廣州軌道交通公安無線通信系統(tǒng)組網(wǎng)方案研究

賈慧娟 楊 秀

2012年下半年，廣州啟動(dòng)了新一輪軌道交通建設(shè)。通過這輪建設(shè)，到2016年底，廣州軌道交通開通里程將增加284 km，總開通里程將超過500 km。這就意味著，未來4年廣州軌道交通竣工量將超過過去19年建成量的總和。在這樣短的時(shí)間內(nèi)要完成如此之大的建設(shè)量，對于各個(gè)方面、各個(gè)專業(yè)的建設(shè)者都是一次極大的挑戰(zhàn)。必須以積極的態(tài)度，認(rèn)真做好每一項(xiàng)工作，才能確保新一輪軌道交通建設(shè)的順利進(jìn)行。

1 地面及軌道交通公安無線通信現(xiàn)狀

目前，廣州市公安局地面無線通信業(yè)務(wù)已經(jīng)全面退出了350 MHz模擬集群網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)入到由政府投資興建的800 MHz TETRA數(shù)字集群政務(wù)網(wǎng)(2010年建成)。該政務(wù)網(wǎng)劃分為4個(gè)虛擬子網(wǎng)，面對不同的用戶群組。其中，公安專網(wǎng)是市公安局、市消防局和市武警支隊(duì)使用的虛擬專網(wǎng)，用于實(shí)現(xiàn)上述部門在全市范圍內(nèi)的地面移動(dòng)通信。原來的350 MHz模擬集群網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在僅承載軌道交通既有各線的公安無線通信業(yè)務(wù)。

對于軌道交通通信系統(tǒng)，包含了專用通信、民用通信、公安通信三大領(lǐng)域的幾十個(gè)子系統(tǒng)。由于廣州市公安局地面無線通信系統(tǒng)制式近年來發(fā)生了改變，并且在目前公安部選擇了PDT作為警用數(shù)字集群通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)這一政策環(huán)境下，使得在新一輪軌道交通建設(shè)中，公安無線通信系統(tǒng)制式的選擇成為了通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最大的一個(gè)不確定因素。

2 公安無線通信系統(tǒng)組網(wǎng)方式

根據(jù)廣州市公安局及軌道交通既有線的公安無線通信系統(tǒng)現(xiàn)狀，未來新線建設(shè)時(shí)其公安無線通信系統(tǒng)有可能采用的制式有以下幾種。

2.1 350 MHz模擬集群通信系統(tǒng)

350 MHz模擬集群通信系統(tǒng)的無線鏈路與有線鏈路并用。該系統(tǒng)在地鐵公安分局設(shè)350 MHz模擬集群中心交換控制設(shè)備和調(diào)度臺(tái) (既有)，在新建線路的各車站設(shè)5信道350 MHz模擬集群分基站。各分基站通過有線鏈路接入地鐵公安分局既有350 MHz模擬集群中心交換控制設(shè)備，通過無線鏈路接入地面市公安局原來的350 MHz模擬集群主基站。在無線鏈路和有線鏈路并用的系統(tǒng)中，若參與通信的僅為本線地下區(qū)域的公安干警 (包括與上級地鐵公安分局值班人員的通信)，則系統(tǒng)只占用有線鏈路資源實(shí)現(xiàn)通信，只有當(dāng)參與通信的公安干警處于地面情況下，系統(tǒng)才需占用無線鏈路資源。這也是廣州已建成的全部8條軌道交通線路的公安無線通信系統(tǒng)的通用組網(wǎng)模式。

隨著廣州市公安局地面移動(dòng)通信業(yè)務(wù)從350 MHz模擬集群通信系統(tǒng)的退出，給軌道交通公安無線通信系統(tǒng)帶來的好處是:原來地面350 MHz模擬集群主基站僅承擔(dān)市公安局的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)已顯得負(fù)荷很重，隨著軌道交通線路的快速建設(shè)，還在不斷地為這個(gè)已不堪重負(fù)的系統(tǒng)增加負(fù)擔(dān)。為盡量減輕這種負(fù)擔(dān)，僅對軌道交通公安無線通信開放組呼通信業(yè)務(wù)，使得集群通信系統(tǒng)的很大一部分功能都沒有得到正常發(fā)揮。市公安局地面移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的退出，釋放了該系統(tǒng)主要的話務(wù)負(fù)荷，給軌道交通公安無線通信系統(tǒng)功能的提升和完善創(chuàng)造了條件。但是，地鐵公安分局隸屬市公安局，有多警種聯(lián)合作戰(zhàn)時(shí)的通信聯(lián)絡(luò)需求。市公安局地面移動(dòng)通信由原來的350 MHz模擬集群系統(tǒng)變?yōu)?00 MHz數(shù)字集群系統(tǒng)，失去了軌道交通公安干警與市公安局其他警種之間的直接通信功能，這也是已建成軌道交通線路的公安無線通信共同存在的問題，需要合適的時(shí)機(jī)統(tǒng)一解決。

2.2 800 MHz數(shù)字集群政務(wù)網(wǎng)絡(luò)

由于地鐵公安分局系市公安局的一個(gè)下屬部門，引入市公安局移動(dòng)通信系統(tǒng)所使用的800 MHz數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)信號至軌道交通地下區(qū)域，從而滿足治安保衛(wèi)的移動(dòng)通信需求，這也是廣州軌道交通新線公安無線通信系統(tǒng)建設(shè)有可能采用的一種方案，不僅可在滿足本線公安無線通信各種功能要求的基礎(chǔ)上，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)與市公安局其他警種之間的通信聯(lián)系。

但是本線的公安干警不能與軌道交通既有線路公安干警之間實(shí)現(xiàn)無線通信，同屬地鐵公安分局管轄區(qū)域的軌道交通新建線路與既有線路之間不能實(shí)現(xiàn)相互之間的移動(dòng)通信聯(lián)絡(luò)，這是一個(gè)比較致命的缺點(diǎn)。其次，引入800 MHz數(shù)字集群政務(wù)網(wǎng)絡(luò)，很多細(xì)節(jié)上仍然存在不確定性。比如:是通過對800 MHz數(shù)字集群政務(wù)網(wǎng)絡(luò)的中心交換控制設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)容，從而將軌道交通新建線路所設(shè)的800 MHz數(shù)字集群TETRA基站納入其中;還是軌道交通設(shè)置一個(gè)800 MHz TETRA數(shù)字集群中心交換控制設(shè)備，將軌道交通所有為引入政務(wù)網(wǎng)絡(luò)而新設(shè)的800 MHz數(shù)字集群基站納入其中，將軌道交通與地面政務(wù)網(wǎng)絡(luò)的中心交換控制設(shè)備互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)在軌道交通地下范圍引入800 MHz數(shù)字集群政務(wù)網(wǎng)絡(luò)，這些問題需要有關(guān)方面一起協(xié)商研究才能夠確定。該方案的實(shí)施難度在于其將造成軌道交通新建線路和既有線路的公安無線通信系統(tǒng)制式不統(tǒng)一，會(huì)遺留下來既有線的改造問題。

2.3 350 MHz PDT系統(tǒng)

PDT是警用數(shù)字集群 (Police Digital Trunking)的簡稱，是公安部科技信息化局于2008年開始研究制定的無線通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，目前該標(biāo)準(zhǔn)草案已起草完成。而且基于PDT系列標(biāo)準(zhǔn)的警用數(shù)字集群通信系統(tǒng)設(shè)備 (基站、終端、加密、交換、互聯(lián)、網(wǎng)管等)已研制出來，并已在黑龍江、內(nèi)蒙古、貴州、浙江等地公安機(jī)關(guān)開展測試，深圳公安邊檢已正式裝備了PDT警用數(shù)字集群系統(tǒng)。PDT被列入國家科技支撐項(xiàng)目、科技強(qiáng)警“十二五”規(guī)劃。因此，PDT技術(shù)必將在我國公安通信領(lǐng)域得到快速推廣。

為什么不選擇已在全球范圍被普遍認(rèn)同，且在我國很多行業(yè)和部門得到廣泛應(yīng)用的、功能完備、技術(shù)完善的TETRA標(biāo)準(zhǔn)，而選擇PDT作為公安部警用數(shù)字集群通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)?如此受到公安部重視的PDT系統(tǒng)是否需要在軌道交通公安無線通信系統(tǒng)的建設(shè)中被納入考慮范疇?為此，引用公安部某權(quán)威人士對TETRA和PDT系統(tǒng)的觀點(diǎn):數(shù)字集群TETRA標(biāo)準(zhǔn)雖然功能豐富、產(chǎn)品成熟，但由于采用中小區(qū)制，建設(shè)維護(hù)成本較高，存在不同廠家系統(tǒng)不能互聯(lián)，加密機(jī)制及系統(tǒng)不對中國開放，不能從模擬系統(tǒng)平滑過渡等問題，無法滿足我國公安部門的實(shí)際需要。而PDT系統(tǒng)的大區(qū)制、國產(chǎn)化，對設(shè)備、器件性能要求的降低，均有利于于降低PDT系統(tǒng)的建設(shè)和長期運(yùn)營維護(hù)的成本。此外，可對原MPT1327模擬系統(tǒng)進(jìn)行平滑升級從而過渡到PDT系統(tǒng)，有效地保護(hù)了前期設(shè)備的投入資金。

公安部是從全國的大局出發(fā)，照顧到中西部經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)，考慮到如何從歷經(jīng)20余年建起的350 MHz MPT1327模擬集群通信系統(tǒng)平滑過渡到數(shù)字集群通信系統(tǒng)，以最經(jīng)濟(jì)、最可行的方式實(shí)現(xiàn)警用無線通信系統(tǒng)的升級換代。對于像北京、上海、廣州這樣的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市，目前已經(jīng)建成了全市范圍內(nèi)射頻場強(qiáng)良好覆蓋的800 MHz TETRA數(shù)字集群通信網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)將市公安局的地面移動(dòng)通信業(yè)務(wù)納入其中。在這樣的前提下，若考慮再建一套PDT系統(tǒng)，或者將以前使用的350 MHz MPT1327模擬集群通信系統(tǒng)升級改造，單從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的角度考慮也是不必要的。因此，廣州市公安局地面無線通信再建一套350 MHz PDT系統(tǒng)是小概率事件，軌道交通公安無線通信系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)該暫不考慮350MHz PDT系統(tǒng)的引入方案。

2.4 專用無線通信TETRA系統(tǒng)

市公安局地面移動(dòng)通信使用800 MHz TETRA數(shù)字集群政務(wù)網(wǎng)絡(luò)，軌道交通專用無線通信亦使用800 MHz TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)。而且專用無線通信TETRA系統(tǒng)的話務(wù)負(fù)荷目前不足20%。為什么不采用在專用TETRA系統(tǒng)中增加一個(gè)虛擬用戶群組，用來滿足本線公安用戶的無線通信需求?

廣州軌道交通已建成的8條線路，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了摩托和歐宇2個(gè)廠家設(shè)備的系統(tǒng)互連。假如再建一個(gè)匯接中心，能夠?qū)崿F(xiàn)2個(gè)不同廠家的系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，并且通過這個(gè)匯接中心再實(shí)現(xiàn)與800 MHz TETRA政務(wù)網(wǎng)絡(luò)的中心互連，就可以實(shí)現(xiàn)以上所有方案都無法實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能。不但具備以上任何一個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)消除了每一個(gè)方案的缺點(diǎn)，是一個(gè)完美的技術(shù)方案，而且是最為節(jié)省投資的一個(gè)方案。這個(gè)方案能否實(shí)現(xiàn)，唯一的技術(shù)問題聚焦在2個(gè)不同廠家的系統(tǒng)之間能否實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。實(shí)際上，為解決不同廠家TETRA系統(tǒng)的互聯(lián)互通問題，TETRA MOU制定了ISI網(wǎng)間互聯(lián)方案，并于2001年在歐洲三個(gè)毗鄰國家 (荷蘭、比利時(shí)、德國)建立TETRA三國試驗(yàn)網(wǎng)項(xiàng)目。網(wǎng)絡(luò)測試表明:ISI方案能夠?qū)崿F(xiàn)在TETRA網(wǎng)絡(luò)間建立跨國通話組，以使所有成員保持話音通信鏈路，用戶成員也可以跨國界移動(dòng)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。調(diào)度臺(tái)也能夠成為跨國通話組成員。

目前，主流TETRA生產(chǎn)廠商已經(jīng)根據(jù)ETSI的ISI標(biāo)準(zhǔn) (EN300 392-3-16)研制開發(fā)出與其他TETRA系統(tǒng)的互聯(lián)接口。但這種設(shè)備還未得到工程設(shè)備訂貨，也許是誰也不愿意第一個(gè)“吃螃蟹”。各TETRA設(shè)備供貨商為了自身利益，也不愿意推進(jìn)TETRA系統(tǒng)的互聯(lián)互通。因此，不同廠家TETRA系統(tǒng)的網(wǎng)間互聯(lián)一直不見實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。也就是說，不同廠商TETRA系統(tǒng)的互聯(lián)互通在技術(shù)層面已經(jīng)解決，只是沒有在工程層面得以實(shí)施。從三國實(shí)驗(yàn)到今天已經(jīng)經(jīng)歷12年，各TETRA生產(chǎn)廠商的設(shè)備從軟件到硬件也發(fā)生了多次演變。三國實(shí)驗(yàn)后研發(fā)生產(chǎn)的TETRA系統(tǒng)互聯(lián)接口，直接用于當(dāng)下不同廠商的TETRA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，也是不現(xiàn)實(shí)的。必須通過摩托和歐宇2個(gè)TETRA廠商精誠合作，根據(jù)目前設(shè)備及軟件，對早期研發(fā)生產(chǎn)的互聯(lián)接口做出相應(yīng)修改完善，才可能實(shí)現(xiàn)不同廠商的TETRA系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

3 結(jié)束語

以上分析比較只是闡明了每個(gè)不同方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，以及方案實(shí)施的難點(diǎn)或可能性。廣州軌道交通新線建設(shè)究竟采用哪種方案實(shí)現(xiàn)其公安無線通信系統(tǒng)的建設(shè)，最終應(yīng)根據(jù)工程具體情況綜合考慮，選擇合理的方案。

［1］ 廣州未來4年將新增軌道284公里超過過去19年總建成量［DB/OL］.http://www.chinadaily.com.cn/hqgj/jryw/2012-12-26/content_7869967.html.

［2］ 張曉元.地面通信共網(wǎng)與地鐵通信網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)動(dòng)融合［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2011，(22):P55-56.

［3］ 模轉(zhuǎn)數(shù)引領(lǐng)新潮公安通信迎來 PDT時(shí)代［DB/OL］.http://djj.ccr100.com/html/per/201261292639e.html

［4］ 中國公安為什么選擇PDT數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)［DB/OL］.http://wenku.baidu.com/view/9e643b1cb7360b4c2e3f6490.html.

［5］ 楊秀.TETRA系統(tǒng)互聯(lián)互通［J］.中國鐵路，2012，(3):85-88.