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一、数字集群调度系统
移动通信系统可分为公用移动通信系统和专用移动通信系统。其数字集群调度系统（或数字集群通信系统）属于专用移动通信系统，它是一种专用的高级指挥调度系统，其指挥调度功能是区别于公网及其他无线通信系统的主要特征。数字集群通信系统是在无线接口采用数字调制方式进行通信的集群通信系统，主要包括调度指挥、数据、电话等业务类型，其特点是系统内所有可用信道为系统内的全体用户共享，具有自动选择信道的功能。因为能实现共享资源、分担费用、共用信道设备及服务，能控制和实现个人与群体间任意通讯、保密性高、功能丰富，可广泛应用于高速公路工程的应急通信系统中。在高速公路应急通信工程中，每条高速公路可根据自身需要，采用独立建设专网集群系统的方式，如采用800MHZ专用数字集群调度系统，实现紧急情况下的指挥调度。在工程设计中，可通过PBX（程控交换系统）将有线通信系统接入无线集群通信系统，实现有线与无线的联合调度，为指挥中心工作人员与移动工作人员之间提供语音、短消息、视频及其他数据通信。数字集群调度系统主要由无线集群控制中心及应用于工程现场的车载终端和手持终端构成。无线集群控制中心主要控制和管理整个集群通信系统的运行、交换和接续。它由接口电源、交换矩阵、集群控制逻辑电路、有线接口电路、监控系统、电源和微机组成，具有选呼、组呼、广播、优先呼叫、强拆、强插、调度通话录音、后台监听等功能。在工程设计中，集群控制中心可设置在高速公路任一通信站内，由有线接口电路提供的2Mb/s接口接入通信站综合业务接口，并在管理中心与程控数字交换机连接，这样无线集群电话便可通过程控数字交换机进行交换，实现有线与无线的自动转接、调度及数据通信功能。车载终端和手持终端主要配备给工程现场未定地点的终端用户，包括移动车辆、执法人员、设施看护人员等。车载终端主要应用于移动车辆，由全向天线、射频处理电路、控制及接口电路、操作面板、话筒、扬声器等组成，驾驶员可以通过操作控制面板的按键,发出通信请求,并通过话筒发话,通过扬声器收听。
二、多频段无线信号在隧道工程的覆盖
隧道是高速公路事故多发区域，在发生突发事件时，隧道内极易形成通信信号的盲区。高速公路在运营阶段，各通信运营商在隧道内安装了公共移动信号的覆盖系统，用以确保GSM、CDMA等公网信号在隧道内接续。由于无线集群通信系统使用专有的频段，因此，需另外建设一套覆盖系统。然而，多个运营商（或管理机构）分别建设自己的覆盖系统势必造成巨大的重复投资。针对这样的问题，可采用“多系统合路平台＋洞内覆盖系统”的方案，实现多频道无线信号覆盖系统的共建共享。当前，无线信号在在隧道内的覆盖方案概括起来主要有以下两种。一是洞内分布方案。这是一种“信号源＋洞内分布系统”的结构，天馈系统装于隧道内，适用于隧道距离特长隧道、长隧道，有较大弧度的隧道。二是洞外投射方案。这是一种“信号源＋定向天线”的结构，天馈系统装于隧道洞口，适用于短隧道、中隧道，且隧道没有弧度。所以，对于特长隧道、隧道群、海底隧道等特大型的工程结构物，宜采用洞内分布方案。多系统合路平台（POI）系统是一套多频段无线信号的合路分路复合装置。它作为连接信号和分布系统的桥梁，其主要作用是将不同的多个无线信号耦合入同一套天馈系统。在系统设计中分为下行POI和上行POI，下行POI的主要功能是将各运营商不同频段的信源经POI合路后送至共用的漏泄电缆（即天馈分布系统）；上行POI的主要功能是将不同频道、制式的车载终端或手持终端的无线信号，经过漏泄电缆天线的收集传输至上行POI，经POI检出不同频段的信号后，发送至附近各运营商通信基站。无线数字集群信号、公安/消防无线集群信号、公网信号、FM调频信号等多种不同频段的无线信源，通过POI装置合为一路信号，经漏泄电缆在隧道内覆盖。缆，具有信号传输作用，又具有天线功能。当射频信号通过泄漏电缆时，通过对处导体开口的控制，可将受控的电磁波能量沿线路均匀的辐射及接收，实现对电磁场盲区的覆盖，以达到移动通信畅通的目的。目前，漏泄电缆的频率覆盖范围一般在150MHZ～2.4GHZ。漏泄电缆一般安装于隧道顶部，以达到减少干扰及对隧道区域完全覆盖的目的。当安装长度超过1公里时，信号损失急剧增大，所以，长隧道应考虑安装信号中继器。
三、应急卫星通信系统
在遭遇严重自然灾害时，如地震、台风、坍塌等，地面基站设施与有线通信网络均被破坏，通讯便成为救援遇到最大的困难。所以，应急卫星通信系统的建设作为特殊情况下建立通信连接的候补措施显得尤为重要。目前有两种常用的卫星通信系统：海事卫星系统和VSAT卫星通信系统。海事卫星是集全球海上常规通讯、遇险与安全通讯、特殊与战备通讯于一体的实用性卫星，由海事卫星、地面站、终端组成。海事卫星通信系统使用的是地球同步轨道卫星，采用3颗卫星覆盖全球，它吸取并兼容了3G的先进通信技术优势，在卫星通信中结合了便携移动、宽带、网络通信的需求，是目前世界上最先进的移动卫星多媒体通信设备，在高速公路工程中，主要应用于跨海大桥。VSAT卫星系统是一种智能化的超小型地球站，也称为卫星小数据站或个人地球站。利用这种卫星系统进行通信具有灵活性强、可靠性高、成本低、使用方便以及小站可直接装在用户端等特点。借助VSAT用户数据终端可直接利用卫星信道与远端的计算机进行联网，完成数据传递、文件交换或远程处理，从而摆脱了本地区的地面中继线问题，这在地面网络不发达、通信线路质量不好或难于传输高速数据的边远地区，使用VSAT作为数据传输手段是一种很好的选择。VSAT卫星系统由两大部分组成：一是空间部分，二是地面部分。其空间部分就是地球静止轨道通信卫星；地面部分由中枢站、远端站和网络控制单元组成。在跨海大桥（如漳州大桥、港珠澳大桥等）工程中，海事卫星系统因具有连接速度快、安装后无需人工设置频率等特点被推荐使用。由于海事卫星系统使用的L波段，使得L波段终端可以迅速地寻星和对星，从而节省应急救援时间，而且通信没有月租费用，只有在通信才时才发生通话费用。在工程现场配置专用的BGAN终端（车载或手持式），应急人员可随身携带BGAN终端设备进入现场，重构与外界通信的网络，将现场情况通过话音、视频、文字等方式发给国家指挥中心及地方指挥中心，进行多方电话、电视会议，收发灾情预报及现场信息。在指挥中心设置卫星终端设备，能及时与工程现场的BGAN终端保持联络通讯，具备电话、传真、E-MAIL、上网等功能，适合突发情况的现场指挥；中心设备接入公众通信网，实现卫星终端与GSM/CDMA/电话的双向通信，提供全天候无盲区的数据通信服务。
四、结语
随着高速公路特殊、特大结构物的不断增加，公路运营过程中意外事故的紧急处置与救援将受到管理部门的充分重视。无线数字集群通信和卫星通信以其专用、灵活等特有的优点和某些场合的不可替代性，使其在高速公路应急通信中发挥越来越重要的作用。
作者：须民健 李文锋 廖强 习燕 单位：招商局重庆交通科研设计院有限公司