試論城市軌道通訊系統總體構成

　　摘要：城市軌道交通通訊系統的任務是建立一個視聽鏈路網，提高現代化管理水平和傳遞語音、資料、影象及文字等各種資訊。為了保障軌道交通安全高效地運營，軌道交通通訊系統主要從兩方面作了改進。一方面擴充完善了一些新的功能模組，如通訊綜合網路管理系統;另一方面對一些傳統模組採用新的技術，使它們的效能得到改進。系統主要由傳輸系統、公務電話系統、專用電話系統、無線通訊系統、廣播系統、時鐘系統、視訊監控系統、乘客資訊系統、電源及接地系統、通訊綜合網路管理系統等子系統組成。

　　關鍵字：城市軌道　通訊系統　總體構成

　　1.傳輸系統

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

　　為了滿足軌道交通訊號、電力監控、防災、環境及裝置監控、自動售檢票及語音等多種業務資訊傳輸的需要，傳輸系統採用以光遷通訊為主的傳輸介質。傳輸網路的邏輯拓撲結構採用雙環結構，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，提高網路執行的可靠性。網路節點及使用者介面模組是使用者接入網路的唯一途徑。使用者端的資訊經網路節點實現上傳下載。由於資訊的多樣性，系統可為使用者提供豐富的介面型別。傳輸裝置的網路管理系統採用成熟的作業系統，功能強大，介面友好，操作人員可輕鬆完成對網路的配置、管理及維護工作。

　　2.公務電話系統

　　軌道交通公務電話系統是作為專網進行網路構建的，由程控交換機、電話機及附屬裝置組成。公務電話系統與公用電話網的連線方式採用全自動撥出、呼入方式，通過2M 數字中繼電路工作。電話號碼納入本地公用電話網統一編號。系統功能主要包括：電話交換功能、計費功能、非話業務功能***包括資料、傳真等非話業務***、復原控制方式功能、號碼儲存和譯碼功能、電路選擇和釋放功能、新業務功能***包括縮位撥號、熱線服務、呼叫限制、三方通話、來電轉駁、***/強插等新功能***、維護管理功能、過壓過流保護與抗干擾功能。

　　3.專用電話系統

　　專用電話系統是為運營組織、電力供應、裝置維護和防災救護提供有效通訊手段的重要通訊系統。該系統主要由排程總機、排程臺、排程分機組成，並通過傳輸系統連線而成。排程總機是排程電話子系統的核心部分，由具有交換功能的交換機或交換模組組成。排程臺設在控制中心，是排程業務的操作控制檯。排程分機為普通電話機，與總機通過傳輸系統提供的點對點專用音訊話路連線。

　　實際應用中的系統主要功能包括：通話功能、選叫功能***即排程臺對分機進行單呼、組呼、全呼及分機對排程臺進行一般呼叫或緊急呼叫***、會議功能、錄音功能、維護管理功能。

　　4.無線通訊系統

　　無線通訊系統是為控制中心排程員、車輛基地排程員、車站值班員等固定使用者與列車司機、防災、維修、公安等移動使用者之間提供通訊手段的專用系統。無線通訊系統採用有線和無線相結合的傳輸方式。中心無線裝置通過傳輸系統與車站、車輛基地的無線***連線，各***通過天線空間波傳播或經漏纜的輻射構成與移動臺的通訊。無線通訊系統根據運營管理需要分別設定了行車排程、防災排程、綜合維修、車輛基地排程等系統。系統具有單呼、組呼、全呼、緊急呼叫、呼叫優先順序許可權設定等排程通訊功能，並具有錄音、儲存、監測等功能。

　　5.視訊監控系統

　　該系統為運營相關人員提供有關列車執行、防災救災及乘客疏導等方面的視訊資訊。系統由車站本地監視系統、控制中心遠端監視系統、遠端多路訊號傳輸系統以及多媒體網路管理終端組成。系統具有監視、控制優先順序、迴圈顯示、任意定格與鎖閉、影象選擇、實時錄影、攝像範圍控制、字元疊加等功能。

　　視訊訊號遠距離傳輸採用數字傳輸方式，本地視訊傳輸訊號採用視訊同軸電纜傳輸。車站與控制中心的視訊和控制訊號通過傳輸系統進行傳輸，同一時刻同時上傳至控制中心的數字視訊訊號路數僅與控制中心需同時顯示的路數有關，與前端攝像機數量無關。所以在控制中心不需設定大容量視訊交換矩陣和傳輸裝置，系統結構簡單。

　　6.廣播系統

　　廣播系統是城市軌道交通行車組織的必要手段，一方面對乘客進行廣播，通知相關乘車資訊;一方面又是事故搶險，組織指揮的防災廣播;此外還可以通過廣播對運營人員釋出有關資訊，以便協同配合工作。

　　該系統採用模組化設計、匯流排式結構，由車站級、中心級和列車廣播裝置組成。具有中心廣播、車站廣播、預存廣播資訊、自動音量調節、自動音訊測試和遠端控制等功能。系統採用中心廣播和車站廣播兩級控制方式，控制中心的智慧廣播臺輸出的音訊訊號和控制訊號，通過高品質語音卡提供的RS422 通道，經傳輸系統傳輸到各站，再通過語音卡連線到車站廣播裝置，從而實現控制中心的遠端廣播組織和指揮。

　　7.乘客資訊系統

　　該系統主要由資訊管理系統和終端乘客資訊顯示屏組成，乘客資訊通過傳輸系統傳輸。在全線各車站及車輛客室內設定乘客資訊顯示屏，顯示列車到、發、乘車須知、時事新聞等各鍾乘客資訊，並在發生突發事件時具有報警聯動功能，顯示相關報警資訊。

　　8.時鐘系統

　　為保證軌道交通運營準時服務乘客、統一全線裝置標準時間，提供統一定時訊號，設定了時鐘系統。該系統採用GPS***全球衛星定位系統***標準時間資訊，由GPS 標準時鍾訊號接收單元、中心一級母鐘、監控裝置、二級母鐘及子鍾組成。系統設定數字同步裝置，一級母鐘接受外部GPS 基準訊號並對一級母鐘進行校準，一級母鐘定時向二級母鐘、控制中心的子鍾及其他需提供統一時間資訊的各系統傳送時間編碼訊號用以校準;二級母鐘產生時間訊號提供本站的子鍾。母鐘具有萬年曆功能並具有年、月、日、時、分、秒輸出與顯示。子鍾能顯示時、分、秒。自身時間精度，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介面，以便向其他各系統提供定時訊號。

　　9.電源及接地系統

　　通訊裝置供電應採用一級負荷，電源系統應對通訊裝置提供不間斷、電壓及頻率相對穩定的供電，並具有集中監控管理功能。

　　不間斷電源系統***簡稱UPS***一般分為UPS 機櫃和蓄電池兩部分，可採用離線式UPS 系統或線上式UPS 系統。離線式UPS 系統平時由市電直接向負載供電，市電故障時瞬時切換到由逆變器供電***實用於對供電穩定性要求不高的裝置供電***;線上式UPS 系統由市電經整流逆變後再向負載供電，市電故障時，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、靜態旁路模式和手動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、通訊裝置安全和通訊裝置正常工作。通訊裝置採用綜合接地方式，綜合接地電阻值要求不大於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於10Ω。

　　10.通訊綜合網路管理系統

　　為實現通訊各子系統的集中管理、維護和故障監測，以便實現故障的快速定位，為儘快修復故障提供可能，軌道交通通訊系統專門構建了綜合網路管理系統。該系統可對傳輸系統、無線通訊系統、電話系統、廣播系統、視訊監控系統以及網路管理系統自身進行監控管理。

　　該系統硬體部分主要由用於收集、處理資訊的遠端終端和位於控制中心的監控終端組成。可程式設計邏輯控制器***簡稱PLC***是構成遠端終端和監控終端的核心元件，實現資料的採集、分析和處理等功能。系統的遠端連線及資料傳輸仍然由傳輸系統來實現。軟體部分包括應用於PLC 的軟體和應用於監控終端的軟體。監控終端軟體採用視覺化圖形介面，介面直觀清晰、簡單明瞭、操作簡單、資料記錄詳細、便於查詢

　　11 結束語

　　隨著城市軌道交通建設及通訊技術的迅猛發展，各種應用於城市軌道交通運營的通訊技術和應用方式也在不斷髮展，出現了很多滿足各種不同應用需求的新技術、新模式。軌道交通在對功能需求進行分析的基礎上，結合自身實際情況，選擇了合適的通訊系統模式。通過這幾年的運營效果來看，通訊系統在提高運營工作效率和服務水平上發揮了重要的作用。

　　參考文獻

　　[1] GB 50458-2008,跨座式單軌交通設計規範[S].北京:中國建築工業出版社,2009.

　　[2] 何宗華,汪鬆滋,等.城市軌道交通通訊訊號系統執行與維修[M].北京:中國建築工業出版社,2007.

　　[3]肖雅君,吳汶麒.用於軌道交通列車自動控制系統的通訊技術[J].城市軌道交通研究,2002,***2***:59.