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摩托罗拉TETRA无线集群通信系统

在城际轨道交通广佛线的成功

应用与维护思考

 

 

1 应用背景

 

1.1 摩托罗拉系统在广州地铁的使用情况

 

广州地铁的发展离不开优秀地铁人对工作的执着与负责，也离不开尖端设备对地铁运营的支持，无线集群通信系统属于关键设备其中之一，从2003年开通的广州地铁二号线开始，摩托罗拉TETRA无线集群系统开始为地铁服务，到04年开通的三号线、09年开通的五号线，直至2010年底开通的三号线北延段、广佛线与APM线，多有采用摩托罗拉的TETRA系统，其版本从早期的Dimetra IP 2.0，发展为现今的Dimetra IP 7.0，在相互见证，相互合作的条件下，广州地铁与摩托罗拉公司与时俱进，为地铁内安全行车、便捷通话等优质无线语音、数据业务而努力。

 

1.2 广佛线简介

 

随着广州与佛山两市的高速发展，特别是两地人民在生活、工作中的界线逐渐宽广、模糊，为广佛两地之间的交流提出更为紧密、快捷、安全的需求。伴随广州地铁在广州市区中的飞速发展，为广州、佛山之间建立全新的城际地下铁路网络提供了优越的条件。于2010年11月3日，东起广州西朗站西至佛山魁奇路站的国内首条全地下城际轨道交通线路——珠三角城际快速轨道交通广佛线首通段正式投入使用。

广佛线采用摩托罗拉TETRA Dimetra IP 7.0的800Mhz无线集群设备，根据国家无线电委员会对轨道交通专用无线频点的管理要求，批准使用806-866Mhz内10对频点为广佛线开通前期临时使用频点。

 

2 系统组成

 

2.1 原装系统组成

 

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图1原装无线系统组成框图

 

原装系统，即全部由摩托罗拉厂家生产提供的设备，广佛线无线通信系统使用摩托罗拉TETRA Dimetra IP 7.0（Rabbit）的800Mhz无线集群通信设备，采用单交换机，多基站的组网方式，中央交换系统（MSO）置于夏南通信设备房.由于使用Rabbit系统，其集成度较高，区域控制器（ZC）、用户配置服务器（UCS）等关键设备安装在同一服务器中。首通段共14所车站及夏南车辆段各安装一台摩托罗拉MTS4无线基站，以星形的链接方式，通过各站OTN的2M业务卡，将基站数据传送到夏南车辆段。通过区间直放站、泄漏电缆与天线（垂直极化的吸顶天线与全向柱状天线）的组合方式，实现对广佛线全线区间、站台、站厅及夏南车辆段的专用无线信号覆盖。用户使用各种操作终端，实现语音通话及短信息传送，包括摩托罗拉原装手持台、车站电台、车载电台、调度台四种终端，实现调度人员对列车司机、站内人员等无线集群网内用户的通话。

 

2.2二次开发系统组成

 

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图2二次开发系统组成框图

 

二次开发系统，即在摩托罗拉解决方案基础上，向其他开发厂家提供各种接口与网络协议，为地铁线上调度人员及维护人员提供更直观，通用性更强的操作平台。广佛线无线设备的二次开发厂家为上海铁道通信工厂，其二次开发设备机柜安装于夏南车辆段，通过以太网交换机，与原装设备的边界路由器相连接，进而实现短数据、语音业务、数据库文件的传输，带有二次开发调度台数据库管理的服务器，提供与时钟、ATS等对外接口，更为丰富无线集群系统的功能。各原装设备与二次开发设备会把故障信息汇总于二次开发网管上，实现全体无线设备的故障告警显示。在终端方面，调度人员主要使用二次开发调度台为主，原装调度台为辅的方式，维修人员则关注二次开发网管终端的告警查询，同时使用录音机对调度通话进行录音。

 

3应用于广佛线的系统功能及情况

 

3.1主要功能介绍

 

3.1.1语音功能

 

在语音业务中，常用的呼叫模式有半双工的组呼，作为最重要且最为强大的功能，组呼功能在广佛线上使用频率最高，从调度人员对列车，调度人员对维护人员以及站内人员呼叫等语音通话，均使用占用资源较少，受众较多的组呼方式；而全双工的私密呼叫，则因其占用信道较多，通话用户仅为两个的原因，对一般用户并不开启，只向调度用户及特殊抢修人员开放该功能，其余终端一律只能接受私密呼叫而不能主动发起；作为特殊情况、紧急情况中使用紧急呼叫，需要紧压热键方可发起，在紧急呼叫被默认为全双工呼叫，且通话级别最高，且在摩托罗拉的解决方案中，必须由发起方结束该紧急呼叫，方可完全取消，否则该紧急呼叫会占用已用信道一段时间，即“谁发起，谁结束”；多选、派接呼叫，作为比较实用的解决方案，实现多个不同组别的同时呼叫及派接呼叫，使处于不同通话组下的用户在调度人员的调配下可建立通话，大大增加不同专业协作的可靠性。

 

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图3 语音功能中组呼示意图

 

3.1.2短数据功能

 

短数据业务尽管不是操作界面中常用的功能，但该功能对于调度人员对列车的指挥调度有至关重要的作用，除可发送预定义的短信息外，依靠摩托罗拉解决方案中提供的短数据路由，通过短数据服务器及交换机，将短数据透过覆盖网络传送到列车或二次开发服务器中，可实现二次开发车载台寻位、列车告警上传、列车资源的转组、呼叫请求及短信息收发。

 

3.1.3互联互通功能

 

互联互通作为摩托罗拉解决方案中较为出色的一个功能，通过地铁骨干网的传输网络，把使用摩托罗拉系统的不同线路设备，通过核心路由器之间实现互联互通，透过这样的方式，使不同线路，使用不同频点或终端设备的网络用户，实现语音通话，使无线用户在跨越本区漫游时的正常通话功能成为可能，通过这个解决方案，为各线路无线系统融合管理，制订统一标准提供有利条件。

 

3.1.4网管功能

 

网管功能在此并不单纯表示系统提供的告警查询信息或图文信息显示，由于无线中央系统的高度集成，其原装网管中安装有丰富的服务器管理软件，从中央系统各模块到基站配置，从用户数据库管理到通话组权限设定，摩托罗拉集群通信系统中包含的每一个模块或用户终端，都可以通过网管系统进行修订与设置。网管系统中常用的软件有用户配置管理器（UCM）、区域数据管理器（ZDM）、统一事件管理器（UEM）等对应不同服务器的管理软件。例如摩托罗拉提供的网管解决方案，在通话组设定中可以对用户终端进行多种功能及权限的设置，用户的私密呼叫权限、短数据收发权限等均能在网管中设置实现。通过强大的网管功能，将不同设备的各个参数数据化、表格化，使维护人员更为简单易懂地完成复杂的系统配置工作。

 

3.2用户使用情况

 

3.2.1用户部门中的成功应用

 

摩托罗拉Dimetra IP 7.0及二次开发设备，为用户部门提供最为重要的调度管理功能，调度人员通过短数据功能，实现对列车资源的转组，通过语音功能，对列车及其他本线路人员实现基本组呼或特殊情况下的紧急呼叫，调度台操作简明易懂，二次开发调度台服务器为调度台提供的资源，使不同调度角色获得相应的通话组资源，且系统稳定，响应迅速，能较好地为调度用户提供支持。

 

其他用户部门，如司机通过短数据及语音业务，完成重要的列车通信，供电，工建等。一般用户部门则主要使用移动台的组呼功能和紧急呼叫功能，为线路内日常工作与特发故障保证高质量的通信话务。

 

3.2.2维护部门中的成功应用

 

作为摩托罗拉无线系统在广佛线内的唯一维护团队，在摩托罗拉解决方案的帮助下，维护人员可通过网管中的软件，直观、便捷地查看、修改系统内的参数，尤其是对终端数据库的管理，尽管操作步骤较多，但通过详细步骤写入的用户数据更为严谨与安全，可操作性高。透过图文界面，维护人员可观察实时告警信息及故障注释，了解当前故障情况及处理方法。基于全IP交换的Dimetra IP 7.0系统为远程访问基站，集中配置基站提供强有力的支援。而编程简易的用户终端，令维护员工在操作上容易上手，更好地铺开检修工作。

 

4运营维护中的思考

 

4.1无线集群系统日常维护思考

 

随着广佛线的顺利开通，对摩托罗拉无线集群通信系统的日常检修成为维护队伍的例行工作。这些检修中，包括基本的日检、周检，以及更为详尽的月检、年检，还有根据长时间使用而制定的三到五年检。各种检修一环套一环，以最基本的日检为检修基础，增加多项细致的检查和清洁，形成更为高级别的设备检修。每一项工序均需经过编写维修规程加以规范，每一次开展检修工作均需制作检修表格和预编排年度检修计划方可进行，且检修规程与表格更需每年优化。

 

就检修工作而言是乏味而枯燥的，摩托罗拉设备的稳定性比较高，每一次的检修中基本不会出现故障，但外围的不稳定因素也有可能引起设备的自我保护。正如一次例行的周检中，检查人员及时发现区间有外部强信源干扰，造成突发的驻波比升高，而基站信道机的自我保护开启并停止运作，通过例行检查，及早发现，为故障处理争取时间，可见日常检修对于增加设备稳定性，及时发现隐患并处理有相当重要的作用，不能因为设备有告警和保护功能而不注重日常巡检，同时还要从中发现隐患，及时与设备提供商联系，共同寻找解决问题的方法。

 

4.2无线集群系统故障处理思考

 

在长达一年的使用过程中，设备可能会出现各种不同的现象，而摩托罗拉无线系统解决方案中也考虑到这一点，对于不同程度的故障会有相应的应对方法。

 

正如区域控制器（ZC）作为语音交换的重要服务器，其故障将影响到所有用户终端的正常通话，而实际故障情况中，由于ZC处于冗余备份的状态，当主用的ZC出现故障，即通知热备份中ZC2自动切换，以确保基本的语音通话能实现。

 

站内基站，如与控制中心的网络连接断开，仍可进行基站的降级模式——单站集群的方式实现站内无线用户通话，而天线输入端口驻波比高时，亦会关闭信道机收发功能进行自我保护。遇到以上情况，隔站之间的信号覆盖在解决方案中亦有被考虑，即左右两站的功率覆盖足以确保中间站在断网或基站信道机故障后，仍能依靠左右两站的漏缆信号覆盖得以确保隧道区间行车通话信号正常。

 

在摩托罗拉的解决方案中，设备自身具备充分的故障自动处理或信息响应功能，但作为维护人员，主要考虑的是如何及时了解故障性质并根据维护经验，在不影响设备运作的前提下完成故障抢修，这是故障抢修的难点，很多时候在遇到故障的情况下，选择重启的方式往往能解决很多软件上的问题，一般性的重新启动，简单而快捷，但考虑到重新启动服务器的情况下，会使在用设备出现短暂的切换，在处理此类型故障时，应慎重处理，注重收集，分辨出哪种类型的重新启动适用于在线运营时间，哪种类型重新启动适用于非运营时间。另有一类的故障处理，对于曾经进行重新安装的服务器软件，往往容易令维护人员忽略软件间的同步需求，同步过程中需要重新启动相关联的服务器，正如在修复用户配置服务器（UCS）时，需要同步区域数据服务器（ZDS），会引起原本依靠ZDS使用的调度台出现同步更新及短暂切换，这是故障修复中必须要注意的。由于摩托罗拉TETRA无线集群解决方案中，已考虑到最坏情况下的设备运行，为我们提供了可以在缺少某些服务器的情况下靠本地数据库的后备模式继续使用。因此，利用设备强大的自愈及保护功能，正确选择故障处理的时机，作为维修人员在日常维护工作中和告警现象发生时，注重累积经验与及时总结提高，判断哪些告警现象可即时处理，哪些需求运营结束后处理。

 

5加强合作的意义

 

作为多年的合作伙伴，摩托罗拉向广州地铁提供了诸多贴合用户需求的无线集群通信设备，并为每一条线路提供量身定做的独特解决方案。鉴于旧设备不断需要维护，新设备不断进入未来开通的新线路，与摩托罗拉公司的技术合作将变得更为迫切，特别是对旧有线路的一些反复出现的问题与新线中棘手的遗留问题，更需要维护人员向摩托罗拉公司的技术力量请求支援，并从中学习了更多问题的解决方案，加强合作意味着自我提升，无疑为地铁无线集群通信的维护提供更好的保障与技术支持。

 

6结束语

 

以全IP交换为基础的无线集群通信设备，将成为未来城市轨道交通通信中的重要一环，先进的科技发展为无线通信设备的升级、功能的全面提供更好的支持，成为一套更符合实际的解决方案。同时先进的设备对维护检修工作提出了新的要求，维护单位与厂家的交流，以及检修中的积累与思考是保证无线集群设备在地铁中发挥最大作用的关键因素。随着摩托罗拉Dimetra IP 7.0系统在广佛线中的成功应用，将成为广佛两地未来开通的新线路的借鉴。展望未来，期待摩托罗拉TETRA无线集群通信设备，将更好地为城市轨道交通行业提供优质、稳定、高效的无线通信服务。

 

7参考文献

[1]吴良，珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程通信系统无线子系统培训资料，GF/SRCEF/MNU/09/0001/A

[2] Motorola，Module_3_System_Components，2005

[3] Motorola，Module_2_Features___Functions，2005

 

 

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