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摘要：文章主要針對地鐵專用無線通信系統(tǒng)的構建問題進行重點研究，提出一種基于4g技術支持的地鐵專用無線通信系統(tǒng)。首先，針對現(xiàn)階段地鐵專用無線通信系統(tǒng)架構與實際功能進行分析與概述。其次，聯(lián)合4G技術構建基于4G技術的地鐵專用無線通信系統(tǒng)，實現(xiàn)地鐵專用無線通信系統(tǒng)的語音、數(shù)據(jù)以及視頻等業(yè)務功能，夯實地鐵專用無線通信系統(tǒng)的通信質量。最后，總結與歸納基于4G技術支持的地鐵專用無線通信系統(tǒng)的應用優(yōu)勢及效果，以供參考。

關鍵詞：地鐵；專用無線通信系統(tǒng)；4G；解決方案

目前，國內無線通信運營商已經全面進入4G時代。以4G技術為首的無線通信技術實現(xiàn)大規(guī)模商用發(fā)展，成為我國各行業(yè)領域廣泛應用的無線通信技術。結合實際應用情況來看，4G技術區(qū)別于傳統(tǒng)3G技術以及2G技術，在數(shù)據(jù)處理能力方面實現(xiàn)高寬帶數(shù)據(jù)處理要求，可以提供語音、數(shù)據(jù)以及視頻等信息傳送業(yè)務功能，徹底解決以往通信信號不佳、通信效果不好的問題。并且在某些層面上，有效消除了傳統(tǒng)通信方式的距離感，如用戶可以利用語音通話或者視頻通話等業(yè)務功能實現(xiàn)面對面交流。鑒于4G通信網絡的高效性，地鐵行業(yè)選擇將4G技術應用于地鐵專用無線通信系統(tǒng)當中，以期規(guī)避以往信號傳輸效率不高以及運營效果不佳的問題。

1地鐵專用無線通信系統(tǒng)基本架構內容與主要功能

當前，地鐵專用無線通信系統(tǒng)主要經由運營管理人員全權負責、由調度管理人員與列車司乘人員輔助管理。目的在于通過提供語音通信等業(yè)務，確保列車行車安全，屬于地鐵不可或缺的關鍵設備之一。一般來說，地鐵專用無線通信系統(tǒng)基本架構主要以無線基站、核心交換機等設施為主[1]。其中，調度管理往往需要借助專用無線通信系統(tǒng)才能夠實現(xiàn)對地鐵的運行進行指揮和管理，例如調度人員向列車下達通信指令等內容都可以與信號系統(tǒng)形成“人機聯(lián)控”體系，為地鐵運行提供安全保障。最重要的是，地鐵專用無線通信系統(tǒng)包含的各子系統(tǒng)都可以利用調度功能，實現(xiàn)對車輛段、停車場以及站務等方面的調度通信管理。1.1地鐵專用無線通信系統(tǒng)的基本架構內容。地鐵專用無線通信系統(tǒng)主要以子系統(tǒng)結構與網絡結構組成。其中，子系統(tǒng)結構包括行車調度無線通信子系統(tǒng)、車輛段/停車場無線通信子系統(tǒng)以及維修調度無線通信子系統(tǒng)等為主，通過集中管控各子系統(tǒng)結構，進一步優(yōu)化地鐵專用無線通信系統(tǒng)的運行質量，為地鐵運行提供安全保障。網絡結構主要以網絡基礎設施、移動臺以及調度臺等為主。網絡基礎設施一般多由中心交換控制器、歸屬未知寄存器以及網絡設備等基礎設施組成，主要通過在控制中心設置調度服務器的方式實現(xiàn)對ATS信號的接收與管理，確保管理調度臺的應用效果。與此同時，基站與交換機之間會利用總線型連接方式與以太網通道進行互連，實現(xiàn)控制管理要求[2]。1.2地鐵專用無線通信系統(tǒng)的主要功能分析。地鐵專用無線通信系統(tǒng)在實際運行過程中，集中體現(xiàn)為實現(xiàn)調度臺與固定電臺通訊、行車調度臺與正線運行的列車車載電臺通訊以及車輛段調度臺與車輛段范圍內的列車車載電臺通訊等功能?？梢哉f，通過應用地鐵專用無線通信系統(tǒng)基本上可以保持各大調度臺與對應列車車載臺不間斷通話的基本功能，大體上規(guī)避傳統(tǒng)通信系統(tǒng)信號質量不佳的問題。除此之外，調度臺與無線用戶、有線用戶之間也可以經由調度員轉接處理實現(xiàn)通話功能。足以見得，地鐵專用無線通信系統(tǒng)對于列車運行效果與效率起到了促進作用。再加上無線通信技術的不斷發(fā)展，各種新興通信技術逐漸應用到地鐵專用無線通信系統(tǒng)當中，進一步加強了各大調度臺與對應機車車載臺的通訊質量，無疑是為列車行車效率與安全提供了保障[3]。

24G技術支持的地鐵專用無線通信系統(tǒng)

2.14G技術網絡架構。當前，地鐵通信行業(yè)主張利用4G技術優(yōu)化專用無線通信系統(tǒng)性能，確保列車行車安全。一般來說，基于4G技術支持的地鐵專用無線通信系統(tǒng)在網絡架構選擇方面，通常以基于4G技術的基站eNodeB、MME核心網、SAE-GW以及網管等設備為主要架構形式。2.2使用VOLTE核心交換機，實現(xiàn)交換功能新增的VOLTE核心交換機通過實現(xiàn)與4G核心網的連接。功能，側面實現(xiàn)與SAE-GW的連接功能。對于地鐵專用無線通信系統(tǒng)而言，通過采用SIP協(xié)議處理信令，基本上可以形成以eNodeB-SAEGW-VOLTE核心交換機體系為主的信令流程。其中，語音媒體流通過eNodeB之間的X2接口承載實現(xiàn)信令流程。需要注意的是，VOLTE核心交換機需要結合語音通信功能才能夠維持地鐵正常運行效果。究其原因，主要是因為調度臺與車載臺通話、行車調度臺與正線運行的列車車載電臺通訊往往需要借助VOLTE核心交換機實現(xiàn)通話交流功能。最重要的是，VOLTE核心交換機側面實現(xiàn)通話組劃分功能，主要根據(jù)用戶實際需求實現(xiàn)自行編制功能[4]。其中，通話語音質量QOS主要通過利用4G技術確保整體通信質量。且對于不同的QOS保障往往可以借助不同的EPS承載予以實現(xiàn)，如劃分GBR與Non-GBR。根據(jù)實際運行情況來看，LTE體系擁有9種不同的QCI，且各個QCI分別作用于不同VOLTE業(yè)務當中，如QCI1、QCI2、QCI5主要作用于VOLTE主體業(yè)務當中，而像QCI8或者QCI9多作用于普通數(shù)據(jù)業(yè)務當中。需要注意的是，對于行車調度通話而言，若想滿足通話實時性要求，最好采用QCI3。究其原因，主要是因為QCI3時延通常不超過50毫秒，能夠最大限度地加強行車調度通話之間的高效性與質量性。2.3對移動臺、固定臺的通訊要求?，F(xiàn)階段，電信運營商已經實現(xiàn)4G技術大規(guī)模應用要求，并且隨著4G技術的不斷成熟，與支持4G與VOLTE相關的手機技術也得到進一步發(fā)展，且接近成熟發(fā)展階段。針對于此，地鐵通信行業(yè)明確要求移動臺與固定臺必須支持4G與VOLTE功能，實現(xiàn)兼容通訊效果[5]。2.4組網方式。4G基站與核心網之間必須按照總線型處理要求進行合理連接，最好采取以太網通道連接方式實現(xiàn)組網構建要求，目的在于夯實地鐵專用無線通信系統(tǒng)的運行質量，確保通訊數(shù)據(jù)準確無誤。

3基于4G技術的地鐵專用無線通信系統(tǒng)的應用優(yōu)勢分析

3.1呼叫建立時間短VOLTE用戶的呼叫建立速度一般要比傳統(tǒng)GMS無線通信系統(tǒng)高效得多，比較利于地鐵通話效率方面的提升，且語音通話質量普遍較強。另外，基于4G技術的VOLTE用戶可以結合AMR編碼技術，解決傳統(tǒng)GMS無線通話易被其他因素干擾的問題。另外，4G核心網的數(shù)據(jù)處理能力與QOS技術一般多建立在調度需求之上，根據(jù)不同業(yè)務類型，提供對應的優(yōu)化服務。最重要的是，優(yōu)先保障行調、滿足緊急通話要求，為列車行車安全提供保障[6]。3.2統(tǒng)籌發(fā)展語音、數(shù)據(jù)以及視頻等多種業(yè)務類型4G通信網絡兼顧語音、數(shù)據(jù)、視頻等多項業(yè)務，在廣播、視頻監(jiān)控以及公務電話等方面均可以利用4G技術實現(xiàn)相關功能。如簡化網絡結構、優(yōu)化資源使用效果等。至關重要的是，4G通信網絡可以將傳統(tǒng)通信系統(tǒng)分為多個子系統(tǒng)進行處理，如結合4G技術同時架設多個服務器，基本上可以實現(xiàn)通信系統(tǒng)資源共享、實時交互的運行要求，更好地為地鐵安全運營提供服務。

4關于優(yōu)化

4G地鐵專用無線通信系統(tǒng)運行管理的相關建議為統(tǒng)一鐵路列車調度管理，促進列車調度工作朝向規(guī)范化、標準化方向駛進，鐵路部門明確要求列車調度管理人員必須加強列車調度管理的組織和指揮能力，為列車運行安全提供保障。對于地鐵列車運行而言，若想確保調度管理效果，往往需要立足于地鐵無線通信系統(tǒng)功能實行調度管理方案[7]。一般來說，主要針對行車調度無線通信子系統(tǒng)、車輛段和停車場無線通信子系統(tǒng)以及維修調度無線通信子系統(tǒng)等調度管理工作而言，通過集中管控，確保地鐵列車運行質量，防止安全事故。針對于此，本人主要結合相關經驗，提出關于優(yōu)化4G地鐵專用無線通信系統(tǒng)運行管理的相關建議，以供參考。首先地鐵列車各級調度人員必須努力學習有關4G地鐵專用無線通信系統(tǒng)運行管理的技能知識，樹立安全管理意識，始終堅持實事求是原則，嚴格貫徹與落實各項工作內容。根據(jù)列車運行狀態(tài)開展相關調度管理作業(yè)，確保列車運行安全。對于行車調度通話而言，必須滿足服務質量等級QCI3，以期最大限度地加強行車調度通話之間的高效性與質量性。最后運營管理人員必須肩負起對地鐵專用無線通信系統(tǒng)運行問題的管理重任。與此同時，調度管理人員與列車司乘人員也必須強化自身的主體責任，強化輔助管理效果。根據(jù)列車實際情況，提供合理的語音通信業(yè)務，確保列車行車安全。在無線基站、核心交換機等地鐵專用無線通信系統(tǒng)基本設施的管理方面，必須實行定期檢查工作，杜絕止運行故障問題。

5結語

現(xiàn)階段，對于地鐵通信事業(yè)而言，地鐵無線通信系統(tǒng)的通訊質量、發(fā)展狀況等問題往往可以視為影響我國地鐵通信事業(yè)建設效果的關鍵因素。傳統(tǒng)地鐵無線通信系統(tǒng)無論是通訊質量，還是信號傳輸速率，均存在較多不足，無法滿足地鐵通信事業(yè)的發(fā)展要求。而基于4G技術支持的地鐵專用無線通信系統(tǒng)可以有效的提高地鐵專用無線通信系統(tǒng)的通訊質量和信號傳輸效率，有利于地鐵通信事業(yè)的進一步發(fā)展。另外，基于4G技術支持的地鐵專用無線通信系統(tǒng)能有效的實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)以及視頻等信息的傳送功能，無疑是為提高地鐵運行效率提供了強有力的技術保障。

參考文獻：

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[7]趙曉蓉,胥智鵬.城市軌道交通無線通信專網綜合平臺構建探討[J].鐵路通信信號工程技術,2018,15(05):53-57.

作者:侯苗苗 單位:中鐵開發(fā)投資集團有限公司