城市轨道交通无线通信系统互联互通的思考

城市轨道交通无线通信系统互联互通的
思考
摘要：地铁专用无线通信系统（以下简称“无线系统”），主要提供城市轨
道交通日常管理、无线调度、防灾救援和事故处理等的无线语音、数据通信，是
保障地铁高效安全运营的重要手段，因此无线系统在轨道交通行业起着至关重要
的作用。

LTE或5G无线通信接入既有线TETRA集群无线系统及线网系统存在接入
风险，网络实现困难，本文主要分析城市轨道交通无线系统互联互通的思考。

关键词：城市轨道交通；互联互通；应用技术；无线通信、集群调度
引言
伴随着信息技术和人工智能技术的发展创新以及应用，客流需求的不断增加，致使运营规模不断扩大，运营制式的多元化、运营线路的网络化趋势愈加明显。

这也对城市轨道交通的运营管理提出了新的需求。

实现互联互通有利于地方城市
轨道交通建设的标准化，降低产品研制和线路采购标准，进一步降低采购成本；
有利于实现资源共享，降低全生命周期建设成本；能够实现城市轨道交通的网络
化运营，对于轨道交通行业的发展有着重要的意义。

1、互联互通的概念与含义
在城市轨道交通中，互联互通是指在不同的线路轨道中车辆、信号、通信以
及供电等多个部门相互兼容，通过协调可以实现资源共享从而降低运行成本，提
高资源使用效率和服务水平。

另外，还可以为乘客提供更加便携、人性化的服务，从而达到不同交通网络与线路之间的衔接处理。

互联互通是实现多模式、多功能
的轨道交通网络化运营和全面发展的关键，它可以建立一个互联互通、融合运行
的服务体系，提高整个城市交通运输行业的发展水平。

互联互通包含两个方面：
一是物理层面的互联互通。

这一层面是指根据不同的线路、设备之间的相互兼容性，采取专业的技术与方法实现整个运营组织的协调，达到不同路线之间的相互
联系。

这一层面的互联互通主要特点是车辆在不同线路或者不同运输体系之间的
连通运行，可以保证乘客的出行服务水平，灵活地实现多种跨线路运行方案，提
高整个网络的综合效率。

当前我国轨道交通运输中物理层面的互联互通是对既有
铁路的网络相互连接、高速铁路的互联互通以及城市轨道交通网的互联互通等多
方面的内容。

二是服务层面的互联互通。

由于受到交通工具种类、轨道形式以及
相关设备自身性质的限制，在不能够实现物理层面互联互通的条件下，可以通过
便携、高效、人性化的服务达到交通网络不同线路之间的高效协同，这种方式被
称为服务层面的互联互通。

2、轨道交通互联互通工程的实施对策
要实现城市轨道交通线网级别的互联互通，需要在新线建设初期做好顶层设计，将后续线路的设计标准进行统一。

无线通信系统互联互通设计要能够实现网
络指挥中心的监督功能，满足不同线路的不同速度及发车密度需求。

无线通信系
统选型时相关线路应尽量统一制式或能够兼容。

5G 通信技术主要解决了信息延迟问题，信息延迟对城市轨道交通运行产生
的影响较大，低延迟对于提升城市轨道交通资源利用率有着重要作用。

目前 5G 技术相对较为成熟，其延迟低于第四代通信技术，而且在信息完整性方
面有着明显的优势，5G 技术通过特殊的信息加密方式对信息进行
了处理，能够确保信息在复杂的环境下高效地进行传递，传输速度快和信息保
真度高成了城市轨道交通信号系统中重要的技术之一，目前 5G 商用的效果越
来越明显，想要进一步降低通信时间误差，逐步将 5G 技术应用于信息系统
非常关键，技术研究人员应建设更多专门服务于城市轨道交通的 5G 基站，不
断加快新一代通信网络的建设，为城市轨道交通信号系统提供良好的通信服务。

此外，在信号系统中云计算技术也有着重要的应用，通过云端对大量数据进行
处理，能够有效地提升数据处理效率，从而提升信息传递的质量。

随着相关技
术发展，信号系统的运行稳定性将会逐步提升。

3、轨道交通无线通信系统互联互通实现方案
3.1实现方案
为确保各线路系统安全，需对接入线路的MSO系统网管进行一次全面的系统
检查和数据库备份，主要检查服务器硬件和各个服务器数据库的状态、路由器、
交换机等网络设备的运行状态，及查看系统网管是否存在故障告警。

延伸线路无
线系统升级完成之后，在接入线网中心前需在网管上确认已经具备以下条件：1）基站和调度台均已接入既有线无线系统中。

2）已经具备无线系统中的2个MSO
至传输链路，同时从系统2个MSO敷设2根6类网线至骨干网传输系统，将骨干
传输网接入的2个端口加入到既有已经使用的互联通道中。

在具备以上条件的基
础上，可进行系统的互联互通接入工作。

此时需对既有的已经相连的各个系统包
括机场线无线系统进行配置更新；无线系统的2个MSO通过2条以太网通道连接
到渭河中心的无线系统；配置无线系统服务器，使之能够实现系统间的数据信息
交互、共享、协同，并且各项功能协调统一。

为确保地铁无线号码资源实现统一
的调度与管理，按照地铁原有线路号码编排规则，完成号码编排。

地铁线网的无
线号段分配见表1。

按照各条线站点分布及运营需求，要求各条线分配的无线号
段不同，且号段不能重复，若已分配号段不能够满足用户需求，可按照原有号段
依次向下延伸实现号码扩容。

图1地铁线网MSO实现互联互通系统连接
3.2互联互通故障处置原则
全局调度系统故障时，全局调度员需将互联互通调度权转换至单线调度员，
由单线调度员指挥，全局调度员负责统一协调，维持跨线运营。

联络线进路不能
自动触发时，由跨线列车交出线行车调度员向接入线行车调度员申请进路，待接
入线行车调度员确认接入车进路准备妥当后，方可排列跨线列车发车进路，维持
跨线运营。

跨线列车在正线发生故障，且短时间运营秩序无法恢复时，由全局调
度员发布停止跨线运营的调度命令，待故障列车故障处理完成或救援至故障车停
留线后恢复跨线运营。

交出线或接入线行车设备（信号、通信、接触网、车辆等）故障，中断运营或需调整列车交路时、全线车站乘客信息系统（PIS）或广播发
生故障不能正确引导乘客乘坐时、发生恐怖袭击及其他公共安全类事件时、联络
线发生故障不满足行车条件时，应由全局调度员发布停止跨线运营的调度命令，
待故障处理完成后恢复跨线运营。

跨线列车故障不具备上线条件时，应停止本次
跨线列车运营，并通知车场调度员准备备车顶替运行。

4功能安全和信息安全的融合及挑战
比起传统无线通信技术，5G网络通信安全性更具优势。

其提供了支持多种接
入方式和接入凭证的统一认证框架，可满足多种应用场景中的安全保护需求，并
为用户提供隐私保护。

由于城市轨道交通是安全苛求系统，随着其智慧化应用进
一步拓展，在要求确保功能安全的前提下，信息安全也已成为城市轨道交通领域
重要保障。

在智慧地铁时代，列车一旦受到攻击，就可能会影响列车的功能安全。

例如，当CBTC系统受到无线信号强干扰时，车地间会无法通信，进而影响列车
运行。

列车的运行控制和管理在实现智能化后，在更具开放性的同时，也更易受
到各种攻击。

为此，在提升智能化管理水平之前必须明确智慧地铁和全自动无人
驾驶系统融合的安全域以及安全域的安全需求，并应在设计和实施时充分关注列
车的功能安全与信息安全，完成两者的统一设计与实现。

结束语
将无线通信技术与轨道交通通信系统进行有效结合，对于提升列车运行当中
的安全性能和稳定性来说，都具有重要优势，使得交通信息数据的传输效率得到
提升，同时还能够保证其数据传输的安全性和私密性，进一步推动轨道交通运行
质量的稳步提升。

无线系统作为地铁通信系统的基础设施，要实现全线网无线系
统的互联互通，首先需要了解当前线网及新建项目的网络结构，合理规划网络传
输节点及网络路由方式，从骨干传输网络搭建到无线系统，及各数据库的升级和
备份，均需根据当前网络情况，提出接入方案并进行风险评估，最后再实施。

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