城市轨道交通工程通信及综合监控系统施工技术指南
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1.2.2 通信各子系统基本功能

1.专用通信系统

(1)传输系统

通信传输系统是一个具有承载语音、数据及图像的多业务光纤传输网络,目前主要承载的业务信息有公务电话信息、无线通信信息、调度电话信息、视频信息、广播信息、时钟信息、乘客信息、OA信息(预留)、专用通信各子系统的监控信息、信号维护支持系统信息、自动售检票(AFC)信息、杂散电流检测等信息。

传输系统多采用10G MSTP(内嵌RPR)技术组网,沿线各车站、车辆段、停车场和城市轨道交通控制中心的传输设备通过线路两侧敷设的通信光缆构成自愈光纤环网,并通过控制中心的传输系统网络管理设备对本系统进行集中管理和维护。

(2)专用无线通信系统

专用无线通信系统是为地铁安全运行管理的控制中心、车辆段、停车场调度员、车站值班员、列车司机、地面防灾管控和维修人员提供语音和数据信息交换的专用通信系统。

该系统具有呼叫、存储、显示、检测和优先权分配等功能。

专用无线通信系统采用800MHz频段,运用TETRA数字集群设备进行组网。控制中心设置无线数字集群交换设备和二次开发设备,调度大厅设行调、环调等调度台,各车站、停车场、车辆段、控制中心采用小区集群方式,该系统通过TETRA数字集群基站和区间漏泄电缆的无线覆盖功能,使全线各车站行车、防灾、维护系统设置的固定台和机车固定台、移动人员使用的手持台处于无线通信全覆盖工作状态。

(3)公务电话系统

公务电话系统采用基于H.248和SIP协议软交换技术组网方式。

公务电话系统应能为地铁各管理部门提供一般公务通信服务,主要是电话业务和部分非话业务(如传真等)。系统应能提供各种电话新业务功能(热线、呼出限制、呼入限制、闹钟、呼叫等待、呼叫转移、缩位拨号、追查恶意呼叫、多媒体会议、IPCentrex、鉴权功能、企业电话本),能识别非话业务能力。

公务电话系统还应具有必要的扩容条件。

该系统能与本地公用电话网互联,实现地铁公务电话系统与本地市话用户(包括火警119、匪警110、救护120等)通话,以及国内、国际长途通信,实现公务电话的互联互通功能。

该系统网管具有自我诊断、维护管理、计费等功能。

控制中心设置的核心软交换控制设备、中继网关,使公务电话系统实现了与市话公网和专用无线通信系统的中继互联。

各车站、车辆段、停车场、控制中心等地设置的综合接入网关,实现各区域本地电话用户接入,所有综合接入网关通过专用传输的以太网通道与软交换核心交换控制设备组网,实现公务通信系统功能。

(4)专用电话系统

专用电话系统由调度电话、站(含车辆段/停车场)内直通电话、站间行车电话、轨旁电话及轨旁电话盒组成,其中轨旁电话已很少使用。

调度电话系统是为列车运营、电力供应、日常维修、防灾救护提供的专用通信服务。调度中心调度员可对管辖的所有用户实现单呼、组呼、全呼和紧急呼叫,该系统设有通话录音功能。

各车站、停车场、车辆段设置的直通电话是行车值班员与站/场/段重要部门之间进行直接联系的专用通信工具。

站间行车电话是相邻车站值班员之间及相邻的车辆段/停车场值班员之间进行直接联系的专用通信工具。

轨旁电话是地铁有关作业人员在区间作业时与相邻站车站值班员进行直接联系的通信工具,区间轨旁电话应具有直通电话和自动电话的功能。

控制中心设置的数字调度主系统和各车站、车辆段、停车场设置的数字调度分系统,将管辖的所有行调、电调、环调台与站/场/段的所有行车值班员建立起有机联系。系统通过E1接口电路组网。控制中心、车站、车辆段、停车场设置分散式录音设备,实现调度电话、专用无线电话和广播的录音功能,各站点的录音设备通过专用传输网络互联,实现录音设备统一网管及中心回放查询功能。

(5)视频监控系统

视频监控系统为中心调度员提供对各车站、停车场、车辆段及在线运行列车的全程监视,并能回放录像。

该系统为车站值班员提供本站的站厅、站台和重要设备房的重点监视。

系统还为停车场、车辆段值班员,消防值班员提供管辖区域的重要设施和设备的动态监视。

系统通过站台监视器,为机车司机提供所在站台的乘客上、下车和其他辅助监视信息。

系统采用二级控制方式,控制中心为一级控制,车站(场/段)为二级控制,平时以车站值班员控制为主,在紧急情况下转为中心调度员控制。

系统采用数字化传输、双码流技术以及更先进的单码流H.264高清方案组网。

各车站、车辆段、停车场设置前端摄像机(枪机、半球和球机),各站点设置IPSAN存储设备,站台端头设置站台监视器,车控室设置监视终端。

控制中心设置监控录像的回放设备,各调度员处设监视终端,各地监视终端与综合监控集成,实现统一管理和服务功能。

为保证车辆段、停车场等重点区域的安全管控,通过该区域的红外对射周界告警系统,实现区域安全监视。

(6)广播系统

广播系统由车站广播、车辆段广播和停车场广播组成。列车广播为独立系统,由车辆供货商提供。

车站广播系统采用车站和控制指挥中心两级控制方式,平时以车站广播为主,控制中心可以插入,但在事故抢险、组织指挥、疏导乘客安全撤离时,则以控制中心防灾广播为主。

控制中心设置中心广播设备,各调度员设置广播操控终端;各车站设置车站广播设备,并设置站厅公共广播区、设备管理用房广播区、上行站台广播区、下行站台广播区、出入口广播区等,在车辆段、停车场的库内、维修工作区设广播声场。

车站广播主要用于车站值班员向站内维修、运行及乘客提供有关列车运行时间表的变更、误点信息、安全信息、突发事故信息的播报和录播的其他信息播报。

车辆段/停车场广播系统为独立的区域广播系统,供该区域值班员对车库工作人员定向广播,运转值班员播音控制台具有播音区域的监听功能。

(7)时钟系统

时钟系统为通信、ISCS、信号、AFC等系统设备和行车指挥、服务、保障人员等提供统一的标准时间。

控制中心设置的一级母钟由GPS卫星同步信号同步,各车站、车辆段、停车场设二级母钟,分别为轨道交通系统的车站行车室、站厅、站台、办公区、车库检修区、各站务值班室设置的单面或双面数字子钟提供同步信号。

(8)乘客信息系统(PIS)

乘客信息系统(PIS)是综合计算机网络技术与电子媒体技术实现的综合性服务系统,是多媒体资讯发布、播控与管理的平台。该系统不仅能发布乘客导乘信息、列车到站信息、票务政策信息、换乘信息、运营安全信息等运营服务信息,还能为广大乘客提供丰富的娱乐和资讯服务,包括天气预报、时事新闻、电视节目、股市行情等。

控制中心设置编播中心和分线中心,车地无线通信子系统采用TD-LTE技术,控制中心通过TD-LTE核心网设备与各车站的TD-LTEBBU+RRU设备和区间漏泄同轴电缆覆盖整个车站和区间隧道,车站的站厅、站台、出入口通过LCD显示屏进行观看。

(9)专用电源系统

专用电源系统为控制中心、各车站、停车场及车辆段专用通信各子系统设备提供稳定、不间断的电源。

专用电源系统的高频开关电源设备能提供-48V直流电源,UPS电源设备提供220V交流电源;为保证高频开关电源可靠工作,设置两路市电双电源切换单元。

为提高控制中心供电的可靠性,220V UPS电源为1+1配置(车站为单一配置)。

城市轨道交通系统在控制中心、车辆段、停车场、各车站设置综合接地系统,接地电阻不大于1Ω,通信设备室设综合接地箱和地线排。

(10)综合布线系统

车辆段、停车场及各车站等地方设置综合布线系统,实现各数据终端和语音终端的接入。

控制中心楼宇采用智能楼宇系统和综合布线系统,该系统由楼宇弱电专业实施。

(11)集中告警系统

集中告警系统就是利用计算机网络技术和计算机本身的数据处理能力,对专用通信系统中的各子系统进行集中管理,将专用通信各子系统的运行状态集中反映到集中告警终端上,使通信维护人员能及时、准确了解整个通信系统设备的运行状况和故障信息,以便于处理。

该系统能够对各子系统的告警进行汇总、显示、确认及报告,能进行故障定位,可将各子系统的告警信息上传给综合监控系统。

(12)专用通信线路

专用通信线路包括主干光缆、区间电缆、区间无线漏缆以及车站、车辆段/停车场的地区光电缆线路等。

专用系统在上下行区间的左右线各敷设1条大芯数单模光缆作为专用通信主干光缆线路,使各车站与停车场、车辆段、控制中心构成完整的专用通信光纤传输1+1保护网络。

控制中心、停车场、车辆段与车站间敷设的10对0.7mm2区间电缆,目前仅作为站间行车电话实回线备用通道。

场、段内通过阻燃、铠装市话电缆或单模光缆将专用电话、公务电话延伸到轨道交通系统的各业务部门,实现内部通信。

隧道区间及出入段线、场线、左右线敷设的同轴漏泄电缆,使无线通信信息得到延伸和全面覆盖。

较长的隧道区间由于无线信号通过漏缆辐射衰减大,区间通过增设光纤直放站,使区间无线信号得到均匀延伸和覆盖。设有光纤直放站的区间,需要敷设专用通信光缆和直放站设备供电电缆。

2.民用通信系统

民用通信系统是将多家电信运营商的地面信号引入轨道交通工程的角角落落,为地铁乘客提供和地面一样的移动通信服务。

民用通信系统和专用通信系统一样,都是通过光纤通信技术构成庞大的通信传输网络,并为通信系统扩容升级预留条件。

民用通信系统由民用无线覆盖系统、民用传输系统、民用电源及接地、民用集中监测告警系统等几部分组成。

(1)民用无线覆盖系统

民用无线覆盖系统一般采用两点双径路集中引入方式,电信运营商无线信号引入点一般设在控制中心和沿线交汇站,具体设置地点由设计联络时确定。电信运营商第一路由为光缆直接引入控制中心,第二路由为选定的交汇站引入,利用民用通信光缆构建光纤传输通道,接入控制中心,在控制中心由民用传输系统集中将电信运营商无线信号传输至各站点。

该系统通过各地下车站的基站(运营商提供)、多系统合路平台(POI)、全频段天线、区间漏缆、光纤直放站等设备实现地下车站的站台、站厅、隧道区间等范围的无线移动信号覆盖。

目前引入地下的无线信号主要有:

1)中国移动:GSM900、DCS1800、TD-SCDMA、TD-LTE。

2)中国联通:GSM900、DCS1800、WCDMA、TD-LTE与FDD-LTE融合。

3)中国电信:CDMA800、CDMA2000(预留)、TD-LTE与FDD-LTE融合。

民用无线覆盖系统区间采用敷设漏泄电缆覆盖,站内采用吸顶天线覆盖,收发信天馈线分设。

2G的GSM/DCS采用光纤直放站进行中继放大,3G/4G制式采用室内分布BBU+RRU进行射频拉远覆盖。

(2)民用传输系统

民用通信传输系统单独组网,多采用MSTP10G技术,为民用无线覆盖和民用多业务接入提供平台,控制中心设传输网管。

上下行区间左右线隧道敷设的民用通信单模光缆,构成民用通信光环路,光缆的外护层采用阻燃、低毒、无卤、防鼠咬、防白蚁、防腐蚀的聚乙烯材料,经由出入场(段)敞开区段的光缆还应具有较强的防紫外线特性。

各车站和控制中心的民用通信设备室,设MSTP10G节点传输设备,通过专用的BITS时间同步设备,实现民用传输系统同步。

(3)民用电源系统

电源设备:在控制中心、各车站民用通信设备室设置交流配电柜(含双电源切换)、UPS、蓄电池组、电源集中监控等电源设备。

UPS为民用传输系统、民用无线覆盖系统、民用集中监测告警系统等设备供电;各车站配电系统为各电信运营商提供15kVA容量电源。

接地:控制中心、各车站民用通信设备室设置集中接地箱、地线排,接地电阻不大于1Ω。

(4)民用集中监测告警系统

民用集中监测告警系统对民用通信中的各子系统进行集中管理,便于维护管理人员能及时、准确、迅速地获得公共通信设备的运行状态信息,并根据故障发生的地点及时对设备进行维修。

3.公安通信系统

轨道交通公安系统一般采用地铁公安分局、派出所(警务区)、警务站三级管理运作模式,控制中心或车辆段关键区域设地铁公安分局,沿线站外按管段设多个派出所,沿线各车站均设警务站。

公安通信系统由公安传输、公安无线通信、公安视频监视、公安计算机网络、公安电话、电源设备等子系统组成。

(1)公安传输系统

公安传输系统应是一个具有承载语音、数据及图像的多业务传输网络,它承载的业务应包含视频监视、无线中继信号、电话、计算机网络、网管信息等。公安传输系统目前主流配置是在地铁公安分局、各车站和派出所分别设置一套MSTP2.5G设备,派出所与所辖车站MSTP2.5G设备组成传输环路,各派出所与地铁公安分局RPR设备组成传输环路,组建多个MSTP2.5G传输环相切的传输网络。

公安通信系统区间主干传输光缆单独设置、双径路敷设,派出所至就近车站各敷设2条多芯单模光缆,组成公安通信系统光网络。

(2)公安视频监视系统

公安视频监视系统主要是对轨道交通各车站进行实时监控,以便及时发现、震慑和打击违法犯罪行为,为查缉破案提供录像取证。

公安视频监视系统采用高清技术方案,公安视频监视系统没有覆盖的区域,共用专用CCTV系统的前端标清摄像机,高清技术方案是通过在每车站(含地铁公安分局和派出所)增补多台高清摄像机,在各警务站设置IPSAN存储设备,在地铁公安分局指挥大厅设置LCD大屏,并在各警务站、派出所和地铁公安分局设置监控终端而实现的。地铁公安分局、派出所设置的(问询室、枪械室)高清摄像机和拾音设备,将信息传送到智能图像分析系统,实现CCTV信息不间断收集、存储、抽样分析和比对处理,为地铁公安案件侦破提供可靠信息。

(3)公安无线通信系统

该系统是公安无线系统、消防无线系统在地下空间的延伸,为地下空间指战员与地上空间指挥员提供无线通信的手段,在出现紧急情况时,能够对地下现场各警种人员统一进行指挥调度。

地铁公安分局设置公安350MHz模拟集群节点控制设备、消防常规节点中心设备和350MHz调度台,并与市公安局和消防支队联网;地下各车站设备公安350MHz模拟集群基站和消防常规基站,采用POI合路方式,共用前端射频系统。区间采用公安漏泄电缆覆盖,站内采用全向天线覆盖。

地铁公安分局指挥大厅设置公安无线调度台。全线公安人员配置350MHz手持台。

(4)公安电话系统

公安电话系统采用程控电话交换机+VOIP方式实现,并与当地市公安电话网互联。该系统为地铁公安分局、派出所、各车站警务站等公安值班室配置公安电话,为公安系统人员服务。

地铁公安分局设置公安专用程控电话交换机,派出所、警务站设置语音网关,通过公安传输通道实现互联;地铁公安分局及全线各处设置公安模拟电话。地铁公安分局与市公安局、市话公网互联,实现地铁范围公安电话网络。

(5)公安计算机网络

该系统可以实现轨道交通公安各部门的办公自动化,提高轨道交通公安的快速反应能力。通过市公安局计算机网络的联网,使一线公安人员通过该系统访问公安计算机网,查询相关“综合信息”,迅速判断、核实犯罪嫌疑人的确切身份及相关资料,登录“如实立案系统”、“严打报表系统”,浏览《每日警情》、《公安简报》等信息。

地铁公安分局设置OA服务器、接处警服务器、电子地图服务器、录放音服务器、核心交换机等,并与市公安局计算机网互联;派出所、警务站设置交换机,全线配置计算机终端。

(6)公安电源系统

公安电源系统负责为公安通信设备提供稳定、可靠的电源。公安电源系统由地铁公安分局、派出所、各警务站UPS,交流配电柜(含双电源切换),蓄电池及电源监控管理系统设备等组成。

接地:在地铁公安分局、派出所、各车站公安通信设备室设置集中接地箱、地线排,接地电阻不大于1Ω。

4.城市政务骨干光缆

城市政务骨干光缆线路由多芯单模主干光缆和控制中心、各车站的光纤配线架组成。

城市政务骨干光缆线路与专用通信光缆同径路敷设,在控制中心和各车站民用通信设备室新设的光纤配线架上终端,为后期政务系统启用做好预留。