McLTE寬帶無線多媒體集群系統(tǒng)城市有軌電車綜合承載解決方案及應用

文_高鳳興

McLTE寬帶無線多媒體集群系統(tǒng)城市有軌電車綜合承載解決方案及應用

文_高鳳興

城市有軌電車車地無線需求分析

隨著中國城市化進程的不斷加深，城市人口空前膨脹，公共交通壓力越來越大，城市交通發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)。優(yōu)先發(fā)展城市公共交通是加快交通轉型升級、緩解交通擁堵、提升人民群眾生活品質的必然要求，是構建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的戰(zhàn)略選擇?，F代有軌電車具有運行可靠、舒適、節(jié)能、環(huán)保、載客量較大等特點，成為各大中城市打造國家低碳綜合交通體系的規(guī)劃重點，并在上海、天津、蘇州、沈陽等地使用，取得了良好的經濟和社會效益。

目前國內有軌電車采用的無線通信系統(tǒng)分為兩種模式，自建專網或者租用公網。租用公網模式受公眾用戶的影響，業(yè)務的穩(wěn)定性、可靠性以及安全性均無法保障。自建專網原來采用的TETRA+Wi-Fi來解決語音調度業(yè)務和車地之間的數據傳輸，但是這種方式需要建設兩張網絡來保證有軌電車的運營，且WiFi系統(tǒng)受到外界干擾情況日益嚴重，已經無法滿足有軌電車未來業(yè)務發(fā)展的要求，就需要發(fā)展更高效、可靠的無線寬帶通信系統(tǒng)。

另外，隨著有軌電車線網的形成，需要一套能實現各條線路之間互聯(lián)互通的無線通信系統(tǒng)，才能滿足有軌電車網絡化的運營需求。

TD-LTE專網系統(tǒng)具備專用頻段保護、高帶寬、高可靠的抗干擾能力、高效的多業(yè)務優(yōu)先級保障機制高、速移動下的穩(wěn)定傳輸等多項優(yōu)點，非常用來滿足城市有軌電車車地無線通信的需求，因此TD-LTE專網服務于城市有軌電車行業(yè)勢在必行。

信威及McLTE技術簡介

北京信威通信技術股份有限公司成立于1995年11月，是我國自主無線通信技術和產業(yè)從追趕到跟隨，再到超越的跨越式崛起的企業(yè)，先后創(chuàng)立了SCDMA（同步碼分多址，中國通信標準）、TD-SCDMA（時分同步碼分多址，ITU國際標準）、McWiLL寬帶多媒體集群系統(tǒng)（ITU國際標準）等多項國家和國際通信標準，擁有無線通信核心發(fā)明專利200余項，獲得國家科技進步一等獎等多項重大榮譽獎項。

信威專注于行業(yè)定制化解決方案和服務提供，二十余年的專業(yè)化集成和開發(fā)實施經驗使信威擁有了一大批對行業(yè)需求有著深刻理解的無線通信網絡專家。作為核心成員單位，信威承接了“新一代寬帶移動通信網”國家科技重大專項“寬帶無線多媒體集群系統(tǒng)（BWT）”的研究，并在此基礎上于2010年創(chuàng)新研發(fā)專網LTE系統(tǒng)—McLTE寬帶多媒體集群通信系統(tǒng)。同時作為工信部寬帶集群產業(yè)聯(lián)盟（B-TrunC）發(fā)起單位，參與制訂我國TD-LTE寬帶多媒體集群系統(tǒng)標準，并成為首批通過該標準的通信設備廠商。

信威McLTE系統(tǒng)將TD-LTE的高速率、大帶寬與數字集群技術中的資源共享、快速呼叫建立、指揮調度等特點進行融合，并融入了信威集團McWiLL技術中長期積累、符合行業(yè)應用特點如空分多址、動態(tài)信道分配GoS等關鍵技術，是能同時提供高質量語音，專業(yè)級集群、指令調度，寬帶數據傳輸，高清視頻監(jiān)控及調度為一體的新一代寬帶多媒體數字集群通信系統(tǒng)。

作為中國城市軌道交通協(xié)會會員單位，信威承擔了LTE-M系列規(guī)范的編制工作，并于2015年底通過了包含列車狀態(tài)信息靜態(tài)測試、傳輸時延測試、丟包性能測試、切換延時性能測試、切換丟包性能測試、LTE-M傳輸性能測試、綜合承載傳輸性能測試、設備穩(wěn)定性及單網故障性能測試以及極限性能測試等全部測試內容。測試結果表明：信威McLTE城市軌道交通車地通信系統(tǒng)及設備完全滿足軌道交通CBTC系統(tǒng)、列車運行狀態(tài)監(jiān)測、CCTV和PIS系統(tǒng)（含緊急文本）等生產業(yè)務綜合承載的需求。

2016年5月31日，中國城市軌道交通協(xié)會發(fā)布《關于推薦城軌交通項目新建CBTC系統(tǒng)使用1.8G專網頻段和LTE綜合無線通信系統(tǒng)的通知》，信威集團憑借McLTE車地無線通信系統(tǒng)的優(yōu)越性能獲選項目設備選型重點推薦單位。

2016年9月8日，中國城市軌道交通協(xié)會現代有軌電車分會成立大會暨第一次全體會員會議在蘇州召開，信威成為首批會員單位中唯一一家無線通信企業(yè)。

McLTE城市有軌電車行業(yè)解決方案

系統(tǒng)網絡架構說明

McLTE系統(tǒng)采用星型組網，在制中心設備室放置核心網設備、網管終端、調度臺、錄音錄像設備等設備。核心網通過交換機實現信系統(tǒng)、PIS系統(tǒng)、CCTV系統(tǒng)以及其他業(yè)務系統(tǒng)的接入，能夠實現不同業(yè)務之間的隔離和網絡安全需求。

在有軌電車沿線的布置基站eNodeB的基帶處理單元BBU，基站的射頻單元RRU安裝于車站、接觸網支柱上。BBU與RRU之間通過光纖連接，BBU可連接多個RRU。RRU通過射頻電纜與天線連接，天線發(fā)射無線信號對正線區(qū)間、車輛段、停車等區(qū)域進行覆蓋。

在列車首尾司機室內安裝車載臺，用于調度員與司機的集群通信。首尾司機室的車載臺通過車載交換機連接，以主備方式工作。

列車上在車頭車尾司機室設置LTE網絡車載設備：車載接入單元TAU、車載數據存儲設備、車載天饋系統(tǒng)和交換機。車載接入單元TAU連接車載交換機，滿足列車上信號系統(tǒng)業(yè)務、PIS業(yè)務、CCTV等業(yè)務的接入。各生產業(yè)務通過車載接入單元TAU實現車地無線雙向數據傳輸。

移動作業(yè)人員可配備多媒體手持終端。

McLTE系統(tǒng)網絡拓撲圖

系統(tǒng)承載業(yè)務說明

利用McLTE無線通信技術更高的帶寬、更低的時延、更高的安全性、可靠性等技術特點，能夠為有軌電車提供區(qū)域無縫覆蓋的無線寬帶通信網絡以及數據、語音、視頻、位置四位一體的服務功能，實現有軌電車語音集群調度、車載數據、視頻調度、PIS信息系統(tǒng)應用。

語音集群調度

McLTE系統(tǒng)能夠滿足有軌電車上語音集群調度功能的需求，可以實現單工呼叫、組呼以及雙工呼叫的業(yè)務。McLTE系統(tǒng)的語音集群的性能可以和TETRA等現有的數字集群系統(tǒng)相媲美，如：呼叫建立時間能夠達到300ms 內。因此這種語音業(yè)務可以對有軌電車工作人員進行有效的調度，最大化的滿足了有軌電車運營需要的調度呼叫業(yè)務的需求。

車載列車控制數據

McLTE系統(tǒng)具有強大的數據業(yè)務承載能力，可為列車上無線數據終端之間、無線數據終端和固定用戶之間提供數據傳輸功能，包括：行車狀態(tài)信息、列車設備運行監(jiān)控數據、調度信息、告警信息等。

車載視頻監(jiān)控（CCTV）

車廂視頻監(jiān)控是對列車內部旅客的狀況進行監(jiān)控，是為了保證列車運行的安全和旅客的安全。McLTE系統(tǒng)以其高帶寬、非視距特點，非常適合視頻監(jiān)控應用，針對有軌電車的安全管理的需要，視頻監(jiān)控業(yè)務功能可以作為列車人員和設備保障安全、提高工作效率的有力手段。

車載旅客信息系統(tǒng)（PIS）

車載PIS系統(tǒng)可以播放高清視頻廣播、廣告以及緊急信息，為旅客提供生活服務。PIS信息系統(tǒng)對視頻的穩(wěn)定性、格式、時速等有較高的質量要求。而McLTE傳輸帶寬更高、延遲率更低，可以很好的滿足PIS系統(tǒng)的需求。

蘇州有軌電車1號線線路圖

信威城市有軌電車行業(yè)應用

蘇州有軌電車1號線&2號線&3號線項目

蘇州有軌電車1號線是我國第一條真正意義上的現代有軌線路，采用信威寬帶無線多媒體集群系統(tǒng)作為城市軌道車地無線通信技術解決方案，全線實現無線信號冗余覆蓋。作為全國首個4G標準無線通信技術正式應用于城市軌道交通正線項目，系統(tǒng)設計功能完全滿足有軌電車無線列調、PIS（旅客信息系統(tǒng)）、車載視頻監(jiān)控和寬帶集群等豐富的有軌電車應用需求。

從2014年10月開始，蘇州有軌電車1號線已經正式載客運行2年多，信威寬帶無線多媒體集群系統(tǒng)有效的保障了蘇州有軌電車1號線穩(wěn)定高效運行，并正在進行2號線、3號線建設和試運行工作，實現了良好的社會價值和經濟價值，得到客戶的高度評價。

青島城陽區(qū)現代有軌電車示范線項目

信威寬帶無線多媒體集群系統(tǒng)為青島城陽區(qū)現代有軌電車的固定工作人員（調度中心、車輛段調度員等）和移動工作人員（列車司機、防災人員、維修等移動人員）之間的語音和數據信息交換提供可靠的通信手段：

1. 對調度員及工作人員提供無線調度通信服務功能，確保固定用戶與移動人員及移動人員相互之間的可靠語音及數據通信；

2. 集成公務電話軟交換功能，確保移動用戶、固定用戶統(tǒng)一呼叫；

3. 列車行車狀態(tài)信號承載對保障行車安全、提高運輸效率提供重要保證；

4. 車載視頻上傳，能夠滿足控制中心對列車行駛過程中出現的突發(fā)狀況及時掌控現場情況，統(tǒng)一指揮調度；

5. 移動人員能在青島城陽有軌電車覆蓋區(qū)域之間自動漫游，以便于有軌電車運營管理應急指揮和部分站點區(qū)域等的管理需求。

同時信威根據青島城陽區(qū)現代有軌電車示范線項目實際情況，全線采用室外微基站覆蓋，天線架設在沿線的接觸網支撐桿上，有效的節(jié)約了施工成本、降低了施工難度。

2016年3月5日，青島城陽區(qū)現代有軌電車已正式開通運行，信威寬帶無線多媒體集群系統(tǒng)打造的“功能豐富、系統(tǒng)穩(wěn)定、平戰(zhàn)結合”的寬帶無線集群通信網絡，對行車安全、提高運輸效率和管理水平、改善服務質量提供了重要保證。

蘇州有軌電車1號線項目現場應用情況

青島城陽區(qū)現代有軌電車示范線線路圖

武漢大漢陽項目現場首發(fā)試乘儀式

武漢大漢陽有軌電車

武漢市大漢陽地區(qū)現代有軌電車試驗線全線采用信威寬帶無線集群通信系統(tǒng)網絡進行無線信號覆蓋，為大漢陽現代有有軌電車試驗線控制中心、車輛段與正線提供專用的語音及數據通道，實現車輛與控制中心的無線語音通訊及數據傳輸，并能夠在控制中心實現錄音。

主要業(yè)務包括：無線列調業(yè)務、列車信號信息承載、PIS業(yè)務和車載CCTV業(yè)務。

2016年5月31日，武漢市大漢陽地區(qū)現代有軌電車試驗線已經開始通車試運行。