无线通信系统在城市轨道交通中的设计研究

本文结合某城市轻轨3号线工程，对专用通信系统中的无线通信系统进行分析，包括对无线通信系统的设计原则、功能定位、制式选择、网络架构、基站配置及无线覆盖方案进行研究并提出设计方案，相关结论通过专家论证认可，已运用到具体项目中。

通信系统是地铁的中枢神经系统，通信系统为迅速、准确、可靠地传送地铁运营、管理所需的各种信息提供保障，这些信息包括普通话音、广播、文字、数据及图像信息等，同时还应能为其它有通信传输通道需求的系统提供相应的传输通道。通信系统包含专用通信系统、乘客信息系统、民用通信系统和公安通信系统四个相对独立的系统。其中，专用通信系统包括：专用传输系统、无线通信系统、公务电话系统、专用电话系统、视频监视系统、广播系统、时钟系统、通信电源系统及接地、集中网络管理系统、计算机网络系统等共10 个子系统。

现有的城市轨道交通通信系统存在的问题集中在5 方面，分别是：1) 统筹规划不足，多按照单线进行设计，导致通信设备的物理位置分散、占用面积大，后续存在重复投资风险；2) 为保险起见，备用电源的负荷能力设计过高，存在较大浪费；3) 通信系统中的各个子系统没有实现信道共享，导致通信信道闲置浪费严重；4) 各子系统、各线轻轨间不能有效互联互通，存在“烟囱”现象；5) 各子系统、各线建设中的硬件及软件标准化不足，导致升级复杂且兼容性差。由于标准规范的不足、甚至缺失，导致国内城市轨道交通信息化建设及运营方面存在信息孤岛严重、各通信子系统单独组网运营，不能进行信息集中处置和统一调度；通信设施分散致整体利用率低；网络资源浪费；安全管控方案由各子系统单独建设， 缺乏统一调度和维修能力不足等问题。

本文以西南某省会城市轨道交通3 号线工程为对象，对专用通信系统中的无线通信系统定位要求展开分析，并提出具体设计建议，通过顶层设计统筹、分项工程深化设计相结合的方式，实现标准规范和服务能力统一，解决上述问题。

2. 工程概况及原则 本项目为西南某省会城市的新建城市轨道交通3 号线的一期工程， 工程项目线路全长43 公里， 均为地下线，共有车站29 座，设停车场2 个、主变电所3 座，控制中心位于3 号线与规划的其它轻轨线换乘站附近，要求与已投入运营的1 号线和在建的2 号线实现资源共享和互联互通。

2.1. 通信系统整体原则 本项目充分考虑该市城市轨道交通线网的总体建设规划，做到技术与经济的统一，充分考虑安全、环保和社会效益。系统既能满足本线的运营、维护和管理要求，又能保证城市轨道交通线网通信系统网络建设的合理性。同时，在设计中明确通信系统在灾害或事故的情况下应作为应急处理、指挥抢险救灾的通信手段。因此，整体上通信系统应具备高可靠性、技术先进、易扩充、开放性、通用性、灵活性， 能满足与在建和规划其他线路之间以及公用电信网络之间良好的互联互通能力[1]；并应能满足轨道交通运营、维护和管理的语音、数据、文字、图像等信息的处理、传输、交换和应用需求。