軌道交通-通信系統(tǒng)

1、第四章 通信系統(tǒng),視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成、功能及操作調(diào)度電話系統(tǒng)組成、功能及操作視頻監(jiān)控系統(tǒng)操作,,難點：,主要內(nèi)容,軌道交通通信系統(tǒng)概述軌道交通通信系統(tǒng)構成各子系統(tǒng)介紹,一、軌道交通通信系統(tǒng)概述,為了保證城市軌道交通系統(tǒng)能可靠、安全、高效運營，并有效地傳輸?shù)罔F運營、維護、管理相關的語音、數(shù)據(jù)、圖像等各種信息，就必須建立可靠的、易擴充的、獨立的通信網(wǎng)。軌道交通通信網(wǎng)系統(tǒng)是直接為軌道交通運營、管理服務的，是保證列車及乘客安全、快速、高

2、效運行的一種不可缺少的智能自動化綜合業(yè)務數(shù)字通信網(wǎng)。,1、軌道交通通信系統(tǒng)的作用,首先，城軌通信系統(tǒng)與信號系統(tǒng)共同完成行車調(diào)度指揮，并為城軌的其它各子系統(tǒng)提供信息傳輸通道和時標(標準時間)信號。此外，通信系統(tǒng)是城軌交通內(nèi)部公務聯(lián)絡的主要通道，使構成城軌交通內(nèi)部的各個子系統(tǒng)能夠緊密聯(lián)系，以提高整個系統(tǒng)的運行效率。當然，通信系統(tǒng)也是城軌交通內(nèi)、外聯(lián)系的通道。城軌通信系統(tǒng)在發(fā)生災害、事故或恐怖活動的情況下，是進行應急處理、搶險救災和反恐的主

3、要手段。所以，在正常情況下，通信系統(tǒng)能為運營管理、指揮、監(jiān)控等提供通信聯(lián)絡的手段，為乘客提供周密的服務；在突發(fā)災害、事故或恐怖活動的情況下，能夠集中通信資源，保證有足夠的容量以滿足應急處理、搶險救災的特殊通信需求。,2、城市軌道交通對通信系統(tǒng)的要求,(1) 對于行車組織，通信系統(tǒng)應能保證將各站的客流情況、工作狀況、線路上各列車運行狀況等信息準確、迅速地傳輸?shù)娇刂浦行?。同時，將控制中心發(fā)布的調(diào)度指揮命令與控制信號及時、可靠地傳送至各個車

4、站及行進中的列車上。(2) 對于城軌運行的組織管理，通信系統(tǒng)應能保證各部門之間、上下級之間保持暢通、有效、可靠的信息交流與聯(lián)系。(3) 通信系統(tǒng)應能保證本系統(tǒng)與外部系統(tǒng)之間便捷、暢通的聯(lián)系。(4) 通信系統(tǒng)主要設備和模塊應具有自檢功能，并采取適當?shù)娜哂嗯渲?，故障時能自動切換和報警，控制中心可監(jiān)測和采集各車站設備運行和檢測的結果。,二、軌道交通通信系統(tǒng)構成：●傳輸系統(tǒng)●無線系統(tǒng)（列車調(diào)度、公安、消防）●公務電話系統(tǒng)●調(diào)度電話

5、系統(tǒng)●廣播系統(tǒng)●時鐘系統(tǒng)●視頻監(jiān)控系統(tǒng)●網(wǎng)絡管理,三、各子系統(tǒng)介紹（一）無線系統(tǒng)1、功能：軌道交通無線通信系統(tǒng)是軌道交通通信系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，是提高地鐵運輸效率、保證運營行車安全的重要手段。無線系統(tǒng)主要用于地鐵列車運行指揮、公安治安、防災應急通信和設備及線路的維修施工通信。,2、無線系統(tǒng)的發(fā)展國內(nèi)軌道交通無線系統(tǒng)主要采用專用頻道和集群兩種方式。專用頻道方式是根據(jù)用途來配置頻道，每種頻道只做一種用途即使該頻道處于

6、空閑狀態(tài)也不做他用。集群方式又稱為共用頻道方式，它是所有用途共用幾個頻道，并根據(jù)需要和日使用情況臨時分配頻道，通常設置一個控制頻道和若干個通話頻道，通話頻道的數(shù)目可以少、于用途數(shù)，平時所有移動臺（列車臺和手持電臺）均處于控制頻道，以便接收中心控制信息和向中心返回信息。通話時，由中心根據(jù)情況分配一個通話頻道，通話結束后自動返回控制頻道。隨著無線系統(tǒng)的發(fā)展，對頻率的利用率要求越來越高，而集群通信的最大特點是多用自戶共享多頻道，因此專用頻

7、道方式正逐步被頻率利用率高、功能趨于豐富的集群方式取代。,專用通信,（1）集群通信在我國的發(fā)展,,集群通信,,模擬集群通信,數(shù)字集群通信,,20世紀80年代之前,20世紀80年代初,20世紀80年代初～80年代末,20世紀90年代～,（2）TETRA系統(tǒng)的發(fā)展,TETRA:Trans European Trunked Radio,全歐集群無線電,后更名為:Trans Trunked Radio,陸地集群無線電。標準由ETSI制定。,20

8、世紀80年代末，歐洲開始研究數(shù)字集群通信體制；1995年ETSI只是確定TETRA標準；1998年起全面推廣；2001年800MHz頻段TETRA系統(tǒng)進入我國市場；2003年12月350MHz頻段TETRA系統(tǒng)開始在我國組網(wǎng)試驗。,（3）TETRA的優(yōu)點,TETRA系統(tǒng)的主要優(yōu)點在于它可以在同一技術平臺上提供指揮調(diào)度、數(shù)據(jù)傳輸及電話服務，因此只需一套系統(tǒng)就可以滿足一個組織的多種無線通信需求。此外，TETRA作為一種數(shù)字通信標準，

9、可以支持廣區(qū)覆蓋。,3、集群無線系統(tǒng)組成控制中心設備及接口調(diào)度臺設備集群基站光纖直放站終端設備（如固定臺、移動臺等）電纜天線,4、集群無線系統(tǒng)的工作原理基本工作原理是由控制中心設備集中控制和管理系統(tǒng)中的每個信道，動態(tài)分配空閑信道給呼出的用戶。在通話完畢后，又將該信道收回并分配給等待的用戶使用。此外，當通話的一方為公用交換電話網(wǎng)（PSTN）用戶時，可通過系統(tǒng)的中繼線經(jīng)PSTN互相通話。,（二）公務及站內(nèi)電話系統(tǒng)

10、 公務及站內(nèi)電話系統(tǒng)可分為公務電話子系統(tǒng)和站內(nèi)及軌旁電話子系統(tǒng)兩部分，能為管理部門、運營部門、維修部門提供一般公務聯(lián)絡服務，主要是電話業(yè)務和部分非話業(yè)務。本系統(tǒng)能夠提供各種新業(yè)務功能，能識別非話業(yè)務能力，能與分組交換網(wǎng)連接，能與無線集群系統(tǒng)連接，能與本地公用電話網(wǎng)互聯(lián)，實現(xiàn)與本市用戶特種業(yè)務通話，還可以實現(xiàn)國內(nèi)、國際長途通信。,（二）公務及站內(nèi)電話系統(tǒng),站內(nèi)及軌旁電話系統(tǒng),（二）公務及站內(nèi)電話系統(tǒng),公務電話系統(tǒng),1、公務電

11、話子系統(tǒng)的組成及功能,公務電話子系統(tǒng)主要由交換機、配線架、用戶話機、線纜等設備組成，其中交換機是系統(tǒng)中重要的設備。交換機主要具備以下功能：(1) 電話交換功能　(2) 計費功能(3) 非話業(yè)務　(4) 復原控制方式　(5) 號碼的存儲和譯碼　　(6) 電路的選擇和釋放(7) 新業(yè)務功能。(8) 維護管理功能,2、公務電話子系統(tǒng)的系統(tǒng)結構,公務電話子系統(tǒng)是以數(shù)字程控交換機設備為核心，與程控交換機相連的電話分機分布在軌道交通

12、各辦公管理部門、設備房及運營各生產(chǎn)部門等。常見的軌道交通公務電話系統(tǒng)采用環(huán)型網(wǎng)絡結構，如圖所示。采用這種拓撲結構的系統(tǒng)，當任意兩臺交換機間(如OCC與車輛段之間）的傳輸線路中斷，可以通過迂回傳輸線路(如OCC——某車站——車輛段）保證線路的暢通，從而使網(wǎng)絡的可靠性提高。,2、公務電話子系統(tǒng)的系統(tǒng)結構,采用環(huán)型網(wǎng)絡結構的軌道交通公務電話系統(tǒng),3、站內(nèi)及軌旁電話子系統(tǒng)的組成,站內(nèi)及軌旁電話子系統(tǒng)是一個相對獨立的內(nèi)部電話系統(tǒng)，由車站電話總機、

13、車站值班臺(值班員電話機)、電話分機、軌旁電話共同組成。實現(xiàn)站(段)內(nèi)重要部門有關人員的點對點的直接通話、相鄰車站值班人員之間及軌旁人員的直接通話。,4、站內(nèi)及軌旁電話子系統(tǒng)的功能,站內(nèi)及軌旁電話子系統(tǒng)主要功能是滿足車站內(nèi)部通話，以及相鄰車站、聯(lián)鎖站之間的直達聯(lián)系。該系統(tǒng)可為車站站內(nèi)相關部門提供與車站值班員之間的直達通話，并且車站值班員可以呼叫其他相鄰車站的值班員。,（三）調(diào)度電話系統(tǒng),調(diào)度電話系統(tǒng)是為列車運營、電力供應、日常維修、防

14、災救護提供指揮手段的專用通信系統(tǒng)，要求迅速、直達，不允許與運營無關的其他用戶接入該系統(tǒng)。調(diào)度電話分為行車調(diào)度電話、電力調(diào)度電話、環(huán)控調(diào)度電話和維修調(diào)度電話。各調(diào)度員可對本系統(tǒng)的用戶進行單呼、組呼、全呼、緊急呼叫，可對通話進行錄音。調(diào)度電話設備主要分布在運營控制中心、車站、設備室、車輛段及所需電話的其他區(qū)域。,1、調(diào)度電話系統(tǒng)的組成,調(diào)度電話系統(tǒng)主要由調(diào)度總機、調(diào)度臺、調(diào)度分機三部分通過傳輸系統(tǒng)或相應的通信纜線連接而成。調(diào)度總機是調(diào)度電

15、話系統(tǒng)的核心部分，由具有交換功能的交換機或交換模塊組成，可組成若干個獨立的調(diào)度(如行調(diào)、電調(diào)、環(huán)調(diào)、維調(diào)等)呼叫，并具有錄音等功能。調(diào)度臺是調(diào)度業(yè)務的操作控制臺，設在中央運營控制中心。調(diào)度分機采用普通話機。調(diào)度總機與分機通過傳輸系統(tǒng)提供的點對點式專用音頻話路連接。,2、調(diào)度電話系統(tǒng)的功能,通話功能選呼功能會議功能錄音功能維護管理功能,3、調(diào)度電話系統(tǒng)的實現(xiàn)方式,根據(jù)設備所選型號不同，調(diào)度系統(tǒng)可通過在公務電話系統(tǒng)中增加相關模塊

16、部件，通過軟件控制實現(xiàn)調(diào)度交換功能。例如，廣州地鐵1號線使用的HICOM392型交換機就是采用這種方式實現(xiàn)調(diào)度功能的，其優(yōu)點是設備緊湊，可以有效共享硬件和軟件資源。缺點是一旦HICOM392型交換機出現(xiàn)系統(tǒng)故障，勢必對調(diào)度系統(tǒng)的正常運行造成影響甚至中斷。考慮到調(diào)度系統(tǒng)的重要性，一般采用獨立設置調(diào)度交換機實現(xiàn)調(diào)度功能的方式，這樣能夠提高系統(tǒng)的可靠性。,（四）廣播系統(tǒng),廣播系統(tǒng)由中心廣播、車站廣播、車輛段廣播系統(tǒng)組成，通過使用控制中心、車輛

17、段的操作終端操控整條運營線路、車輛段內(nèi)的廣播，將語音信息傳送到相應車站、車輛段，使整條線路中的車站、車輛段廣播系統(tǒng)既獨立又成為統(tǒng)一的整體。,1、控制中心廣播系統(tǒng),控制中心行車調(diào)度員和環(huán)控調(diào)度員可對全線各站進行監(jiān)聽及選站和選區(qū)廣播。當軌道交通發(fā)生故障或災害時,廣播系統(tǒng)自動轉為搶險通信設備。停車場廣播系統(tǒng)由值班員、運轉值班員和檢修庫值班員向工作人員播放車輛調(diào)度、列車編組等有關作業(yè)音訊。,2、車站廣播系統(tǒng),車站廣播系統(tǒng)由控制中心的總調(diào)、列調(diào)、

18、防災調(diào)(列調(diào)兼) 和各車站的正副值班員使,用,為旅客播放列車到發(fā)信息、導向信息及緊急狀態(tài)信息等服務音訊,為工作人員播放作業(yè)命令及管理音訊。車站廣播區(qū)分為上行站臺、下行站臺、售票區(qū)、站廳、出入口和辦公區(qū)等。車站行車值班員和環(huán)控值班員可通過廣播控制臺對本站區(qū)進行選區(qū)廣播或全站廣播。,3、中心及車站廣播系統(tǒng)的組成,中心及車站廣播系統(tǒng)由廣播機柜、廣播臺等組成，廣播機柜分布在全線各車站和控制中心通信設備室，廣播臺則根據(jù)需要設置在控制中心、各車站控

19、制室以及站臺等位置。此外，車站廣播系統(tǒng)還包括噪聲感應探頭(簡稱噪感)、揚聲器等外部設備，一般每個站臺設置兩個噪感，站廳設置兩個噪感，作用是提供一個控制信號給廣播設備用以調(diào)整放大器的增益，并進一步調(diào)節(jié)站臺上揚聲器的聲壓水平。,4、中心及車站廣播系統(tǒng)的功能,車站廣播主要用于對車站乘客、維修和運行人員進行廣播，發(fā)布有關列車時間、車次變動、列車延時、行車安全、緊急情況以及突發(fā)事件等信息，以及預先錄制的通告等，其主要功能如下。

20、 (1) 廣播功能 (2) 系統(tǒng)控制功能 (3) 故障診斷功能,（五）視頻監(jiān)控系統(tǒng),視頻監(jiān)控系統(tǒng)(以下簡稱CCTV系統(tǒng))主要作用是使控制指揮中心調(diào)度管理人員、車站值班員、站臺工作人員等實時監(jiān)控或事后察看方式監(jiān)控到所管轄車站客流、列車出入站及旅客上下車等情況，以確保車站、乘客安全和合理進行客流組織。,1、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成,視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由中央級視頻監(jiān)控系統(tǒng)和站級視頻監(jiān)控系統(tǒng)兩部分組成

21、。中央視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常位于該運營線路控制中心的通信設備室，站級視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備則安裝在各車站的通信設備室。系統(tǒng)外圍設備攝像機、監(jiān)視器等則分布在各站站廳、站臺等區(qū)域。,2、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理,（1）車站內(nèi)視頻信號的傳輸過程 傳輸方式上，目前多采用視頻基帶傳輸方式。視頻基帶傳輸方式是指從攝像機到控制設備之間傳輸?shù)囊曨l圖像信號完全是視頻模擬信號，輸入、輸出采用75Ω不平衡方式。為了整個系統(tǒng)阻抗匹配，傳輸線也采用75Ω的同軸電纜

22、。當攝像機輸出的視頻圖像信號通過同軸電纜傳輸?shù)皆O備機柜相應接口面板后，首先送到同軸電纜均衡器(站臺視頻圖像還要送到畫面分割器或分屏單元)，然后送到交換矩陣。所有這些視頻經(jīng)過交換矩陣的切換后，傳送到車控室的監(jiān)視器，車站人員可通過監(jiān)視器的控制鍵盤，完成視頻圖像的切換；而要傳送到控制中心的視頻圖像，經(jīng)矩陣的輸出端傳送到傳輸單元，通過光纖傳輸系統(tǒng)送到控制中心。,2、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理,（2）由車站級到中心級的視頻信號傳輸 車站交換矩

23、陣輸出的來自分屏單元的圖像(站臺分屏圖像)和站廳的圖像，通過機柜內(nèi)的傳輸單元傳輸?shù)絆CC。要求每個站的圖像要持續(xù)的、實時地傳送到OCC。從車站到OCC的圖像傳輸，由于距離過遠，通常采用光纖傳輸方式。各站傳來的圖像信號經(jīng)過光纖接收單元轉變?yōu)橐曨l信號，再傳送給交換矩陣，由交換矩陣輸出到監(jiān)視器上去；而控制鍵盤可以控制輸入與輸出之間的連接。再由OCC的光接收單元轉變?yōu)殡娦盘?，?jīng)分組器轉變?yōu)楦髀犯哳l電信號，再經(jīng)解調(diào)器的解調(diào)還原為圖像信號，輸入到O

24、CC的視頻交換矩陣中去。,3、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的的功能,(1) 中央級功能。中央視頻監(jiān)控設備接收來自各車站的視頻圖像，經(jīng)過一定的處理后，在控制中心大屏上顯示。在控制中心，調(diào)度人員通過觀看大屏顯示的圖像可監(jiān)視到軌道交通全線的運營情況，包括列車的運行情況、客流情況、控制范圍內(nèi)的異常情況等。 以廣州軌道交通1號線為例，控制中心設置有行調(diào)、環(huán)調(diào)、電調(diào)和維調(diào)等崗位，通常行調(diào)和環(huán)調(diào)需要監(jiān)視全線各站的情況。由各站傳送來的圖像，經(jīng)過中

25、央機柜設備處理后，通過專用控制鍵盤的控制，將視頻圖像按不同的方式顯示在相應的監(jiān)視器上，達到監(jiān)視的目的。而圖像的顯示方式，可根據(jù)不同用戶的使用情況做不同的設置。另外，行調(diào)可使用配置的錄像機選擇記錄緊急情況，或需事后查看的現(xiàn)場情況；不同的調(diào)度可通過各自的控制鍵盤根據(jù)需要調(diào)看不同的圖像。,3、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的的功能,(2) 站級功能。通過分布在站臺、站廳的攝像機，將全站的圖像統(tǒng)一送到站級視頻監(jiān)控機柜，經(jīng)均衡放大等處理后，再傳送到車站人員使用的監(jiān)

26、視器上，供其監(jiān)控車站情況。車站人員可通過控制鍵盤切換監(jiān)視器上的圖像，通常顯示方式有兩種：一種是單幅圖像切換方式，即根據(jù)需要選擇相應的單幅圖像顯示在監(jiān)視器上；另一種是分組輪流顯示方式，即將圖像進行分組，然后選擇要觀看的一組圖像輪流顯示在監(jiān)視器上，組內(nèi)的圖像采用輪流掃描的方式，其時間間隔可設置。除了提供本站的圖像給車站人員外，站級設備還通過光纖傳輸單元將本站圖像上傳到中央級視頻監(jiān)控設備，以提供控制中心的調(diào)度監(jiān)控使用。,本章小結,本章主要介紹