青島地鐵線網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)互聯(lián)互通實施方案

青島地鐵線網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)互聯(lián)互通實施方案

0城軌交通網(wǎng)絡無線調(diào)度系統(tǒng)互聯(lián)互通方案隨著城市軌道交通技術(shù)的快速發(fā)展和運營需求的不斷提高，以往的獨立運營模式不能滿足在線運營的需要。通過不同線路之間共線、跨線互聯(lián)互通運營，靈活調(diào)配線路及車輛資源，實現(xiàn)線網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度指揮和運營管理，最大限度地發(fā)掘運力，已成為目前城市軌道交通網(wǎng)絡化建設的新標準。線網(wǎng)無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)是網(wǎng)絡化運營的必備系統(tǒng)之一，具體的互聯(lián)互通實施方案則是線網(wǎng)無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)成功運行的關(guān)鍵所在。目前，國內(nèi)各個城市應用較廣的無線調(diào)度系統(tǒng)品牌包括歐宇航（AIRBUS）、摩托羅拉（MOTO）、遠東通信（HBFEC）等產(chǎn)品。由于各設備生產(chǎn)商之間存在技術(shù)壁壘和知識產(chǎn)權(quán)保護等問題，相互之間通常不會開放無線集群（TETRA）系統(tǒng)的核心互聯(lián)接口；同時考慮到市場競爭，先期廠家往往不配合后期廠家進行系統(tǒng)級互聯(lián)互通調(diào)試。因此，目前國內(nèi)尚未實現(xiàn)不同品牌TETRA的系統(tǒng)級互聯(lián)互通應用案例，此問題已經(jīng)嚴重制約整個城市軌道交通行業(yè)的網(wǎng)絡化發(fā)展。1青島地鐵路網(wǎng)無線規(guī)劃體系互聯(lián)互通實施方案1.1teta無線調(diào)度系統(tǒng)青島地鐵線網(wǎng)共規(guī)劃16條線（含2條支線）、800余km、5個區(qū)域控制中心。截止2018年底，青島已開通4條線路，啟用了3個區(qū)域控制中心，運營里程175km，存在歐宇航（AIRBUS）、摩托羅拉（MOTO）、遠東通信（HBFEC)3種品牌的TETRA無線調(diào)度系統(tǒng)，不同品牌TETRA系統(tǒng)間無法互聯(lián)互通。2017年底，青島地鐵正式啟動線網(wǎng)無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)（WUDS）的互聯(lián)互通建設，于2019年6月18日順利完成既有3條線路的TETRA系統(tǒng)接入，實現(xiàn)TETRA全功能業(yè)務的互聯(lián)互通，并正式投入使用。截至目前，系統(tǒng)運轉(zhuǎn)良好。1.2橫向集群業(yè)務互聯(lián)互通方案根據(jù)青島地鐵網(wǎng)絡化運營管理的需要，線網(wǎng)無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)互聯(lián)互通實施方案是，以各線路無線調(diào)度系統(tǒng)為基礎(chǔ)建立的線網(wǎng)級無線調(diào)度系統(tǒng)縱向統(tǒng)一調(diào)度和橫向集群業(yè)務互聯(lián)互通方案，其系統(tǒng)平臺完全符合TETRA標準，簡單易操作并具備強大的擴展功能。該實施方案通過WUDS系統(tǒng)平臺為WUDS調(diào)度臺與各線路調(diào)度臺、固定臺、車載臺和移動臺等集群終端用戶之間提供語音和數(shù)據(jù)服務，實現(xiàn)全線網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度功能；通過WUDS系統(tǒng)平臺為各線路不同TETRA系統(tǒng)之間提供語音和數(shù)據(jù)通道，完成線路之間的跨線個呼、跨線組呼、跨線短數(shù)據(jù)、跨線調(diào)度等業(yè)務功能，實現(xiàn)不同品牌TETRA系統(tǒng)的全功能互聯(lián)互通。1.3無線通信設備線網(wǎng)無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)在線網(wǎng)中心設置橋接管理中心、WUDS調(diào)度終端、互聯(lián)網(wǎng)關(guān)等線網(wǎng)級設備，并在區(qū)域控制中心設置集群交換中心設備。通過WUDS調(diào)度終端、橋接管理中心等設備實現(xiàn)線網(wǎng)中心對各線路無線用戶（包括手持臺、車載臺、固定臺等）、通話組的調(diào)度監(jiān)聽、語音調(diào)度、列車位置信息監(jiān)控等縱向調(diào)度功能；同時通過橋接管理中心和互聯(lián)網(wǎng)關(guān)等設備，實現(xiàn)不同品牌TETRA系統(tǒng)的跨線語音（個呼、組呼）和數(shù)據(jù)（短消息）業(yè)務等橫向互聯(lián)功能。線網(wǎng)WUDS系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。1.4設備中央功能1.4.1橋接職業(yè)網(wǎng)絡橋接管理中心是WUDS的交換和管理樞紐，主要設備包括核心交換機、信號接口服務器、統(tǒng)一調(diào)度服務器、接口網(wǎng)關(guān)服務器、網(wǎng)管服務器、錄音服務器、網(wǎng)管工作站、錄音工作站等。橋接管理中心主要有2個功能：(1）用于控制和管理多個互聯(lián)網(wǎng)關(guān)設備，實現(xiàn)當前互聯(lián)網(wǎng)關(guān)設備運行情況顯示等網(wǎng)絡管理；(2）作為信息中轉(zhuǎn)站，為互聯(lián)業(yè)務提供語音和數(shù)據(jù)的傳輸通道，實現(xiàn)信令交換、呼叫控制、業(yè)務控制等。1.4.2設備及功能條件互聯(lián)網(wǎng)關(guān)是橋接管理中心與MOTO、AIRBUS無線調(diào)度系統(tǒng)進行空口對接的媒介設備，主要設備包括線路側(cè)調(diào)度服務器、MOTO互聯(lián)網(wǎng)關(guān)、AIRBUS互聯(lián)網(wǎng)關(guān)、互聯(lián)交換設備等。互聯(lián)網(wǎng)關(guān)的主要功能：(1）負責異系統(tǒng)之間標準空口信令（為TETRA強制標準，提供完整的集群端到端的功能）的接收和發(fā)射控制；(2）為不同品牌TETRA系統(tǒng)的語音和數(shù)據(jù)提供通道。1.4.3調(diào)度主機的組成WUDS調(diào)度終端是線網(wǎng)無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)進行統(tǒng)一調(diào)度管理的操作終端，主要設備包括HBFEC調(diào)度主機、MOTO調(diào)度主機及AIRBUS調(diào)度主機等。WUDS調(diào)度終端在各線路無線調(diào)度系統(tǒng)完成注冊后，通過青島地鐵WUDS標準調(diào)度協(xié)議完成與各線路的對接，實現(xiàn)列車位置顯示、電臺狀態(tài)上報（開關(guān)機、守候組、注冊基站）、呼叫記錄查詢、動態(tài)重組、調(diào)度監(jiān)聽、短數(shù)據(jù)傳送等功能。1.5垂直連接方案和網(wǎng)絡的縱向分布1.5.1基于fpga、ip接口的國內(nèi)研發(fā)，實現(xiàn)各線路無線調(diào)度系統(tǒng)互聯(lián)互通各線路無線調(diào)度系統(tǒng)具有完全獨立的接口協(xié)議且互不開放，無法滿足線網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度的需求。因此，WUDS互聯(lián)互通實施方案是在各線路無線調(diào)度系統(tǒng)原私有協(xié)議基礎(chǔ)之上，封裝青島地鐵統(tǒng)一的WUDS標準接口協(xié)議，通過E1和IP接口，完成WUDS調(diào)度終端與各線路無線調(diào)度系統(tǒng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)WUDS調(diào)度終端與線路調(diào)度終端、車載臺、手持臺、固定臺的語音通信；同時，線網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度服務器通過IP接口連接WUDS調(diào)度終端，并利用接口網(wǎng)關(guān)服務器連接各線路無線調(diào)度系統(tǒng)，按照WUDS標準協(xié)議進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)WUDS調(diào)度終端與線路調(diào)度終端、車載臺、手持臺、固定臺的電臺狀態(tài)（開關(guān)機、守候組、注冊基站）、呼叫記錄、動態(tài)重組、調(diào)度監(jiān)聽等信令的交互，從而實現(xiàn)全線網(wǎng)縱向統(tǒng)一調(diào)度功能。線網(wǎng)縱向統(tǒng)一調(diào)度方案原理如圖2所示。1.5.2無線固移系統(tǒng)的業(yè)務流場WUDS調(diào)度終端需提前配置各TETRA系統(tǒng)（MOTO/AIRBUS/HBFEC系統(tǒng)）的用戶數(shù)據(jù)。WUDS調(diào)度終端開機初始化時，自動進行用戶數(shù)據(jù)加載，完成各調(diào)度主機與對應線路無線調(diào)度系統(tǒng)的連接。線網(wǎng)縱向統(tǒng)一調(diào)度的語音及數(shù)據(jù)業(yè)務具體流向如下。(1）語音業(yè)務流向。以WUDS調(diào)度終端通過界面呼叫MOTO手臺A、AIRBUS手臺B、HBFEC手臺C為例，呼叫信令通過WUDS標準接口進行協(xié)議轉(zhuǎn)換后發(fā)送給相應調(diào)度主機，調(diào)度主機通過相應線路的MOTO、AIRBUS的TETRA系統(tǒng)交換管理中心和橋接管理中心（HBFEC調(diào)度主機直接通過橋接管理中心），將呼叫信令發(fā)送到終端用戶MOTO手臺A、AIRBUS手臺B、HBFEC手臺C。車載臺、固定臺等線路側(cè)無線終端用戶的呼叫流程與之相同。(2）數(shù)據(jù)業(yè)務流向。以MOTO手臺A、HBFEC固定臺B、AIRBUS車載臺C為例，當終端狀態(tài)更新時，A、B、C的動態(tài)重組結(jié)果、電臺狀態(tài)、列車位置等信息經(jīng)線路側(cè)無線調(diào)度系統(tǒng)發(fā)送至接口網(wǎng)關(guān)服務器，由接口網(wǎng)關(guān)服務器發(fā)送至統(tǒng)一調(diào)度服務器（其中C的列車位置經(jīng)由信號接口服務器轉(zhuǎn)發(fā)至統(tǒng)一調(diào)度服務器），最終統(tǒng)一調(diào)度服務器將A、B、C的所有信息發(fā)送至WUDS調(diào)度終端。WUDS調(diào)度終端至線路側(cè)無線用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務流向與以上描述相反。線網(wǎng)縱向調(diào)度語音及數(shù)據(jù)業(yè)務流向如圖3所示。1.6在線商店的連接方案1.6.1與tetor互聯(lián)網(wǎng)關(guān)接入線網(wǎng)橫向集群業(yè)務互聯(lián)是以互聯(lián)網(wǎng)關(guān)和橋接管理中心為通道實現(xiàn)的。橋接管理中心與互聯(lián)網(wǎng)關(guān)、橋接管理中心與HBFEC交換管理中心之間通過IP網(wǎng)絡實現(xiàn)通信?；ヂ?lián)網(wǎng)關(guān)內(nèi)部的基站和TETRA互聯(lián)網(wǎng)關(guān)則由饋線連接，并通過E1鏈路分別接入到MOTO和AIRBUS的TETRA網(wǎng)絡，完成互聯(lián)網(wǎng)關(guān)的接入注冊。為了提高各線路互聯(lián)互通業(yè)務的全面性及業(yè)務良好體驗，并降低WUDS統(tǒng)一調(diào)度服務器的處理壓力，MOTO、AIRBUS的無線調(diào)度系統(tǒng)需先完成與本系統(tǒng)的互聯(lián)互通后，再由MOTO互聯(lián)網(wǎng)關(guān)或AIRBUS互聯(lián)網(wǎng)關(guān)接入到WUDS橋接管理中心的TETRA網(wǎng)絡，HBFEC無線調(diào)度系統(tǒng)直接接入至WUDS橋接管理中心，完成跨線個呼、組呼、數(shù)據(jù)業(yè)務交互等功能。線網(wǎng)橫向集群業(yè)務互聯(lián)方案原理如圖4所示。1.6.2橫向集群互聯(lián)由于MOTO系統(tǒng)和AIRBUS系統(tǒng)的核心接口不開放，導致雙方無法進行系統(tǒng)級互聯(lián)，相關(guān)系統(tǒng)信令不會主動發(fā)到互聯(lián)網(wǎng)關(guān)。即，當AIRBUS系統(tǒng)下注冊手臺A呼叫MOTO系統(tǒng)下注冊手臺B時，AIRBUS系統(tǒng)會直接拒絕，而且不會將該消息通過互聯(lián)網(wǎng)關(guān)送到MOTO系統(tǒng)。因此，線網(wǎng)橫向集群業(yè)務互聯(lián)需提前將有互聯(lián)需求的個人號碼和群組號碼分別注冊到HBFEC系統(tǒng)、AIRBUS系統(tǒng)、MOTO系統(tǒng)的集群交換管理中心。正常工作時，真實終端首先注冊在某個集群系統(tǒng)下，進而利用互聯(lián)網(wǎng)關(guān)設備和橋接管理中心將相應的個人號碼和群組號碼模擬附屬到其余2個系統(tǒng)中，最終可按照業(yè)務流程發(fā)起個呼、組呼、短消息、動態(tài)重組等業(yè)務，從而實現(xiàn)橫向集群互聯(lián)功能。以AIRBUS手臺A組呼MOTO手臺B、HBFEC手臺C為例，具體模擬附屬及呼叫如下：AIRBUS互聯(lián)網(wǎng)關(guān)模擬手臺B、C向AIRBUS系統(tǒng)發(fā)起注冊，注冊成功后AIRBUS系統(tǒng)認為存在真實終端B、C；同時橋接管理中心模擬終端C的注冊，并通知MOTO互聯(lián)網(wǎng)關(guān)向MOTO系統(tǒng)發(fā)送信令，模擬終端A的注冊。當A發(fā)起對B、C的組呼時，AIRBUS的TETRA互聯(lián)網(wǎng)關(guān)從基站的饋線上接收到該信令后轉(zhuǎn)發(fā)給橋接管理中心。橋接管理中心獲取數(shù)據(jù)后，直接傳遞到HBFEC集群交換管理中心下的終端C，同時將信令數(shù)據(jù)傳遞到對應的MOTO互聯(lián)網(wǎng)關(guān)，進而傳遞到對應的MOTO集群交換管理中心下的手臺B。線網(wǎng)橫向集群業(yè)務流向如圖5所示。2橫向互通，實現(xiàn)互聯(lián)互通青島地鐵線網(wǎng)無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)互聯(lián)互通實施方案，對后續(xù)線路的無線調(diào)度系統(tǒng)接入無TETRA品牌限制，其具體的互聯(lián)互通接入方案主要分為如下2類。(1）后續(xù)線路的MOTO或AIRBUS無線調(diào)度系統(tǒng)須先完成與既有對應無線調(diào)度系統(tǒng)的互聯(lián)互通后，再由MOTO互聯(lián)網(wǎng)關(guān)或AIRBUS互聯(lián)網(wǎng)關(guān)通過E1鏈路，分別接入到WUDS橋接管理中心的TETRA網(wǎng)絡（HBFEC系統(tǒng)通過IP鏈路直接接入至WUDS橋接管理中心），實現(xiàn)WUDS的橫向集群業(yè)務互聯(lián)互通功能；同時，須按WUDS平臺標準調(diào)度協(xié)議與線網(wǎng)側(cè)接口網(wǎng)關(guān)服務器對接，實現(xiàn)WUDS的縱向統(tǒng)一調(diào)度功能。(2）后續(xù)線路采用其它品牌的TETRA或LTE的無線調(diào)度系統(tǒng)，按WUDS平臺標準調(diào)度協(xié)議與橋接管理中心實現(xiàn)中心級互聯(lián)，實現(xiàn)WUDS與其它品牌TETRA或LTE無線調(diào)度系統(tǒng)的橫向互聯(lián)互通；同時，須按平臺標準調(diào)度協(xié)議與線網(wǎng)側(cè)接口網(wǎng)關(guān)服務器對接，實現(xiàn)WUDS的縱向統(tǒng)一調(diào)度功能。3下一步的業(yè)務互聯(lián)互通青島地鐵無線統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)互聯(lián)互通實施方案，以遠東通信的跨系統(tǒng)TETRA互聯(lián)產(chǎn)品為橋梁，完成了遠東通信（HBFEC）、歐宇航（AIR