地铁通信广播系统

第一篇：地铁通信广播系统

北京地铁亦庄线专用通信广播系统

摘 要：广播作为简单、有效的通信手段，它始终为我们提供着不变的可靠服务。地铁广播系统是地铁通信系统中的一个专用子系统，在地铁行车组织、客运服务、防灾救险、设备维护等方面具有十分重要的作用。地铁广播系统由于应用场合要求高，集中体现了现代广播系统的全部技术特点，是现代高级广播系统的典型应用。

关键词：PA；广播系统；地铁广播系统

公共广播系统简称PA系统(PublicAddress)，广泛用于车站、机场、楼宇等场所。提供背景音乐和作业广播业务，义兼作紧急广播。

地铁广播系统是地铁通信系统中的一个专用子系统，在地铁行车组织、客运服务、防灾救险、设备维护等方面具有十分重要的作用。平时在地铁车站的不同 域为售票、检票、进站、候车、乘降、出站、换乘等播报不同的服务用语和有关注意事项，为提供各项服务．维持车站秩序，有效疏导乘客乘车先下后上，缩短列车站停时间，确保列车正点，创造了条件；在车辆段车场、隧道区间等地铁作业场所为调度指挥、车场调车、车辆调试、设备检修、线路维护、供电轨送断电、设备送断电等提供安全提示及告知等作业广播服务；当发生重大活动、节日等引起地铁客流激增时，作为实施应急客运组织的重要手段，为大客流运营组织提供保障：当遇事故灾害等突发事件时，则作为紧急疏导、指挥救灾的重要工具。广播系统为地铁客运、行车、防灾、设备维护等部门提供功能完善的先进作业工具．提高了地铁客运服务质量和处理突发事件的能力f。

北京地铁亦庄线专用通信广播系统，总体上根据国家和地方相关规范进行设计。配置和功能根据亦庄线招标需求进行了适应性设计。系统结构

1．1 亦庄线广播系统

广播系统拓扑结构图，1。控制中心临时控制中心图1 广播系统拓扑结构图 亦庄线广播系统，采用目前主流的控制中心与车站两级控制结构。控制中心和车站之间通过网络进行连接。控制中心的指令和音频均经过网络传输至车站，实现中心对车站的控制和广播操作。广播系统在控制中心配备了网管计算机，实现对整个系统的遥测、遥控。

按照亦庄线工程招标需求，亦庄线在台湖车辆段设置了』临时控制巾心。待小营控制中心建设完毕，台湖临时控制中心将转入备用。

1．2 车站广播系统

拓扑结构图，地铁广播系统属于现代高级广播系统，主要包含音源、音源管理控制设备、功率放大器、输出控制设备、声音还原设备以及电源管理设备。

车站广播系统采用总线制结构、模块／板卡形式设备设计。所有模块／板卡均能在线进行更换。具有配置灵活、维护方便、扩展性好等优点。车站广播系统中所有模块和设备均连接在内部的TBA总线之上，由中央控制模块对总线资源进行统一的协调管理。当操作员在人机界面进行相关操作后，中央控制器将统一协调广播系统的各功能模块配合动作完成广播功能。

前端信源输入方式有多种方式，包括话筒实况广播、预录制语音端广播、线路广播等等。并且能够将其他系统提供的音频广播到目标广播区。

1．3 中心广播系统中心

广播系统拓扑图。

中心广播系统能够完成对全线各站的选站选区．进行广播或者监听操作。当前广播系统的控制界面多由综合监控系统进行集成。通过互相接口完成功能实现。

1．4 车辆段、停车场广播系统

车辆段和停车场广播系统的结构与车站相同，由于广播分区较少，相应的设备数量也随之减少。控制中心广播系统对车辆段、停车场广播系统只进行网管操作，不进行广播操作。系统功能

1)中心广播功能。控制中心操作人员能够在权限内对所辖站、场进行广播操作。

2)中心监听功能。控制中心操作员可以在权限内监听下辖各个车站广播区的广播内容。3)应急广播功能。广播系统中配置有应急广播控制模块，当系统设备出现故障情况时，可按下防灾广播控制盒的应急广播按键进行应急广播。

4)自动进站广播。广播系统接收信号系统发送的信息，在列车即将到达、到站、离站时，启动数字语音合成模块内的预存储语音内容，进行自动广播。

5)实况广播(话筒口播)。f“播系统通过话筒实时拾取操作员的口播音频实时的播放到目标广播区 ．

6)背景音乐，‘播(BCM)。背景音乐作为一路单独的音频通过播放器接入到午站f ‘播机十臣。背景音乐掩盖环境噪声，创造与审内环境相适虚的气氛，7)预录制广播。在车站配置有数字语音合成模块．存储、播放数字格式的音频

8)监听功能。广播系统设置有监听设备，有权限监听下辖各广播 播 的内容，监听音量可调．

9)平行广播功能。系统中设置音频矩阵模块．可以同时将不同的信源输入连接到不 的广播 输⋯互不干扰，实现平行广播的功能 10)优先级广播功能。系统具有优九分级广播功能。对于目标广播 叠加、冲突的操作按照没定的优先级进行协调。

11)功放故障门动检测、自动切换主备机功能 广播系统能够实时俭测功率放大器的状态。当功放⋯现故障时，巾央控制器发 切换控制信号，用备用功放替代故障功放的¨I 作，此过程不中断广播。j 将故障信息发送到网管终端

12)广播 音量自动调节。广播系统通过装在站台的传感器检测噪声，根据检测到的噪声值自动调节广播 域的音量，保持一定的信噪比。

13)广播 自动释放。某种广播操作完成后，广播系统会按照程序预没的方式自动释放广播区。避免域无效占用

14)功放时序上电。为使扬声器和电源不受功放启动电流的冲击，广播系统对功放进行时序控制逐台卜电

15)负载f)(保护。系统通过内部设备的采样，配合软件算法可对负载 状态进行检测。必要时将负载断开．将损害隔绝存外部

16)循环广播。广播系统默认将语音合成模块中特定编号语音段循环，‘播．．

17)广播预示肯功能。除应急广播外的所有广播操作，都会以提示音作为开始，以提醒受众注意。

18)口播录音功能。广播系统的录音模块能够对广播内容进行录音，录音【大J容可按编号进行查询 录音内容不能人T擦fII，循环记录。

19)网管功能。网管终端吖对仝线广播设备进行统一监控和管理，具有集巾维护和自诊断功能．可进行故障管理、性能管理、配置管理、安全管理。实时监测中心、车站、车辆段广播设备的运行状态。隧道与地下工程器；窭羹警 蠢i j魏露誉 0il魏 熊嚣{翁薅酶蘸 接口

广播系统接口方案灵活多样，可选择的方式有I／O十接点、RS一

422、以太网等方式文现与综合监控、电话、无线、集中告警、FAS等等系统连接，将必要的音频引入到广播系统，方便了运营人员对场、站的管理 设备选型 4．1 扬声器的选择

公共广播系统扬声器的选用应根据环境选用不同规格的广播扬声器。如：在天花板吊顶的室内，宜用嵌入式的天花扬声器，必要时可配备防火罩。仅有框架吊顶的室内，宜用吊装式筒型青箱或有后罩的天花扬声器。无吊顶的室内，则宦选用壁挂式扬声器或室内音柱。室外，宜选用室外音柱或号角。

公共广播系统扬声器以均匀、分散的原则配置于广播f)(，其分散的程度应保证广播 内的信噪比不小于15 dB。一般除了繁华热闹的场所．大致把本底噪声视为65～70 dB。故广播 的声压级宜在80~85 dB以上。

在近似的计算中，扬声器覆盖 的卢压级SPL同扬声器的灵敏度级LM、馈给扬声器的电功率P、听音点与扬声器的距离r等有如下关系：SPL=LM+101g尸一20lgrdb(1)由此近似计算，在天花板不高于3 m的场馆内．吸顶扬声器大体可以相互距离5～8 m均匀配置。另外在JGJ 16—2008民用建筑电气设计规范中有关有线广播及火灾事故广播设计安装中有一些硬性规定：“走道、大厅、餐厅等公众场所，扬声器的配置数量，应能保证从本层任何部位到最近一个扬声器的步行距离不超过15 m。在走道交叉处、拐弯处均应设扬声器 走道末端最后一个扬声器距墒不大于8 m”I 2】

4．2 功放的选择

公共广播系统选用的功放主要的特征之一是恒压输，这是南于广播线路通常都相当长，须用高压传输才能减少线路损耗。广播功放选用多大的额定功率，须视广播扬声器的总功率而定。

广播系统考虑到线路损耗、老化等因素。功放的额定输m功率按下式计算：P=KlxK2xK3×尸n(2)式中ｐｏ： 为分区扬声器的电功率和；

Ｐ１ 为线路衰耗补偿系数，取1．26～1．58； Ｐ2为老化系数，取1．2～l_4；

Ｐ3为第v分 同时需要系数，背景音乐系统取0．5～0．6，业务性广播取0．7～0．8，火灾事故广播取1．0。

4．3 扬声器连接电缆的选型

公共广播系统使用双绞护套广播电缆线。这样可以有效地克服线问寄生电容的影响；同时缆线外层再包裹一层塑料外套，对内部双绞线能够起到保护作用，避免在施] 过程【flI线槽、桥架割伤、短路内部芯线。

综合考虑性价比，广播传输电缆规格可以参照表1选择 I表l

地铁行业选用的线缆均采崩低炯无肉阻燃型。5 结语

广播系统目前正向着数字化处理、网络化传输的趋势发展。相比现阶段的模拟与数字结合，下一代的广播系统操作将更加灵活方便，系统稳定性、可靠性进一步提高，同时也将更加节能环保。相信在不久的将来下一代广播系统会迅速应用于地铁领域，为智能轨道交通提供智能的广播手段。

2．4 与实际工程导流墙设置的比较

在实际T程中．设计人员大多采用导流埔的设置为：下游引伸长度，J等于导流墙半径尺，为2 500 mlTl；偏心距为500 Iil111，其水流流速分布如图7所示。

34e 0103e 0171e O139e O108e—】176e 0145e_01l3e—O181e O150e—O118e一．0187e 0155e～0114e 0192e-016oe一0129e Ol72e—O256e一02柏e 02O4e—O3网7 实际T稗设置的水流流速分布冈

通过同6和图7的比较 知，文际设计的水流高速区 与有面积为67．43％，低于模拟的最优设置 故模拟的优化设置可以实现经济节约，运行水流流态更好，最终实现污水处理优化的效果。结论

1)通过该模型氧化沟导流墙的Fluent模拟，比较速度面积百分比的大小，得 导流墙 凶素的优化设置参数：下游的引伸长度为2 500IIIITI，导流墙的半径宜取1 500 Illm．偏心距为400 mill。

2)在实际T程没计之前，应通过Huent软件模拟，得 最优设计参数，指导T 程设计，文现污水处理构筑物效能的最大化。

第二篇：浅谈关于地铁通信系统的RPR

浅谈关于地铁通信系统的RPR

1352289 汤泽坤

摘要：通过对RPR技术的介绍和一些认识，使得对地铁通信系统有大致的了解，将计算机网络的新技术应用于地铁传输系统以提高地铁传输系统中多业务传输平台（MSTP）的业务处理能力以严格业务分类和地铁的服务质量。个人对先进计算机网络技术应用于地铁通信系统的认识。

关键词：RPR技术 以太网 EVPLn MSTP 引言：

IP数据业务的快速发展，使以太网局域网飞速发展，这就需要一个高速的MAN或WAN把它们连接起来，很多厂商提出了IP over ATM或IP over SDH的方案，利用的协议有MPoA和PoS，但是它们都有一个缺点，就是当第2层的服务进入第1层的WAN结构时，它们的带宽是静态分配的，这样带宽的利用率不高。一个好的解决方法是采用光以太网RPR技术（Optical Ethernet RPR），它使RPR环上的设备共享环上的所有或部分的带宽。以太网IP数据采用尽力传送的机制，是现在广泛采用的局域网技术，具有很好的扩展性，很适应现在的突发性数据业务，但是，QoS没有保障，保护倒换的能力也很差。SDH设备具有小于50ms的倒换时间，有多种保护方式，具有良好的QoS，但是SDH采用的是固定传送带宽，传送IP数据业务的效率不高，造成很大的浪费，SDH对数据业务的传送不是最佳的选择。

RPR技术的定义：RPR是一种网络技术。RPR的简称Resilient Packet Ring弹性分组环（802.17）, 从字眼我们可以看出这个技术的三个特点，首先是Resilient（弹性的），这个比较复杂我们后面慢慢谈谈这些弹性的优点。再次是Packet（包）,这个技术基于包的传送。最后是Ring（环）,包的传送要建立在Ring这种拓扑结构上。而且是一种双环结构，每个环上最大的带宽1.25Gbit/s, 双环最大带宽2.5Gbit/s.外环携带内环数据包的管理字节，内环携带外环的管理字节。这样，双环互为保护和备份。

RPR技术的发展，际电子电气工程师学会（IEEE）于2000年12月成立了RPR工作组（IEEE 802.17）。几家大型通信公司等发起成立了RPR联盟，推广RPR技术，RPR目前最新的草案是Draft3.0。

RPR技术的主要特点：

1、带宽效率——传统的SDH网络需要环带宽的50%作为冗余，RPR则不然，它把两个反方向旋转的环都利用起来，用于传送和控制数据业务流。此外，RPR还利用目的地报文提取的方式实现了环路带宽的空间重新利用。这样，就大大提高了带宽的利用效率。

2、保护机制——RPR可以提供在故障出现后50ms时间内的自动保护倒换业务，这就与SDH的ASP相类似，为用户提供了99.999%的服务时间。此外，业务流的优先机制确保了优先级高的业务流能够得到适当的处理，以满足实时性业务的需求。

3、简单的业务提供——RPR的目标之一是分布式接入、快速保护和业务的自动重建为节点的快速插入和删除提供了即插即用机制。RPR也是一项在环内使用共享带宽的分组交换技术，每一个节点都知道环的可用容量。在传统的电路交换模式下，全网格型连接需要O（n2)个点到点连接，而RPR只需要一个与环的业务连接，这样就大大简化了工作。

RPR的缺陷：RPR克服了传统的静态以太网的方向固定，组网不灵活及带宽利用率低等缺点。但也带来了一些不足：

1、相同的RPR模块不可以映射到不同的RPR环网中；

2、已经建立的不同RPR环网不能通过交叉模块进行链接。

RPR技术的应用方式：

1、主备网——建立2套RPR环网，2套环网采用的业务级别机制不同，在每个站点均需配置2个以上的RPR模块，每个模块分别组建不同的RPR环网。

2、全网同环——将全网组成一个整体环网，将需要使用的RPR模块利用MSTP的交叉模块组建为一个整体的环网。

3、混合型建网——即根据具体情况采用上述两种情况组合的综网，在不同的条件下应用不同的方式，以达到资源整合优化的目的。

RPR应用于地铁以太网虚拟专用LAN业务（EVPLn），地铁通信网中，数据网大多采用了EVPLn方式，以太网虚拟专用LAN业务具有的的特点是：MAC地址环路对于数据网来说是致命的，一个最简单的请求就会让全网瘫痪。

RPR技术应用于地铁传输系统中，基于光网路传输平台，将MSTP和RPR几何起来，对透传数据业务，如信号控制、广播业务等突发性不强的业务，可以通过MSTP来承载;而对进行贷款预留并允许突发的自动售检票业务，进行保证贷款也允许突发的图像业务，以及需要尽力传送的OA业务列这三个业务通过RPR来承载。这种对传输系统的每种业务进行最精细化的划分和最合理的处理，既能保证关键业务的安全和带宽，又能保证较高的带宽利用率，解决了带宽不足的问题，相应的使设备造价也得到降低，并且使设备在相当长一段时间内可以不考虑扩容和升级，满足多种业务需求，延长了设备的生命周期，较好地满足了目前地铁通信系统数据业务和图像业务的需求。

RPR的保护机制：RPR保护协议提供了对所有被保护业务小于50ms的可靠的保护倒换机制，即所谓的弹性。

1、源路由的保护机制(steering)——对于源路由的必备的保护，当检测到故障时，节点并不在故障部分进行绕回，而是向各个节点发送保护请求信息告知链路故障，当各节点收到表示故障信息的保护请求信息时，各节点更新保护数据库，发送业务的源节点负责将每个源站点的业务从外环或内环转移到另外一个单向环，而避开失效的链路。在源站点的源数据库没有更新之前，因为没有相关的机制，传送包将在失效点丢失。源路由保护方式的优点在于大大提高了环路带宽利用率，并且某条光纤上的业务保护倒换时，对此段另一条光纤上的业务没有任何影响。2绕回的保护机制(Wraping)——在这种方式下，当检测到故障时，故障邻近的节点会把一个环上的业务绕回到另一个环上，绕回发生在故障处两端节点，按保护倒换协议进行绕回。这种方法使数据流在经过很长一段路径到达目的节点时，都会保持连通性。对于回绕保护，如果设备失效，从失效点进出的业务将回绕到沿反方向发送的环上。在保护倒换协议的控制之下，保护回绕发生于与故障点相邻的站点，业务流将通过回绕保护从失效点重选路由。此时的路由不是最优化的路由，随后，随着新的环拓扑发现，一个新的优化的数据通道将会启用。但拓扑发现和随后的优化路径选择已不属于保护倒换协议的范畴。当采用绕回方式提供保护时，可对RPRMAC层旁路，直接采用物理层的绕回。绕回保护方式的优点在于保护倒换时间相对快，分组流失少。如果分组为多播业务，则绕回保护方式不需要重新计算多播的复制点。绕回方式保护可根据具体支持的情况而定，是可选的方式，只有环上所有节点都提供支持的前提下才激活，业务在失效点直接切换到反向环以保证环上所有站点的连接，绕回方式保护对源站点是透明的。

结论：

随着计算机网络技术的不断发展，计算机网络技术（不仅仅是RPR技术）将更多的应用于地铁数据传输系统中，为人们的生活带来便利与发展。毫无疑问，科学技术的进步给人们带来的一定是更多难题的解决，随之而来的也会带来更高的要求以及更难以解决的问题。因此，应用新技术应对其先进行全方位的评估，从理论到实践是一条更加曲折的道路，需要对多种场景的模拟及多方面形式和环境的考虑以应用不同的技术，找到最合适的技术以应对层出不穷的问题。人类文明进入更高发展阶段的重要标志就是计算机网络技术的迅速发展和普及，而且计算机网络技术有效的推动了现代化的历史进程。先进的计算机网络技术成功的打破了空间以及时间之间的范畴，缩短了人与人之间的距离，给现代人们的生活和学习带来了极大的便捷。除此之外，计算机网络的飞速发展也给人类的社会生活带来了更新且更大的挑战，因此，我们必须不断的提高自身的思想。对最前线的计算机网络技术的发展是需要加以大力支持和鼓励的，计算机网络发展到今天也与人类各种社会活动，个人活动密不可分。因此，掌握一定的计算机网络知识，才能更好地将最新的技术合理的应用，这是我通过这篇论文得到的一点收获。参考文献：

【1】李瀛生MSTP内嵌RPR技术在地铁通信中的应用分析 【2】杨广群，杜薇 地铁通信枢纽——传输系统 【3】张雷，程时端弹性分组环技术 【4】贾志华地铁通信系统的RPR 挑战，并且及时的抓住计算机网络时代所带来的发展机遇，全面的推动人类社会的向前发展。

意识，积极的面对

第三篇：地铁移动通信系统切换设计解析

地铁移动通信系统切换设计

摘 要 结合广州地铁1、2号线工程经验,对地铁移动通信系统的各种条件下的切换方案设计进行探讨,包括隧道间小区切换、换乘站的上下层切换、站内和站外切换、隧道和地面切换等。关键词 地铁 移动通信 切换 基站

为了实现地铁移动通信信号的覆盖,必须在地铁内部建立专门的无线信号覆盖系统,由于存在多个基站来实现对地铁的信号覆盖,同时,移动用户经常是在移动的列车中或地铁出入口通信,因此,必然存在切换问题,下面结合广州地铁1、2号线的工程经验,对地铁移动通信系统切换方案设计进行探讨。1 切换的概念

切换是指在蜂窝系统中,移动台从一个信道或基站切换到另一个信道或基站的过程。这种切换操作过程不仅要识别新基站,还要将话音和信令信号分派到新基站的信道上。在小区内分配空闲信道时,用户的切换请求优于用户初始呼叫请求。切换是在不被用户察觉的情况下实现这个过程的,且一旦切换完成,移动台不应立即再切换。切换发生的门限值是在系统安装时进行初调的,且初始参数设置取决于系统性能要求,不能随意改变。切换的目的就是维持高质量的信号质量、平衡小区之间的业务量及恢复出现故障的控制信道,切换主要有以下三种形式。

1)信号质量切换

当基站接收到的移动台信号电平低于预分配门限值时就开始进行切换过程,服务基站通知移动业务交换中心(MSC),请求邻近所有其他小区,以便确定可最佳接收移动台信号的某小区,然后就把新的信道号通知给服务基站,以便移动台进行切换。

2)业务量平衡切换

本切换方式主要是为了平衡不同小区之间的负荷,以使每个小区不会出现过载现象。当相邻小区间重叠范围很大时,负载平衡是最有效的,这种平衡的实现可用“引导切换”技术来完成。

3)控制信道出现故障切换

在控制信道出现故障,此时可用一个话音信道作为备份控制信道。该特性设计的系统在控制信道出现故障时,如果移动台正在使用原指定的备份控制信道通话,则此时要求移动台切换到另一个话音信道工作,由故障引起切换的主要目的就是将此信道释放话音业务而准备控制信道。

切换的种类主要有小区内切换、基站控制器(BSC)内切换、移动交换中心(MSC)内切换、移动交换中心(MSC)间切换、网络间切换等。

在数字蜂窝系统中,是否切换是由移动台来辅助完成的。在移动台辅助切换中,每个移动台监测根据周围基站发出的信号进行无线测量,包括测量功率、距离和话音质量,这三个指标决定切换的门限。无线测量结果通过信令信道报告给基站子系统中的基站收发信台,经过预处理后传送给基站控制器,基站控制器对综合功率、距离和话音质量进行计算且与切换门限值进行比较,然后再决定是否进行切换。

数字蜂窝系统中的切换有时也称为硬切换。但在CDMA蜂窝系统中,由于不用按信道化的无线系统那样在切换期间分配一个不同的无线信道,扩频通信用户在每个小区里都共享相同的信道。因此,切换并不意味着所分配信道上的物理改变,而是由不同的基站来处理无线通信任务。通过同时估算多个相邻基站接收到的同一个用户的信号,MSC能够及时判断出任何时刻用户信号的最佳情况。

从不同基站接收到的瞬时信号中进行选择的处理称为软处理。软切换与硬切换的差别在于:硬切换需要先中断与原基站的联系,再在一指定时间内与新基站取得联系;而软切换就是当移动台需要与一个新基站通信时,并不需要先中断与原基站的联系。软切换只能在相同频率的CDMA信道间进行。2 地铁移动通信切换方案考虑

地铁站内的切换形式一般是信号质量切换,多数为MSC内切换,其类型主要有隧道间小区切换、换乘站上下层切换、站内和站外切换、隧道和地面切换等。2·1 隧道间小区切换

地铁内移动通信系统与地面移动通信系统之间的最大区别是全部在地下,而且大部分在隧道里面。这样一来,在隧道里面,在运行的车辆上保证越区切换的顺利进行就成了一个重要问题。

由于地铁隧道区间是链状覆盖网,一般基站(BTS)频率复用都采用隔站复用,因此列车行进方向的切换(本小区与邻小区)位于区间中部,而此时列车的车速也达到最高,同时列车又是金属外壳,这些都给切换带来了困难。由于隧道是地下一个封闭的圆柱形空间,隧道效应使高频信号衰减很快,为了保证隧道内的信号均匀分布,隧道内都使用漏泄同轴电缆(LCX)。

为了保证移动通信可通率大于等于98%,保证切换顺利进行的一个有效手段就是正确设计场强的覆盖,或者说,在系统场强覆盖设计时着重从以下两个方面考虑选用系统及设备的参数。

(1)在漏泄电缆场强覆盖区段,为满足无线通信覆盖可通率大于等于98%的系统要求,首先应正确选用漏泄电缆的95%接收概率的耦合损耗值(因为厂家提供的产品指标只有95%接收概率的耦合损耗值),该值与漏泄电缆LCX型号及频段有关(50%接收概率耦合损耗值与95%接收概率耦合损耗值相差3~14dB),然后再加一定的余量(对应于可通率98%,系统场强余量应再增加1.4dB)。具体计算如下[1]:

式中,P{x≥Pmin}为接收信号大于接收机输入端要求的最低保护功率电平Pmin的通信概率,Md为通信概率为98%时接收机输入端要求的中值信号电平,σ为位置分布和时间分布的标准偏差[2]。由式(1)可得

Pmin+2.05×7.5=Pmin+15.4dB

其中,σ为7.5dB(900MHz城市、混合路径标准偏差)。

由此可见,为满足98%的时间、地点通信概率,系统余量,应在50%的概率上增加15.4dB;与为满足95%的时间、地点通信概率,系统余量应增加14dB,相差1.4dB。故在漏泄电缆覆盖区段,为达到98%的时间、地点概率,系统余量应在95%概率值下再增加1.4dB。此理论数据值与在深圳地铁竹子林隧道实测的漏泄电缆95%与98%接收概率耦合损耗差值(0.8~2.3dB)非常接近。

还有一个工程措施,即让区间中点的漏泄电缆LCX联通,使两边基站来的信号尽量形成较多的重叠区,保证在列车高速运行下的切换顺利进行。

由于在设计中保证了98%以上区域各信号的最弱电平为-80dB(m),保证了切换时不会因为信号变化太快造成掉话。还有一个工程措施,即让区间中点的漏泄电缆LCX联通,使两边基站来的信号尽量形成较多的重叠区,当列车高速运行经过隧道中段时,原小区信号逐渐减弱,切入小区的信号逐渐增强,没有信号突然消失的情况,避免了移动台因为切换时间不足造成掉话。通过在网络中设置相应参数,将各隧道的覆盖场强调整到合适的水平,可以使切换更加平滑。

一般情况下小区间进行正常切换需要6~10s时间,对于切换区应满足12s切换的最低要求,而列车在隧道中段最高速度为80km/h,12s内行进的距离为

在理想情况下,本小区与相邻小区的信号在LCX中传输损耗是相同的,因此它们的场强衰减特性曲线相对于它们的交点是对称的,所以LCX的越区切换损耗余量可由本小区与相邻小区各负担一半,即1/2×267m=133m。对应于LCX传输损耗24dB/km,越区切换损耗余量为24×(1/1000)×133=3.1dB,参见图1。

所以,要保证隧道中的切换区长度超过266.7m。根据漏缆指标计算得知:900MHz信号在133m的漏缆中共衰减3.1dB,所以在最坏情况下原小区的900MHz信号将衰减到-80-3.1=-83.1dB(m),将驶入小区的900MHz信号强度增强到-80+3.1=-76.9dB(m),所以信号强度相差超过6dB,可保证通过场强比较的方式进行切换。2·2 换乘站切换

对于天线的配置,换乘站应统一规划信号切换区域,如换乘站是一次建成的,则尽量考虑用一个基站的信号来完成覆盖;如因工期或其他各种原因无法在一个基站范围内来完成信号覆盖的,则需在可能情况下,做出优化方案:①尽量减少重叠区域;②尽量减少短时间切换区域;③重叠区效应影响下的乒乓切换尽量安排在相对宽敞的区域,以尽量避免多径影响下的乒乓切换。

在广州地铁公园前地铁站,是1、2号线的换乘站,1号线站厅部分在1999年就投入使用,2号线站厅部分在2003年才投入使用,因此在站厅就需要1号线和2号线基站的信号才能完成覆盖。在工程设计中,考虑了以上的重点,如尽量减少重叠区域等,实现了各个区域的平滑切换。2·3 车站出入口切换

(1)交叠区保证:车站出入口附近一定要设置天线,使站厅信号与站外信号的交叠区尽量在出入口通道附近。

(2)梯度/平滑性的保证:出入口附近站内信号的梯度及平滑性容易保证;站外信号的梯度及平滑性受多径效应及地面多个基站天线的覆盖规划因素的影响较大,如有问题应与运营商共同协调解决。

在广州地铁2号线的个别车站,虽然在出入口附近布置了天线,但在出站时仍然无法实现与站外基站的正常切换,后经与运营商协调,通过其网络优化解决了切换问题。2·4 隧道与地面切换

隧道与地面切换情况如图2所示,要保证有足够的信号交叠区,可采用以下措施:

(1)延长LCX方式或洞口设置定向天线(延长洞内信号,使交叠区向外);

(2)设置直放站方式(延长洞内信号,使交叠区向外);

(3)隧道引入地面信号,使交叠区向内,由于各运营商地面基站设置的不同、向隧道引入地面信号实现起来相对复杂。

延长LCX、设置隧道口直放站方式均要注意,延长区域应足够长,使地面到隧道切换交叠区选择在一个稳定区域内。如果相邻地面车站需要覆盖,就可使其信号向隧道方向延伸,取得切换信号的“优势锁定”。实施中应兼顾上、下行行车方向,并与运营商做好切换规划的配合。在广州地铁1号线坑口地面站与花地湾站隧道入口处,场强覆盖就是采用了这种方式,将覆盖区域向外增加100m左右,避免了初期进出隧道时经常出现的掉线现象。结语

为保证在隧道内无线信号的顺利切换,应保证98%以上区域各信号的最弱电平为-80dBm,同时让区间中点的漏泄电缆LCX联通,使两边基站来的信号尽量形成较多的重叠区。换乘站应尽量减少重叠区域及短时间切换区域,重叠区效应影响下的乒乓切换应尽量安排在相对宽敞的区域,以尽量避免多径影响下的乒乓切换。车站出入口应保证交叠区及信号的梯度/平滑性,隧道与地面应保证有足够的信号交叠区。

通过以上切换方案考虑,就能保证在地铁站内移动通信的顺利切换,保证通信的可靠性及连续性。参考文献[1]杨留清,张闽申,徐菊英.数字移动通信系统[M].北京:人民邮电出版社,1995.[2]郭梯云,邬国扬,张厥盛.移动通信[M].西安:西安电子科技大学出版社,1995.[3]竺南直,肖辉,刘景波.码分多址(CDMA)移动通信系统[M].北京:电子工业出版社,1999.[4]龚小聪.地铁移动电话引入系统设计探讨[J].地铁与轻轨,2002(1).[5]徐华林,马建萍.地铁中漏泄同轴电缆的选择和配置[J].都市快轨交通,2005,18(1).

第四篇：典型地铁通信安防系统解决方案

XX地铁安防系统应用案例分析

XX地铁K号线是一条南北客流主干线，线路全长48km，其中高架线约5km，地面线1km，地下线约42km。共设车站30座(其中高架车站1座，地下车站29座)，控制中心1座，车辆段1座，停车场1座，本文以该地铁为例，谈其监控解决方案。

系统架构

整个系统建设中，除了垂直电梯的模拟摄像机采用普通D1的编码器接入外，其余点位从图像的采集、传送、存储、显示全部达到高清，要求符合HDTV标准的分辨率1920*1080以上全实时图像画质。

视频监控系统分为控制中心和车站两级组网，两级均可对系统内的图像进行监视和控制，监视功能相互独立，互不影响，控制优先级如下。

· 第一级：中心防灾值班员;

· 第二级：车站防灾调度员;

· 第三级：中心行车调度员;

· 第四级：中心总调调度员;

· 第五级：中心电力调度值班员;

· 第六级：车站行车调度员;

· 第七级：中心客调调度员;

· 第八级：其他用户。

运营视频监控系统与公安视频监控系统共用高清数字摄像机，专网高清视频摄像机提供模拟视频输出口供公安系统调看。对于根据运营电视监视设置的摄像机，地铁运营具有优先控制权。优先级可扩展，不同调度员优先级可在控制中心通过软件调整，调整方式灵活快捷，所有云台的优先级均可灵活设置。

系统设置控制中心调度员的行车监视、防灾环控监视、电力设备监视、客调监视和总调监视;采用控制中心远程监控和车站本地监控方式，组成一个完整的视频监控两级监视网络。各车站视频信号，由前端高清IPC采集处理后，送至车站的三层以太网交换机，通过三层组播的方式，控制中心交换机接收此信号后在相关调度员工作站进行视频显示及控制;另外提供8路图像进行相应解码处理后在大屏幕显示，并在控制中心交换机预留相应数字接口至日后TCC系统平台，CCTV监控系统通过标准协议体系和上级平台TCC实现互联互通互控(图1)。

车站监视系统

车站监视系统由前端图像摄取部分、车站视频处理部分、图像显示控制部分及图像上传等几个部分组成。主要设备包括：数字高清摄像机、彩色高清液晶监视器(综合监控专业提供)、司机监视器，视频编码器(垂直电梯内摄像头用)，车站视频交换机、NVR视频存储组、车站视频管理服务器、视频控制终端、控制键盘、电源分路器(内置式)、控制切换软件等设备组成。

· 车站控制室设置1台视频监控客户端、1台控制键盘，用于行车和防灾监控;

· 在车站上、下行站台各设置2台20寸液晶监视器，完成列车司机对乘客上下车的监视功能;

· 车站监控网络主要完成对本车站管辖范围内的视频信号的监控和录像;

· 本站值班员通过视频操作键盘或视频监控终端、调取本车站相关摄像机图像信息，并在彩色高清液晶监视器上显示;系统通过视频存储系统对本站所有图像进行录制。

车辆段/停车场等变电所监视系统

车辆段/停车场监视系统设备包括：数字高清摄像机、网络交换机、监控终端、视频光端机等设备。车辆段、停车场监控网络主要完成对车辆段、停车场混合变电所内变压器室及110kV开关柜室的视频信号的监控和录像。

因车辆段/停车场的前端摄像机数量非常少，将其按普通车站进行建设，配置相应的视频服务器、网络存储等就比较浪费资源。因此，车辆段/停车场的前端数字高清摄像机输出的视频信号，先通过光纤接入本地的视频交换机，然后该交换机通过传输系统提供的点对点以太网通道分别上传至就近车站，接入就近车站的视频交换机，这些摄像机在系统逻辑结构上作为该车站的点位。但是在软件平台界面上，则显示为与车站独立平行的级别。

在车辆段、停车场供电值班室分别设置1台监控终端，监控终端通过光端机接入本地视频交换机，逻辑结构上则登录至摄像机所接入的就近车站的视频服务器，完成全线变电所相关设备的视频实时调看、录像调看等功能。车辆段、停车场通信设备室至供电值班室内之间的光纤资源由其他专业提供。控制中心监视系统

控制中心监视系统设备包括：中心视频管理服务器、录像服务器、网管终端、NVR录像存储设备、回放终端、高清解码器、以太网交换机、视频监控终端等设备。

中心核心交换机通过传输接口接入视频传输网络，中心视频管理服务器、录像服务器、网管服务器、高清解码器、各客户终端等均接入中心核心交换机。高清解码器解码后的图像连接至信号系统提供的高清显示屏，提供的解码分辨率为1920*1080。

控制中心监控网络主要完成对本线路管辖范围内的视频信号的监控，并通过录像服务器及回放终端回溯视频信息。控制中心监控网络接收各车站及车辆段、停车场发送的全部图像信息，并选取其中8路图像经视频解码器解码后送入控制中心大屏，各调度员通过视频监控终端对各车站上传的图像进行显示和控制。

中心调度员能够在远程遥控车站任何一台球形一体化摄像机云台的转动及其变焦镜头的焦距调节。可根据具体需要设置多个遥控优先等级，并可进行云台变速控制。各调度员通过登陆的用户名和密码来区分优先级，车站的云台被控制时能在软件上显示占用者名称。

系统功能

车站监控

各车站值班员可以通过车站值班员工作站显示任意图像，并可遥控本站任意一台球形一体化摄像机云台的转动以及对变焦镜头调节，系统可设置云台的预置位，并可以把多个不同的预置位设置成巡航计划，使得摄像机按照巡航计划对多个不同角度进行监控。也可以把某个预置位设置为看守位，当某个摄像头掉线重新上线或者告警联动时，摄像头自动恢复到看守位，对看守位摄像角度进行监控。当车站视频管理服务器或当工作站出现故障时还可以各种程序进行循环显示或手动选择在高清彩色液晶监视器上显示。

车站值班员工作站能显示中心控制的球形一体化摄像机云台的情况。对车站的云台控制可满足使用软件和键盘两种形式，优先级的数量应足够多且其设置应灵活、可调，当云台被占用时各操作员处(包括中心)可以做出显示。

字符叠加功能

系统具有动态汉字、字符叠加功能，能实时显示云台占用者信息。

在车站、停车场本地监视系统和中心远端监视系统的监视器所显示的每一幅图像上能显示车站、场名、摄像点的区域编号等字符叠加内容可自由设置。

通过远程网络采用以太网方式在中心可以对各车站的字符进行远程设置、修改。

字符叠加通过控制中心网管软件完成，实现方式简单快捷，在车站可以编辑修改字符，在控制中心也可以对任意车站的字符进行编辑、修改。控制中心的字符叠加软件上同时具备广播发布功能，可以发送至少20个汉字(在监视器上清晰可读，字体大小可根据计算机字库调整，且不应遮挡有效监视图像)至各车站某一摄像机或视频输入通道;此外，针对系统内的云台摄像，还可以接受来自云台控制单元发送的控制占用信息，直接将正在操作该云台的操作员名称叠加在视频图像上，直到另一个操作员更新了该信息。

为了在屏幕高亮,全黑时清晰的显示字符，字符应有描边处理。

图像存储功能

设置的NVR主动对前端IPC和编码器的图像进行实时录制，并能接收统一时间校准的功能，以便对输入的所有图像录制时间进行校准。

提供存储容量、IO性能应能满足本站全部视频存储15天(按24个小时/天，图像分辨率为1920*1080，码流不低于6M计)及支持10个客户端同时访问的能力。并提供电源冗余保护，支持RAID0、RAID1、RAID5的盘阵组合，可提供至少一块磁盘损害不影响视频的正常存储及不丢失盘阵中的已存储图像的能力。

控制中心录像网络存储设备应与全线采用N+1备份方式，即车站录像存储设备发生故障时，车站视频图像应通过网络传送到控制中心进行存储，故障恢复后应能回传。

支持在线对损坏磁盘的更换，支持通过增加硬盘数量、硬盘容量来扩展存储空间的能力。应具备通过编程自动实现减帧操作的方式节约有限的磁盘空间、延长图像存储时间的功能。可依据事先的报警处理配置，按需自动实现事件全程的存储记录，以及提供事件预存储，支持DVD-R/W图像刻录和网络转存。

视频存储可以通过服务器对每一路的存储视频按照不同要求(编码技术、清晰度、码流大小、帧率等)进行单独配置。

存储的图像可在控制中心进行网络回放、刻录，能按录像的时间、日期范围、站名和摄像机位置进行分类图像检索，回放速度可调(以一帧/秒～三十帧/秒可调速度回放，清楚地观看图像变化的每一个细节)。

存储NVR具有基于SNMP(网络管理协议)的事件通知功能。中心调度监控终端功能

控制中心的总调、行车、电力、防灾、客调调度员可以通过中心值班员视频监控终端显示任意车站内任意图像，并在高清彩色液晶监视器上显示。中心调度员可遥控任意车站任意一台球形一体化摄像机的云台转动以及对变焦镜头调节，并可根据具体需要设置多个遥控优先等级，可进行云台变速控制。

所有云台摄像机的预置位应以图形方式设置，并可编写和修改。

总调、行车、电力、防灾、客调调度员可通过接入中心值班员视频监控终端，以各种程序进行循环显示或手动选择预置位，观看任意车站的任意图像或同时观看同一幅图像。

中心调度员可根据具体需要设置多个可延时驻留30秒(驻留时间应可调整)的遥控优先等级。控制中心的防灾、行车调度员还应能将各站的图像任意地切换到调度大厅显示大屏上。

网络三层组播功能

根据XX地铁上层综合通信网规划要求，视频监控图像信息将基于IP网络三层组播进行互联互通，因此，本工程应在各车站、车辆段、停车场和控制中心配置支持如IGMP，PIM等三层组播路由协议的网络交换机。

联动功能

系统可根据其它系统输出的触发信号(数据或开关量)，切换特定的图像，触发信号的输入接口和设置特定的图像数量不得低于8个/站。由FAS专业向综合监控系统提供报警信息，综合监控系统联动车站视频设备把发生灾情区域摄像机的图像自动切换到车站控制室的综合监控系统监视器上。

视频监视系统的网管功能

视频监视系统的网管主要负责对视频监控系统中包含的所有视频及数据设备(含编解码、以太网交换机及存储等设备)的运行情况进行综合的监视与管理，应能对系统数据及所有网元设备配置作及时的修改。

故障管理

· 能识别系统故障,并能对视频监控系统设备故障进行定位及迅速查询故障;

· 能报告所有告警信号及其记录的细节;

· 具有告警过滤和遮蔽功能;

· 提供声光告警显示功能。

系统管理

设备管理系统应能利用软件菜单对系统设备进行报警参数、报警门限数值的配置和修改，每个前端视频设备的故障报警、设备输出参数应在该操作平台上通过点击屏幕即可看到。所有视频切换及系统各控制功能均应在该操作平台上点击屏幕或屏幕上的预置位即可实现。其模拟实际线路和站内摄像机位置的图像标识及分层点击站内摄像机的操作方式均可使操作和控制过程简化。

网络监控录像存储设备系统管理

控制中心配备网络监控录像管理软件，可以对分布式部署在各车站的存储设备的存储资源进行全局统一的存储设备及空间管理，实现存储资源的虚拟化管理，可实现分布式部署，同时集中管理，可以提供给网管系统录像存储设备的各种故障报警信息等;录像存储设备的状态同时也可以被中心网管系统灵活控制，可实现录像存储设备的死机时SNMP TRAP网络信息告警、指示灯告警、邮件告警、声音告警、短信告警等。控制中心视频和管理平台软、硬件出现任何故障均不能影响车站视频监控设备的正常运行及管理。支持计划录像、告警联动录像、秒级检索功能。

系统扩展功能

系统应具有扩展功能，扩展时要求不影响既有设备的使用，增加较少的硬件设备，软件基本无需扩容或改造，各站点的视频监控系统在增加视频分析软件后，可完成可疑物品遗失报警、穿越禁区报警、逆向通行报警、统计人流等视频分析功能，以便满足延伸的要求。

结语

该地铁安防系统解决方案是一个全高清(1080P)的方案，该方案采用了组播功能，即前端摄像机可实时发送出两个码流，一个是单播码流，一个是组播码流。组播码流通过交换机的组播功能，提供给客户端实时预览使用，单播流主要用作存储。采用组播方式预览时，可以提高实时预览的速度，对于图像显示即时性有所保证;单播方式用于存储，可以提高存储的可靠性。这也是高清应用的一种新的方式。

第五篇：矿用广播通信系统：煤炭行业呈现新局面

矿用广播通信系统：煤炭行业呈现新局面

矿用广播通信系统厂家表示：智能化生产正逐渐成为煤炭行业两化融合发展核心。智能化生产已不仅限于传统的智能矿山建设，而且已延伸到选煤厂、化工厂、煤机制造厂等领域。据不完全统计，目前煤炭行业已建成“有人巡视、无人值守”的智能化开采工作面47个，建成了神东、黄陵矿区智能化开采矿井群。

近年来，煤炭行业不仅在生产领域与信息技术紧密融合，还在经营管理层面促进了管理效率、效益、科学化决策和抗风险能力的提升。矿用广播通信系统。

一方面，两化融合需充足的资金支持；另一方面，我国煤炭企业困难较多，去产能煤矿职工安置、资产债务处置难度大。目前，两化融合多在底子好、资金充足的煤炭企业推进，在全行业范围内铺开尚有困难。

华科电气创立十六余载以来一直注力与研发生产各种矿用电气产品:煤矿广播通信系统,煤矿皮带集控系统,煤矿用无线通信系统,煤矿用视频监控系统,煤矿人员定位管理系统,煤矿工作面集控系统,是矿山企业信得过的可靠生产供应商。

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