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摘要：本文阐述了天津地铁既有线路及新建线路的现状、天津轨道交通发展状况以及统一规划800M无线通信系统频率的必要性。
关键词：轨道交通;无线通信;频率规划
1引言
将有限的频率资源与实际现状以及运营需求结合起来，能起到促进系统功能发挥、提升管理水平、降低建设投入和提高工作效率的作用。现今无线通信已逐渐成为城市通信的主流通信方式，不论是公众通信还是专用通信系统，无线频率的合理规划都将为城市的快速发展带来便捷，为各行各业提供通信保障。频率资源是有限的，怎样充分利用频率资源，合理指配频率及频率复用，提高频道的利用率，是非常重要的。
2轨道交通用户无线通信需求
2.1天津轨道交通发展状况
截止2021年底，天津市城市轨道交通共有M1、M1东延、M2、M3、M4、M5、M6（南孙庄-梅林路）、M6（梅林路-咸水沽西，其中渌水道-咸水沽西段纳入M8线贯通运营）、M9等6条运营线路，总里程231.4km；在建线路有M8、M7一期、M10一期（梨园头-屿东城）、M11一期（水上公园西路-东丽六经路）、B1一期、Z4一期等7条（段），总长约179.3km；拟开工线路有M4北段（小街-东南角）、M8一期（绿水公园-渌水道）、M10一期（屿东城-南淀）、M11一期（一中心医院-水上公园西路）、Z2一期等5条（段），总长约99.3km。计划2026年前，全部完成国家批复建设规划项目，形成14条运营线路、运营里程约510km的轨道交通网络。如图1所示。
2.2地铁工程无线用户需求
行车指挥系统：负责完成指挥中心行车调度员与机车司机的通信联系，传送行车指挥话音和数据指挥命令。无线列调调度员通过输入需要联系的机车车次号/机车号就能与该机车的司机建立通话。通话建立时间小于300ms。调度员所辖范围内的机车司机在需要与调度员直接联系的情况下按下“紧急呼叫”键即可调度员建立起通话。调度员也可对调度范围内的所有机车进行全呼并发出通告。司机呼叫调度员时，行车调度台具有存贮机车呼入的功能。调度员与司机间的通话设为最高优先级，在任何情况下都保证一呼即通。当系统话务繁忙时，调度员的通话具有强拆其它用户通话的功能。为保证行车安全，司机只能呼叫行车调度台，不能参与其它任何呼叫。调度台在集群系统中只能呼叫机车，它具备进有线固定电话网的功能。调度台具有数字录音功能，所录内容为行车调度员与司机间的通话。系统可在调度台（或其它管理终端）上显示机车台所在的无线基站覆盖区。机车台在进行过程中与行车调度的通信应能实现自动越区切换，越区时通话中断间隔不大于2s。
•机车台能向行车调度台传输数据信息：如车次号/机车号、轴号、车速等。•列车运行监视系统：控制中心可接受列车通过无线车载台传来的数据（包括车速、列车位置、机车设备状态、列车风压等数据）。
•列车广播系统：在发生事故的情况下，调度员通过无线系统对列车进行广播，组织旅客疏散。
•工务维修系统：提供工务调度对沿线工务工区的调度通信（采用组呼方式）、提供工务工区对沿线工务移动人员的调度通信（采用组呼方式）、提供工务调度员对全体工务人员的调度通信（采用广播呼叫方式）。基站覆盖范围内各种人员直接通话（采用手持台的直通模式）。在需要时与车站、部门调度或自动电话用户相联系。
•其他维修系统：提供各专业调度员对本专业维修人员的调度通信，在需要时与车站、部门调度或自动电话用户相联系。
•紧急事故救援业务：在紧急情况下，必须利用TETRA数字集群通信系统的动态重组功能将救援人员和救援车辆组成临时的通信小组，以便于进行统一的调度指挥。天津市轨道交通建设规划调整如图1所示：
3800M无线通信及频率规划必要性
3.1TETRA数字无线集群通信系统
地铁线路自动化程度高，车流密度较大，为保证行车的安全性，必须为调度指挥提供安全可靠的通信手段。无线通信系统必须保证列车高速运行中的连续通信，并能实时、准确、迅速地传递多种信息。TETRA数字集群系统是国际上先进的专用数字调度通信系统，也是我国推荐采用的数字集群通信制式之一。因其适合城市轨道交通工程对无线通信系统功能的要求，已在国内外许多城市轨道交通项目中广泛应用。该系统调度功能强，可以提供组呼、群呼、广播呼叫、动态重组等功能；灵活的分组调度,根据用户性质的不同，可建立操作相互独立的用户组，各用户组信内的通话操作互不影响；采用了时分多址的技术，可以极大地节省频率资源。TETRA还可以提供话音通信以外的许多非话业务（数据传输业务），这将极大地提高和扩展无线通信系统功能。特别是机车设备只有通过无线通信系统能为其传输各种信息。地铁用户对无线通信系统的特殊的功能要求，可通过数字集群供货商提供的应用程序开发接口—API进行二次开发来实现。TETRA采用了公开的空中信令和通信协议，可以在一个网内使用不同厂家生产的用户终端，利于该工程项目在设备采购过程中按市场规律招标运作。基于以上因素，根据信息产业部《数字集群移动通信系统体制》行业标准，目前，天津地铁正在运营的1、2、3、4、5、6、6梅咸和津滨轻轨9号线以及建设中和规划中的工程设计均选用TETRA800M数字无线集群通信系统。构成地铁内的无线集群通信网。
3.2统一规划
TETRA频点的必要性无线电频率资源是有限的自然资源，地铁无线调度通信将占用806~821MHz（移动台发，基站收）和851~866MHz（基站发，移动台收）两段频率，收发间隔45MHz，每段15MHz，每个载频间隔为25kHz。对于800MHz数字集群通信系统，应用于公安、港口、城市应急指挥等各行业，目前频率已经非常紧张。根据天津市线网规划，将在1、2、3、4南、5、6、6梅咸、9号线的基础上，建设4北、7、8、10、11、13号线、B1、Z2、Z4线等线路，而这些线路部分区段和车辆段、停车场位于地面上且存在大量换乘站，各条线均需要建设相应的无线通信系统，并由无线电管理委员会安排指配频点。
4结论
综上所述提前对专用无线800M通信系统的频率规划对天津地铁各线路以及各线路之间的语音通信起着至关重要的作用。随着天津地铁线网发展，有限的频率资源将难以应付需求的增长，不能满足多条地铁线路单独使用各自无线频率的需求。为了节省宝贵的无线频率资源，最大限度地合理利用这部分频率资源，必须提前合理规划蜂窝小区，进行频率复用，提高频率利用率。所规划的频率将供天津市所有地铁线路使用，各线共享频率资源。
参考文献：
[1]关于调整更新无线频率规划方案的联系单，（津轨总2020-079）
[2]地铁设计规范（GB50157-2013）
[3]国家发展改革委“关于天津市轨道交通第二期建设规划（2015~2020年）的批复”（发改基础[2015]2098号）
作者：张健 姚金龙 单位：天津七一二移动通信有限公司
