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城市軌道交通車地?zé)o線通信的應(yīng)用

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城市軌道交通車地?zé)o線通信的應(yīng)用

一、城市軌道交通車無線通信應(yīng)用要求

以地鐵的無線通信需求為依據(jù),可具體分為數(shù)據(jù)、語音、服務(wù)、控制、安全等類的信息。城市軌道交通車地?zé)o線通信的應(yīng)用要求可概括為如下幾點:

(1)要求擁有大帶寬的傳輸能力,可順利完成各種語音以及視頻業(yè)務(wù),更好地適應(yīng)地鐵系統(tǒng)的帶寬需求,劃分各種等級的業(yè)務(wù),體現(xiàn)出信息傳輸?shù)倪x擇性,即是主次分明。

(2)擁有高速移動性,目前我國的地鐵時速大約為80km/h,要求車地?zé)o線通信可滿足在此時速之下的穩(wěn)定傳輸需求,同時要求其具備足夠的發(fā)展余地,可滿足日后地鐵時速高達120km/h的傳輸需求。具備一定的先進性,保證其核心技術(shù)在未來的30年之間不會被完全淘汰,系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化鮮明,滿足相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn),適應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展需求。

(3)具有高度的可實施性,適應(yīng)高架、隧道、軌道交通地下等特殊場合的實施需求,預(yù)留后期工程系統(tǒng)擴容的余地。

二、城市軌道交通車地?zé)o線通信應(yīng)用的系統(tǒng)方案

1總體方案

該系統(tǒng)采用的是TD-LTE系設(shè)備,以4級架構(gòu)的形式進行設(shè)置,分別是中心級、車站級、區(qū)間級、車輛級。其中,中心級擔(dān)任TD-LTE核心網(wǎng)設(shè)備角色,車站級是BBU設(shè)備,區(qū)間級是RRU設(shè)備,車輛級則是TAU設(shè)備。在區(qū)間覆蓋方面,該系統(tǒng)采用的是合路方式,即是區(qū)間覆蓋結(jié)合民用通信區(qū)間漏泄電纜,有助于擴大TD-LTE車地?zé)o線信號在隧道區(qū)間內(nèi)的覆蓋率。

2控制中心方案

在控制中心設(shè)置一套網(wǎng)管設(shè)備以及TD-LTE核心網(wǎng),以乘客信息系統(tǒng)核心交換機連接,依靠專屬的通信傳輸系統(tǒng)所提供的以太網(wǎng)(ethernet)通道實現(xiàn)與各個車站的BBU相互連接。同時連接控制中心FAS、控制中心PIS的心互聯(lián)接口,車輛內(nèi)的全部FAS信息與檢測信息均通過TD-LTE車地?zé)o線通信系統(tǒng)傳輸?shù)娇刂浦行暮诵木W(wǎng)之上,隨后再通過PIS實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā),傳輸至車輛維修中心以及控制中心FAS。

3車站與隧道方案

車站乘客信息系統(tǒng)跟數(shù)據(jù)交換機相互連接,同時在車站內(nèi)設(shè)置一套BBU設(shè)備,以光纖為連接載體,實現(xiàn)與區(qū)間RRU的相互連接。RRU的主要作用是接收車輛TAU信息,隨后再經(jīng)過車站BBU乘客信息系統(tǒng)以及專用通信傳輸系統(tǒng),將所接收的車輛TAU信息傳輸?shù)娇刂浦行闹稀⒑下菲髟O(shè)備設(shè)置在隧道之內(nèi),整合TD-LTE車地?zé)o線信號與各個電信運營商的無線信號,隨后饋入?yún)^(qū)間民用漏泄電纜之內(nèi),實現(xiàn)無線信號傳輸,以期覆蓋整個區(qū)間。

4車載與車輛段方案

將兩套TAU設(shè)備分別安裝在列車的兩端司機室,并且在車頂?shù)奈恢眉友b一套TAU天線設(shè)備,連接車輛控制總線、車載乘客信息系統(tǒng)、車載視頻等。在此基礎(chǔ)下,車輛的全部信息,包括檢測信息、視頻畫面等均可實現(xiàn)上傳至控制終端,同時接收PIS的多媒體播放信息。針對全部的車輛段均設(shè)置天饋系統(tǒng)、BBU、RRU,以期將整個地面場區(qū)進行覆蓋,包括運用檢修庫、出入段線等。

三、城市軌道交通車地?zé)o線通信的應(yīng)用測試

(1)RRC建立成功率。進行信號業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的測試,包括TAU與RRC的連接成功率,經(jīng)測試,RRC建立成功率為100%。

(2)ERAB建立成功率。對ERAB與TAU的建立成功率進行測試,經(jīng)測試,ERAB建立成功率為100%。

(3)切換成功率測試。計算總切換的次數(shù)與成功的次數(shù)比值,>97%視為正常,經(jīng)測試,在列車運動的狀態(tài)下,切換成功率達到98%以上。

(4)單用戶上行吞吐率測試。經(jīng)測試,單用戶上行吞吐率最小為6.5Mbit/s,最大為8.2Mbit/s,平均為7.4Mbit/s。

(5)單用戶下行吞吐率測試。經(jīng)測試,單用戶行吞吐率最小為6.1Mbit/s,最大為13Mbit/s,平均為8.5Mbit/s。

(6)切換時延測試。所謂的切換時延,即是在進行切換操作的過程當(dāng)中,移動臺切換至通信鏈路的所需時間,控制面的合理切換時延為50ms,而用戶面則是控制面的兩倍左右。

四、結(jié)語

綜上所述,TD-LTE技術(shù)在城市軌道交通專網(wǎng)當(dāng)中具有高度的應(yīng)用價值,克服了地鐵的電磁環(huán)境,實現(xiàn)了大帶寬傳輸以及高速移動的重要目的,完成了多業(yè)務(wù)承載,有助于搭建可靠的地鐵車地?zé)o線通信傳輸平臺。當(dāng)前,TD-LTE技術(shù)已經(jīng)突破了支持集群調(diào)度通信系統(tǒng)的技術(shù)難關(guān),因此,TETRA被TD-LTE技術(shù)所取代是大勢所趨,有助于打破地鐵內(nèi)部各個系統(tǒng)之間所存在的連接障礙,促進資源整合,以期全面提高我國城市軌道交通車地?zé)o線通信的應(yīng)用水平。

作者:楊粹 單位:中鐵電氣化局集團有限公司城鐵公司西南分公司