轨道交通解决方案

城市轨道交通无线多媒体通信解决方案

随着经济的发展，人们生活水平的提高，加速了城市化进程的脚步，人口的集中扩充，使得地面交通拥挤、杂乱等问题日益凸显，为解决城市内部的交通拥堵问题，世界各国都在大力发展城市轨道交通等基础设施建设，将地面交通引入地下交通地铁，与其它交通方式相比，地下交通以其快捷准时、安全可靠、站地少、运能大、能耗少、污染小等优点，受到世界上许多大中城市的欢迎。发展大容量城市轨道交通已经成为世界各大城市的共识。越来越多的人们在日常出行也都在选用方便快捷的地铁等城市轨道交通工具，从而推动着地铁的快速发展。当前地铁已经成为大中城市重要的交通工具，逐步深入到市民的生活中。

近年来，我国国民经济持续快速发展，人口流动大，逐步涌向大中城市工作和生活，使得我国也迎来了大中城市地铁、城际轨道交通建设高潮。目前国务院已经批复了20多个城市的地铁建设规划，到2015年前后新建轨道总里程将超过2200公里。

作为地铁运营中不可缺少的重要组成部分的地铁无线通信系统是现代运输与通信高度结合的产物，是保证地铁安全、高密度、高效运营的重要手段。

Ø客户需求

城轨通信系统总体架构：

城轨无线通信网络可应用于专用无线系统，视频监控和广播和乘客信息系统中，实现无线的安全接入和快速部署。其中专用无线通讯系统，面向与地铁运输有关的工作人员，如调度员、值班员、列车员、安全人员、维修人员等之间的语音通讯和数据信息交互，它具有极强无线调度功能，对行车安全、提高运输效率和管理水平、改善服务质量提供了重要保证，同时，在地铁运营出现异常情况和有线通信出现故障时，亦能迅速提供防灾救援和事故处理等指挥所需要的通信手段。视频监控：提供列车运行、防灾救灾、旅客疏导等方面的视觉信息。广播、乘客信息系统：为乘客提供列车停靠、进出站信息、安全提示和向导、音乐向工作人员播发通知等语音和视频信息。

对于无线网络的需求：

同时，现有的WLAN技术在轨道应用中存在诸多问题：

随着技术的发展和信息安全日益严峻，构建我国安全自主、先进高效的无线通信网络成为城市轨道发展的迫切需求。

Ø方案描述

ZiLTE系统基于先进的4G无线通讯技术，其技术特点如下。

通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。 高频谱效率，下行链路5(bit/s)/Hz，3-4倍于R6版本的HSDPA；上行链路2.5(bit/s)/Hz，是R6版本HSUPA的2-3倍。

以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。 并且有完善的QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务(如VoIP)的服务质量。

系统部署灵活，能够支持1.4MHz-20MHz间的多种系统带宽，保证了将来在系统部署上的灵活性。

低无线网络时延：子帧长度1ms，降低了网络时延，时延可达媒体面时延<5ms，控制信令<100ms。

包含大量中国的专利，由中国主导，同时得到了广泛国际支持，成为了国际标准；并且产业链丰富，与其他国际移动宽带技术基本实现了同步发展，代表着当今世界移动通信产业的最先进水平。

TD-LTE将成为城市轨道交通新一代无线通信制式和标准。

基于LTE无线宽带技术的ZiLTE系统提供专业的无线集群调度功能，以及满足车地无线通信的高清视频监控和多媒体广播需求。ZiLTE的核心网部署在中心机房或控制中心，无线基站部署在车站通信室内或者隧道等区域，而无线车载终端（TAU）部署在列车内，与车载子系统有线连接，其车载终端天线安装在车厢顶部外侧。工作人员配备智能手机，可实现语音、可视化集群对讲、数据、图像和高清视频等各种业务，为列车运营、电力供应、日常维修、防灾救护、票务管理提供指挥和调度命令的无线通信工具。

ZiLTE无线宽带系统可支持

PIS(乘客信息系统)的车地无线通信
正常情况下，提供列车时间信息、政府公告、出行参考、股票信息、媒体资讯、广告等实时多媒体信息； 火灾及阻塞、恐怖袭击等情况下，提供动态紧急疏散指示。

车站/车载视频监控

利用车载摄像设备对驾驶室、客车室进行实时视频监控。利用车站摄像设备对站厅、月台进行实时视频监控。同时支持移动高清摄像设备实现盲区，移动执法或者紧急状态下视频采样和监控。

多媒体集群调度

利用ZiLTE系统实现语音、视频多媒体的单呼、组呼等集群对讲，以及一键报警，通过调度台实现各种调度功能和二次开发接口支持各种行业应用（包括与ATS系统的对接，实现行车调度）。

应急联动/指挥

紧急突发事件下，综合利用PIS系统、视频监控、视频调度、集群调度等系统功能，实现多部门快速响应和应急指挥。

地铁多为封闭式环境，轨道交通站台站厅、区间隧道内各种无线信号几乎均为盲区，无线信号在隧道场景中传播容易产生快衰落。地铁列车车体、站台两侧安全屏蔽门会对无线信号产生严重的屏蔽。传统的天线照射，经过拐角后，信号衰减十分严重，会造成地铁隧道无法连续覆盖。同时从地铁运行的方向来说，天线安装只能与列车运行的方向平行，由于列车有多节车厢，对于部分车厢内的用户，信号需要经过多层穿透才能到达，信号衰减很大。而泄漏电缆可以灵活弯折，可以适应地铁隧道中拐弯的要求。同时泄漏电缆的信号方向与车厢运行方向垂直，可以通过车厢玻璃穿透到达车厢内的用户，不存在多层车厢的穿透损耗。而且信号方向与运动方向垂直，高速移动时的多普勒效应不明显。 通常情况下

对于正线、出入段、出入场线的隧道覆盖，采用泄漏电缆进行覆盖，可与商用系统共用泄露电缆。

站厅，站台采用室内分布系统，吸顶天线覆盖。

对于车辆段、停车场、高架和地面覆盖，可采用定向或全向天线进行覆盖。

地铁行车段的线路隧道，一般情况下上下行隧道分离，即上行一条隧道，下行一条隧道，如下图所示，隧道内的信号覆盖采用泄露电缆，在大多数情况下，为了减少投资，采取与商用移动通讯系统共用泄露电缆的方式建设。

受到传输损耗的影响，每个基站覆盖的隧道距离是有限的，如果两个相邻地铁站的距离小于基站可覆盖的最大间距，则只主要在两边的地铁站内架设基站（或RRU），即可完成站间隧道的覆盖。如果相邻两个地铁站的距离大于基站可覆盖的最大间距，需要在隧道中间再假设一个或多个拉远基站（或RRU），如下图的基站3。

车辆段是列车进厂维修的地方，当列车进入车辆段或者停车场的时候，一般车速很低，车内没有乘客，无须对乘客进行监控，只需要监控车头和驾驶室等地。车辆段一般空间较大，可能会有多列列车进场。
如果车辆段或者停车场位于室内，在此场景下的覆盖可以使用全向吸顶天线。

如果车辆段或者停车场位于室外，比如地铁的最末端或者地铁出地面的路段，可以通过在泄漏电缆的末端将RRU的信号引出到高增益定向天线，这样可以实现隧道和隧道口临近区域的统一覆盖，保证切换质量和效果。

对于地铁沿线高架路段的覆盖，站点仍考虑选择在站台，采用定向天线延铁轨方向覆盖。

支持可视化指挥调度：地铁集团内部内通信和人员调度指挥业务，实现具体到每个服务小组和工作人员的多级调度数据进行无缝的流转、实时采集现场工作数据，实现语音、图像、消息、指令实时发布及传送，实现部门间信息高效流转。提供“一机三屏”，语音、视频、GIS同时呈现，实现三种状态的联动作业。

通信调度台

语音调度，包括强插、强拆、会议、广播、监听等，还包括短信、传真、应急预案等多媒体调度功能；

视频调度台

提供达16路视频分屏管理，可控制任意一方（单兵、监控摄像头、视频手机等）回传的音视频信号，进行管理和分发等操作。

GIS调度台

支持对相关工作人员或终端进行的GPS定位、人员轨迹管理。

提供各种类智能无线终端设备（包括CPE无线数传终端、无线模块、智能手机和PAD等），其中智能手机提供专业的集群对讲功能（语音对讲和视频对讲），以及安装相应的行业应用软件（包括警务通），可实现移动办公和一线执法等应用。标准PCI-E无线模块可以安装在已有的行业终端，替代原有的GPRS等，实现数据的采集和传输。

通过融合通信平台，支持与PSTN/PBX/GSM/CDMA等各类通信网络的互联互通。

Ø方案特点

   专业集群功能，支持一呼百应和快速接入，接续时间小于250ms；专业调度台，丰富的二次开发接口，支持行业定制化。

   无线宽带，LTE技术提供100Mbps数据速率，支持高清视频传输；低于100ms的信令时延，保障信号的可靠传输和安全。

   良好的通信品质，专用信道传输语音，语音清晰，接近有线电话，抗干扰强，适合复杂环境通信；支持350Km/h以上移动速度，移动性远好于Wi-Fi，保障高速移动下的通信性能。

   ITU国际标准演进，自主研发产品，接口更开放，可为轨道交通量身定制；全球规模商用设备，满足互联互通需求。