電力供應、設備維護和防災救護提供有效通信手段的重要通信系統。該系統主要由調度總機、調度臺、調度分機組成，并通過(guò)傳輸系統連接而成。調度總機是調度電話(huà)子系統的核心部分，由具有交換功能的交換機或交換模塊組成。調度臺設在控制中心，是調度業(yè)務(wù)的操作控制臺。調度分機為普通電話(huà)機，與總機通過(guò)傳輸系統提供的點(diǎn)對點(diǎn)專(zhuān)用音頻話(huà)路連接。

　　實(shí)際應用中的系統主要功能包括：通話(huà)功能、選叫功能(即調度臺對分機進(jìn)行單呼、組呼、全呼及分機對調度臺進(jìn)行一般呼叫或緊急呼叫)、會(huì )議功能、錄音功能、維護管理功能。

　　4.無(wú)線(xiàn)通信系統

　　無(wú)線(xiàn)通信系統是為控制中心調度員、車(chē)輛基地調度員、車(chē)站值班員等固定用戶(hù)與列車(chē)司機、防災、維修、公安等移動(dòng)用戶(hù)之間提供通信手段的專(zhuān)用系統。無(wú)線(xiàn)通信系統采用有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)相結合的傳輸方式。中心無(wú)線(xiàn)設備通過(guò)傳輸系統與車(chē)站、車(chē)輛基地的無(wú)線(xiàn)基站連接，各基站通過(guò)天線(xiàn)空間波傳播或經(jīng)漏纜的輻射構成與移動(dòng)臺的通信。無(wú)線(xiàn)通信系統根據運營(yíng)管理需要分別設置了行車(chē)調度、防災調度、綜合維修、車(chē)輛基地調度等系統。系統具有單呼、組呼、全呼、緊急呼叫、呼叫優(yōu)先級權限設置等調度通信功能，并具有錄音、存儲、監測等功能。

　　5.視頻監控系統

　　該系統為運營(yíng)相關(guān)人員提供有關(guān)列車(chē)運行、防災救災及乘客疏導等方面的視頻信息。系統由車(chē)站本地監視系統、控制中心遠程監視系統、遠程多路信號傳輸系統以及多媒體網(wǎng)絡(luò )管理終端組成。系統具有監視、控制優(yōu)先級、循環(huán)顯示、任意定格與鎖閉、圖像選擇、實(shí)時(shí)錄像、攝像范圍控制、字符疊加等功能。

　　視頻信號遠距離傳輸采用數字傳輸方式，本地視頻傳輸信號采用視頻同軸電纜傳輸。車(chē)站與控制中心的視頻和控制信號通過(guò)傳輸系統進(jìn)行傳輸，同一時(shí)刻同時(shí)上傳至控制中心的數字視頻信號路數僅與控制中心需同時(shí)顯示的路數有關(guān)，與前端攝像機數量無(wú)關(guān)。所以在控制中心不需設置大容量視頻交換矩陣和傳輸設備，系統結構簡(jiǎn)單。

　　6.廣播系統

　　廣播系統是城市軌道交通行車(chē)組織的必要手段，一方面對乘客進(jìn)行廣播，通知相關(guān)乘車(chē)信息;一方面又是事故搶險，組織指揮的防災廣播;此外還可以通過(guò)廣播對運營(yíng)人員發(fā)布有關(guān)信息，以便協(xié)同配合工作。

　　該系統采用模塊化設計、總線(xiàn)式結構，由車(chē)站級、中心級和列車(chē)廣播設備組成。具有中心廣播、車(chē)站廣播、預存廣播信息、自動(dòng)音量調節、自動(dòng)音頻測試和遠程控制等功能。系統采用中心廣播和車(chē)站廣播兩級控制方式，控制中心的智能廣播臺輸出的音頻信號和控制信號，通過(guò)高品質(zhì)語(yǔ)音卡提供的RS422 通道，經(jīng)傳輸系統傳輸到各站，再通過(guò)語(yǔ)音卡連接到車(chē)站廣播設備，從而實(shí)現控制中心的遠程廣播組織和指揮。

　　7.乘客信息系統

　　該系統主要由信息管理系統和終端乘客信息顯示屏組成，乘客信息通過(guò)傳輸系統傳輸。在全線(xiàn)各車(chē)站及車(chē)輛客室內設置乘客信息顯示屏，顯示列車(chē)到、發(fā)、乘車(chē)須知、時(shí)事新聞等各鐘乘客信息，并在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)具有報警聯(lián)動(dòng)功能，顯示相關(guān)報警信息。

　　8.時(shí)鐘系統

　　為保證軌道交通運營(yíng)準時(shí)服務(wù)乘客、統一全線(xiàn)設備標準時(shí)間，提供統一定時(shí)信號，設置了時(shí)鐘系統。該系統采用GPS(全球衛星定位系統)標準時(shí)間信息，由GPS 標準時(shí)鐘信號接收單元、中心一級母鐘、監控設備、二級母鐘及子鐘組成。系統設置數字同步設備，一級母鐘接受外部GPS 基準信號并對一級母鐘進(jìn)行校準，一級母鐘定時(shí)向二級母鐘、控制中心的子鐘及其他需提供統一時(shí)間信息的各系統發(fā)送時(shí)間編碼信號用以校準;二級母鐘產(chǎn)生時(shí)間信號提供本站的子鐘。母鐘具有萬(wàn)年歷功能并具有年、月、日、時(shí)、分、秒輸出與顯示。子鐘能顯示時(shí)、分、秒。自身時(shí)間精度，一級母鐘在10-7 以上，二級母鐘在10-6 以上。一級母鐘、二級母鐘配置數字式多路輸出接口，以便向其他各系統提供定時(shí)信號。

　　9.電源及接地系統

　　通信設備供電應采用一級負荷，電源系統應對通信設備提供不間斷、電壓及頻率相對穩定的供電，并具有集中監控管理功能。

　　不間斷電源系統(簡(jiǎn)稱(chēng)UPS)一般分為UPS 機柜和蓄電池兩部分，可采用離線(xiàn)式UPS 系統或在線(xiàn)式UPS 系統。離線(xiàn)式UPS 系統平時(shí)由市電直接向負載供電，市電故障時(shí)瞬時(shí)切換到由逆變器供電(實(shí)用于對供電穩定性要求不高的設備供電);在線(xiàn)式UPS 系統由市電經(jīng)整流逆變后再向負載供電，市電故障時(shí)，改由蓄電池—逆變器方式向負載供電，這種方式較前一種方式供電更加穩定。UPS 系統包含正常工作模式、蓄電池工作模式、靜態(tài)旁路模式和手動(dòng)旁路工作模式四種工作模式。

　　接地系統設計應做到確保人身、通信設備安全和通信設備正常工作。通信設備采用綜合接地方式，綜合接地電阻值要求不大于1Ω，分設室外接地體的保護接地及防雷接地的電阻值要求不大于10Ω。

　　10.通信綜合網(wǎng)絡(luò )管理系統

　　為實(shí)現通信各子系統的集中管理、維護和故障監測，以便實(shí)現故障的快速定位，為盡快修復故障提供可能，軌道交通通信系統專(zhuān)門(mén)構建了綜合網(wǎng)絡(luò )管理系統。該系統可對傳輸系統、無(wú)線(xiàn)通信系統、電話(huà)系統、廣播系統、視頻監控系統以及網(wǎng)絡(luò )管理系統自身進(jìn)行監控管理。

　　該系統硬件部分主要由用于收集、處理信息的遠程終端和位于控制中心的監控終端組成�？删幊踢壿嬁刂破�(簡(jiǎn)稱(chēng)PLC)是構成遠程終端和監控終端的核心元件，實(shí)現數據的采集、分析和處理等功能。系統的遠程連接及數據傳輸仍然由傳輸系統來(lái)實(shí)現。軟件部分包括應用于PLC 的軟件和應用于監控終端的軟件。監控終端軟件采用可視化圖形界面，界面直觀(guān)清晰、簡(jiǎn)單明了、操作簡(jiǎn)單、數據記錄詳細、便于查找

　　11 結束語(yǔ)

　　隨著(zhù)城市軌道交通建設及通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種應用于城市軌道交通運營(yíng)的通信技術(shù)和應用方式也在不斷發(fā)展，出現了很多滿(mǎn)足各種不同應用需求的新技術(shù)、新模式。軌道交通在對功能需求進(jìn)行分析的基礎上，結合自身實(shí)際情況，選擇了合適的通信系統模式。通過(guò)這幾年的運營(yíng)效果來(lái)看，通信系統在提高運營(yíng)工作效率和服務(wù)水平上發(fā)揮了重要的作用。

　　參考文獻

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