1、上海市城市轨道交通无线通信系统简介城市轨道交通无线施勇(上海市轨道交通管理处上海市)1.1 已建线路情况目前,上海轨道交通共有 4 条运营线路,即轨道交通一号线,二号线,三号线,五号线,运营总里程 82km,共有 59 个车站.轨道交通一号线是上海城市轨道交通网中南北走向的主干道,从莘庄至铁路上海站,全长 21km,线路贯穿闵行,徐汇,卢湾,黄浦和闸北 5 个区,共设 19 个车站,途经铁路上海站,人民广场和徐家汇等区域中心.轨道交通 1 号线于 1990 年 1 月经国务院批准开工建设,1995 年 4 月 28 日全线通车.轨道交通二号线是上海城市轨道交通网东西走向的主干道,全长 19.1
2、km,贯穿上海东西最繁华的地区,包括长宁,静安,黄浦和浦东新区 4 个区,沿线设 16 个车站,途经中山公园,静安寺,人民广场,陆家嘴,世纪公园等区域中心.轨道交通 2 号线于 1996 年开工建设,2000 年 12 月全线通车.轨道交通三号线是我国内地第一条城市高架轨道交通线,自上海西南角的漕河泾至东北角的江湾镇,全长 25km,高架线路 21.5km,沿线设 19 个车站,贯穿宝山,虹口,闸北,普陀,长宁和徐汇 6 个区,途经铁路上海南站,中山公园,铁路上海站和虹口足球场等区域中心.轨道交通三号线于 1995 年初开始设计,1997 年 7 月开工建设,2000 年 12 月全线通车.轨
3、道交通五号线是一条连接闵行开发区和莘庄的高架轻轨线路,全长 17.2km,全线设 11 个车站.轨道交通 5 号线于 2000 年下半年开工建设,2003 年 11 月投入试运营.上海轨道交通至今已运营 8 年,在此期间客运量呈高速稳定发展趋势,并逐年攀升.1999 年2003 年的客流量分别为 1.09 亿/1.36 亿/2.8 亿/3.57 亿/4.06 亿人次.2003 年国庆节达到日客流量179 万人次的最高纪录.上海轨道交通行业的客运量已占本市公交客运量的 10%.1.2 在建和拟建线路情况(1)”十五 ”期间上海轨道交通进入集中发展期“十五”期间,轨道交通建设计划顺利实施 ,今后每
4、年将有 12 条线路通车.”十五” 期间将形成 9条线路骨干网络,承担日均客运量 320 万乘次,约占客运总量的 25%.(2)基本网络将在 2010 年建成经上海市政府批准,基本网络由 12 条规划线路组成,中心城区范围内的总里程约为 380km,并形成以换乘枢纽为锚固点,中心线路均衡分布,外围多向辐射的网络布局形态.近期项目建成后,轨道交通每日承担客运量达 855 万人次,使公交客运量比重从现在的 12%提高到 45%.(3)远景网络将用 2030 年时间建成根据上海市城市总体规划(19992020),轨道交通远景网络共有 17 条规划线路,由 4 条市域快速轨道,8 条市区地铁和 5 条
5、市区轻轨组成,总长810km,日均承担客运总量 1700 万人次,约占公交客运总量的 60%.目前,上海轨道交通一号线和二号线均采用450MHz 频段的进口常规模拟无线通信设备.轨道交通三号线采用 450MHz 频段的 MPT1327 制式模拟集群通信设备.轨道交通五号线则租用联通国脉iDEN 数字集群通信系统.原来的管理和运营模式是以线路为单位,无线通信系统也以线路为单位.伴随上海轨道交通发展,多条线路资源共享和互联互通的要求逐步显现,比如多条线路共用车辆段和停车场,这就要求无线通信系统实现互联互通.目前,信息产业部和上海市无线电管理委员会对建设集群通信系统作以下下批示:(a)信息产业部信部
6、无(2001)5l8 号文”关于800MHz 集群频率使用管理有关事宜的通知”中,明确表示不再发展模拟集群系统,将收回模拟集群系统所占用的频率,并推广数字集群通信系统;(b)信息产业部信部无(2001)58 号文”关于上海市轨道交通无线通信系统使用 800MHz 集群频率的批复”中,明确表示支持上海市轨道交通无线通信系统采用 800M 数字集群通信系统;(c)上海市无线电管理委员会下发了沪无委办业字(2002)54 号文” 关于上海轨道交通申请无线电频率函的复函”,对上海市交通管理局沪交科(2002)第 449 号函提出的申请频率要求作出答复,近期正式先予指配 800MHz 频段第 27 大组
7、第 4 小组的 4对频率给轨道交通无线调度通信系统使用,采用数字集群体制,并明确要求轨道交通无线调度系统自数字技术和 800MHz 频率启用后,原分散使用的模拟系统和 ll 对 450MHz 频率应按整体建设规划分布予以转化,归并和退出.根据上述文件的指导方针,上海市新建的轨道交通无线通信系统均要求采用 800z 频段的TETRA 数字集群通信系统,而且对既有轨道交通无线通信系统改造也势在必行.轨道交通无线通信网将从属于上海市集群调度指挥网(用于政务和公用事业的数字集群共网,简称地面共网),根据上海无委 54 号文的意见,整个轨道交通无线通信网应在条件成熟后,按规范要求作为地面共网的一个子网进
8、人其范围.由于目前指配给轨道交通专用的 800MHz 频点非常有限,综合考虑各种制约条件和工程实际要求,频点分配工作按照 2005 年,2010 年和 2020 年 3个阶段实施,参考上海市轨道交通无线组网建设方案研究的成果,以集中一分散相结合的方式,安排全市轨道交通线的频率区.每个阶段的组网方式将基于轨道交通专用频点单独组网和接人上海市集群调度指挥共享频率区组网两种方式.轨道交通无线通信系统主要用于列车运行指挥和防灾应急通信,要满足固定人员(调度员和值班员)与流动人员( 司机,维修人员和列检人员)之间,以及流动人员之间相互通话和数据传输的需求.该系统是指挥列车运行必不可少的专用通信工具,是最
9、重要的列车辅助调度手段,也是列车在运行时保持与控制中心调度人员话音联系的唯一及时有效的工具,一般设以下无线通信子系统:(a)列车运行调度子系统供列车行车调度员,司机,车站值班员,停车场(车辆段) 信号楼值班员之间,以及车站值班员与站台值班员之间通信联络,满足列车运行的需要;(b)事故和防灾子系统供防灾调度员,车站防灾员,现场指挥员与有关人员之间通信联络,及时进行抢修和防灾,救灾;(c)维修施工子系统供机,工,电维修值班与维修人员之间通信联络,进行线路,设备维修和施工抢修;(d)停车场调车检修子系统供停车场运转值班员,调车员与检修员之间通信联络,进行列车调车,车辆检修,定修和大修;(e)车辆段调
10、车检修子系统供车辆段运转值班员,调车员与检修员之间通信联络,进行列车调车,车辆检修,站修和临修.以目前轨道交通运营无线调度通信的实践来看,新建轨道交通无线通信系统必须具有以下功能:(a)选呼 ,通播组呼功能;(b)紧急呼叫,按照优先级呼叫,强插和强拆功能;(c)直通模式呼叫(DMO)功能;(d)滞后进人,超出服务区指示功能;(e)中心调度员通过机车台向旅客广播功能;(f)存储通话记录和录音功能;(g)专为运营管理开发的 CAD 功能;(h)车载设备应能把有关车辆设备运行数据单向传送至控制中心,供监测车辆设备运行状态用,支持话/数同传.(i)正线与停车场车次号转换功能.这些功能除了涉及 TETR
11、A 数字集群的标准业务外,还包含补充业务.其中 CAD 功能和车次号转换功能均为利用 API 接口专为轨道交通进行二次开发的特殊功能.在上海市无线通信管理局(原上海市无线电管理委员会)和上海市城市交通管理局的指导下,市轨道交通管理处在轨道交通无线通信系统方面开展了以下工作.(下转第 l7 页)电信一快报 nf0mb0n.lll_国于本系统地面线路区间范围内的车辆在绝大多数会车情况下保证无线通信,同时在此基础上考虑系统再扩容 12 个载频和增加直放站时为系统场强所预留的余量.如果部分地下车站区间内的场强按照-85dBm 考虑而余量过大,这部分余量或许可用于今后为这部分车站的基站再增加 1 个载频
12、.4.4 关于直放站引入时延的考虑(a)直放站引入的时延应尽量小,但当一个基站所连接的直放站有地面直放站时,或许会因地面空间无法预料的干扰而引起系统信纳比减少.(b)采用窄带直放站可克服上述风险,但引入的时延会增大.应尽量使各直放站的时延一致,从而使时延差尽量小,减少因时延差过大而造成的通话质量下降.若方案中采用窄带直放站设备,在一个基站所连接的直放站有地下直放站的情况下,该基站增加载频数时对运营的影响不会小.(C)在设备选型时,应加以权衡,推敲和系统设计,既要减少时延差过大而造成的通话质量下降,也要避免信纳比变差而造成的通话质量下降,还要考虑今后的扩容需求.4.5 各车辆段和停车场建筑对覆盖
13、场强的影响按照规划,”十五 ”期间轨道交通的正线使用4 对频点,各车辆段和停车场采用第 5 对频点,但上海市无线电管理委员会在”十五” 期间可能只指配这4 对频点,这样就需要在各车辆段和停车场复用这 4对频点.为了避免可能产生同频干扰,需要降低各车辆段和停车场无线信号覆盖的场强.如果不考虑各车辆段和停车场的建筑布局和结构对无线信号覆盖场强的影响,单纯降低场强,可能会在某些重要区域内出现一些盲区.根据实地情况,可考虑增加一些设备来解决.(a)有关参建方应认识到上述各因素对轨道交通无线通信系统的不利影响,建设过程中(最好是在规划过程中)应加以考虑;(b)当后期建设线路的无线通信系统接入先期的无线通
14、信系统,或轨道交通无线通信系统纳入上海市地面无线应急网时,万一已建系统的系统设计余量不够,出现影响已建轨道交通无线通信系统通信质量的情况,就不能再利用既有的基站和直放站扩容,应通过增设新的基站和直放站,利用和共享既有漏缆等天馈设施来弥补.此外,如果原已确定的交换机容量不能完全容纳上述情况下增加的基站数时,还需要对交换机扩容(包括增加相关的机房和电源设备).收稿日期:2004.04.22王虹上海地铁建设有限公司机电事业部主任,工程师0e,;!;!;!;!_,石(上接第 10 页)4.1 组织制定上海市轨道交通无线通信频率规划2002 年,市轨道交通管理处与上海铁路城市轨道交通设计研究院合作,在上
15、海轨道交通有关单位的配合下,编制了上海市轨道交通无线通信频率规划.2003 年 1 月 15 日,经市科委组织评审,5 月 23日市无委复函交通局,同意该规划作为本市轨道交通无线通信系统(800MHzTERTA 数字集群通信系统)的设计和建设依据.无线通信频率规划根据上海轨道交通网络规划,按照 2005 年,2010 年,2020 年 3 个阶段,对于近期 4 对,远期 8 对 800MHz 频率进行了分配,统筹使用频率,以确保满足轨道交通调度通信指挥的基本使用要求,实现资源共享和互联互通.4.2 组织制定上海市轨道交通无线通信系统技术规范2003 年,市轨道交通管理处与上海大学,上海地铁建设公司,上海地铁通信传输有限公司,上海铁路城市轨道交通设计研究院等单位共同编写了上海市轨道交通无线通信系统技术规范.2004 年 4月 1 日作为上海市地方工程建设标准正式发布实施,在设计,建设,施工等方面,为上海轨道交通使用TETRA 数字集群通信系统提供依据和指导.收稿日期:2004.04.15施勇上海市轨道交通管理处副处长
