LTE寬帶集群無(wú)線組網(wǎng)方案

鐵路站場(chǎng)是車(chē)站進(jìn)行各種技術(shù)作業(yè)的場(chǎng)地，站場(chǎng)無(wú)線通信系統(tǒng)是鐵路車(chē)站運(yùn)輸安全及調(diào)度指揮的重要手段。在《鐵路信息化總體規(guī)劃》中，明確提出2020年車(chē)站（場(chǎng)）寬帶無(wú)線覆蓋率達(dá)到60%以上；《鐵路站場(chǎng)寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)總體技術(shù)要求（暫行）》規(guī)定了鐵路站場(chǎng)（包括編組站、貨運(yùn)站、客運(yùn)站、動(dòng)車(chē)段所和集裝箱中心站等）寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)的技術(shù)要求，明確了站場(chǎng)寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)可用于承載鐵路站場(chǎng)列檢、貨檢、調(diào)車(chē)、車(chē)號(hào)、客貨運(yùn)等語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像通信業(yè)務(wù)。

LTE寬帶集群無(wú)線組網(wǎng)方案

采用全球先進(jìn)無(wú)線通信技術(shù)4G（TD-LTE）開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)寬帶多媒體數(shù)字集群系統(tǒng)在1張網(wǎng)絡(luò)內(nèi)、使用1個(gè)頻點(diǎn)和通過(guò)1部終端，可同時(shí)提供專(zhuān)業(yè)語(yǔ)音集群、視頻調(diào)度、數(shù)據(jù)作業(yè)、視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)，并在網(wǎng)絡(luò)安全性、可靠性、可擴(kuò)展性等方面具有強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，目前已用于交通運(yùn)輸、公共安全、能源、無(wú)線政務(wù)等多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域。由于采用專(zhuān)業(yè)的集群設(shè)計(jì)，與TD-LTE的公網(wǎng)系統(tǒng)相比，在時(shí)延、可靠性、終端定制等方面具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，可滿足專(zhuān)業(yè)語(yǔ)音集群的性能要求。

基于LTE開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)手持機(jī)設(shè)備支持各類(lèi)信息化APP應(yīng)用、語(yǔ)音呼叫與群組功能，以及視頻群組等功能。基于LTE芯片開(kāi)發(fā)的各類(lèi)鐵路專(zhuān)用終端可基于4G網(wǎng)絡(luò)回傳傳感數(shù)據(jù)和視頻信息等，如4G機(jī)車(chē)臺(tái)、三孔機(jī)和4G可視化高精度定位領(lǐng)車(chē)儀等。

既有窄帶通信、Wi-Fi、公網(wǎng)、3G技術(shù)等因帶寬和安全性無(wú)法支撐鐵路大數(shù)據(jù)應(yīng)用和信息化大發(fā)展，而LTE寬帶集群具有適用于鐵路站場(chǎng)的多種特性，如專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)靈活部署、扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、頻率利用率高和廣域覆蓋等。

▲LTE寬帶集群組網(wǎng)方案示意圖

方案優(yōu)勢(shì)

?安全可靠。LTE系統(tǒng)可提供全套的可靠性組網(wǎng)方案，保障單點(diǎn)故障不影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行；可提供端到端安全加密算法和防入侵機(jī)制，保障網(wǎng)絡(luò)不受外界入侵，安全可靠；LTE網(wǎng)絡(luò)由專(zhuān)業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)，可保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能達(dá)到業(yè)務(wù)要求，更好地提供網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化服務(wù)，保障業(yè)務(wù)的有效應(yīng)用。

?靈活高效。中、小型車(chē)站采用單站模式，支持1000用戶；大型編組站采用小核心網(wǎng)系統(tǒng)，支持4000用戶；鐵路局集團(tuán)公司或站段跨區(qū)域整體聯(lián)網(wǎng)，采用大核心網(wǎng)系統(tǒng)，支持20萬(wàn)用戶。對(duì)超大型編組站及其后續(xù)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，結(jié)合編組站內(nèi)各專(zhuān)業(yè)的業(yè)務(wù)隔離需求，采用云架構(gòu)分布組網(wǎng)。采用多個(gè)子網(wǎng)負(fù)荷分擔(dān)方式，組成1張規(guī)模和范圍更大的整網(wǎng)，并通過(guò)VPN方式進(jìn)行業(yè)務(wù)隔離，實(shí)現(xiàn)不同子網(wǎng)內(nèi)用戶的互聯(lián)互通和業(yè)務(wù)保密，還可通過(guò)快速部署系統(tǒng)Rabid進(jìn)行臨時(shí)混合組網(wǎng)等靈活方案，形成多級(jí)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的聯(lián)合組網(wǎng)與業(yè)務(wù)互通。

?互聯(lián)互通。LTE寬帶集群解決方案具有各類(lèi)互聯(lián)互通網(wǎng)關(guān)，可通過(guò)空口互通、網(wǎng)關(guān)互通和系統(tǒng)互通方式，與窄帶集群、固網(wǎng)PSTN、公網(wǎng)PLMN及鐵路既有系統(tǒng)（如FAS調(diào)度系統(tǒng)）進(jìn)行有效對(duì)接，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互通，提高調(diào)度效率，保護(hù)既有投資。

?高質(zhì)量寬帶集群。LTE寬帶集群方案基于用戶、群組、業(yè)務(wù)3個(gè)維度優(yōu)先級(jí)，滿足不同場(chǎng)景QoS；通過(guò)GBR設(shè)置，保障語(yǔ)音、集群和視頻流業(yè)務(wù)的帶寬要求；專(zhuān)業(yè)語(yǔ)音集群，話音質(zhì)量清晰，并支持雙MIC降噪，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境；單小區(qū)（20 MHz帶寬）可同時(shí)支持15路720P視頻實(shí)時(shí)回傳。語(yǔ)音調(diào)度還可提供多樣化業(yè)務(wù)，如環(huán)境偵聽(tīng)、搶話等多優(yōu)先級(jí)的調(diào)度服務(wù)。調(diào)度員可動(dòng)態(tài)臨時(shí)組建群組，終端通過(guò)空口接收并更改刷新簽約的群組。

?高精度定位。通過(guò)高精度定位功能（GPS、北斗、差分技術(shù)），可有效實(shí)現(xiàn)站場(chǎng)車(chē)、人、物的作業(yè)卡控和軌跡回放。

客戶價(jià)值

借助4G寬帶無(wú)線通信手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路站場(chǎng)管理的科學(xué)調(diào)度，達(dá)到支撐業(yè)務(wù)管理和改善運(yùn)營(yíng)的目標(biāo)，是建設(shè)鐵路4G智慧站場(chǎng)平臺(tái)的價(jià)值所在。鐵路相關(guān)部門(mén)已認(rèn)識(shí)到站場(chǎng)LTE 4G系統(tǒng)對(duì)加強(qiáng)安全管理、深化生產(chǎn)改革、提高工作效率和管理水平的重要意義與作用。

保安全

（1）實(shí)現(xiàn)安全卡控，形成安全信息鏈。通過(guò)數(shù)據(jù)分析和挖掘，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、糾正、預(yù)防不合規(guī)作業(yè)、調(diào)度不當(dāng)、盲目指揮等過(guò)錯(cuò)和失誤。

（2）形成橫向信息鏈，打通信息壁壘，實(shí)現(xiàn)作業(yè)過(guò)程的全天候、全方位、全過(guò)程監(jiān)控，預(yù)防各類(lèi)人為錯(cuò)誤的發(fā)生。

（3）智慧站區(qū)高速網(wǎng)絡(luò)建立后，對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)與綜合分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)障礙根因，第一時(shí)間消除安全隱患，保證行車(chē)安全。

（4）通過(guò)4G調(diào)車(chē)系統(tǒng)，減輕領(lǐng)車(chē)員工作強(qiáng)度，未來(lái)可替代連接員，有效減少人員安全事故。

（5）使用4G網(wǎng)絡(luò)，APP系統(tǒng)可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)貨檢、列檢、調(diào)車(chē)、養(yǎng)護(hù)維修等作業(yè)與計(jì)劃的完成情況，可形成扇形圖等分析數(shù)據(jù)，避免人為計(jì)算錯(cuò)誤。

（6）通過(guò)4G平臺(tái)可對(duì)各專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)問(wèn)題的整改進(jìn)行追蹤提示，對(duì)缺陷存續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)進(jìn)行報(bào)警提示。

促管理

（1）平臺(tái)化建設(shè)使系統(tǒng)集監(jiān)控、管理、決策為一體，大幅提高管理信息化水平，使管理向自動(dòng)化、科學(xué)化、信息化邁進(jìn)，并帶動(dòng)相關(guān)系統(tǒng)的應(yīng)用不斷深入，使現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)及管理能力實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

（2）通過(guò)建立4G智慧鐵路站場(chǎng)平臺(tái)系統(tǒng)，突破既往傳統(tǒng)思維模式，結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新與管理創(chuàng)新，探索新的技術(shù)手段、工作方法及業(yè)務(wù)流程的變革方案。

（3）自動(dòng)分析工作質(zhì)量、設(shè)備質(zhì)量和設(shè)備障礙率等運(yùn)維指標(biāo)，形成各種質(zhì)量報(bào)表，為制定重點(diǎn)工作計(jì)劃提供依據(jù)。

（4）自動(dòng)記錄各專(zhuān)業(yè)作業(yè)過(guò)程關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)分析作業(yè)效率、便于優(yōu)化管理。

提效率

（1）實(shí)現(xiàn)貨檢作業(yè)計(jì)劃、列檢、商檢、調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃自動(dòng)實(shí)時(shí)下達(dá)，養(yǎng)護(hù)維修、巡檢作業(yè)計(jì)劃協(xié)同編制，將紙質(zhì)工單變?yōu)?a target="_blank">電子工單，生產(chǎn)作業(yè)、維護(hù)作業(yè)、設(shè)備運(yùn)行等業(yè)務(wù)變?yōu)殚]環(huán)管理。

（2）實(shí)現(xiàn)調(diào)度、運(yùn)維專(zhuān)家與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的多媒體信息交互，對(duì)安全關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行提示，精準(zhǔn)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)和問(wèn)題處理。

（3）智能識(shí)別障礙和自動(dòng)派單，降低人工作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度，提高調(diào)度工作效率和工作質(zhì)量。

（4）通過(guò)4G調(diào)車(chē)自動(dòng)化業(yè)務(wù)，減少領(lǐng)車(chē)員崗位，并可保障高危崗位人員安全；可自動(dòng)發(fā)送“十五三”信令，通過(guò)后臺(tái)自動(dòng)高精度定位，顯示車(chē)、人、物狀態(tài)。隨著調(diào)車(chē)業(yè)務(wù)的深入應(yīng)用，在提質(zhì)增效和保障安全方面，還要不斷提升和深入挖掘。每天都要產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，使用公網(wǎng)流量費(fèi)用巨大，建立專(zhuān)網(wǎng)后，網(wǎng)絡(luò)歸屬鐵路站段使用，一次性投資，不用再繳納高額網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)。

（5）統(tǒng)一無(wú)線通信平臺(tái)，1張網(wǎng)絡(luò)、1個(gè)頻點(diǎn)，打破信息壁壘，做到綜合承載，現(xiàn)場(chǎng)人員由2～3部終端變?yōu)?部終端，節(jié)省成本，減輕作業(yè)強(qiáng)度。

（6）4G平臺(tái)具有覆蓋廣的特性，站場(chǎng)減少大量設(shè)備和施工點(diǎn)，節(jié)省投資和施工成本。

（7）電信級(jí)高可靠性方案。設(shè)備平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)15萬(wàn)h，保障了站場(chǎng)設(shè)備的穩(wěn)定可靠，減輕站段維護(hù)壓力。多類(lèi)異構(gòu)系統(tǒng)向單個(gè)融合系統(tǒng)平臺(tái)轉(zhuǎn)化，極大節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)后期使用維護(hù)成本。

（8）站場(chǎng)智能業(yè)務(wù)應(yīng)用不斷投入和衍生，指令與計(jì)劃自動(dòng)下達(dá)、審核與審批智能校核、作業(yè)表單電子化填報(bào)和總結(jié)報(bào)告自動(dòng)形成，為智能站區(qū)打通信息化通道，為大數(shù)據(jù)分析提供最后1公里的接入條件。

結(jié)束語(yǔ)

LTE技術(shù)已在國(guó)內(nèi)大型編組站場(chǎng)和大型客運(yùn)車(chē)站（哈爾濱南編組站、南寧南站、昆明東編組站、長(zhǎng)沙南客運(yùn)站等）得到應(yīng)用。隨著我國(guó)鐵路的高速發(fā)展和LTE技術(shù)的創(chuàng)新與完善，越來(lái)越多的業(yè)務(wù)將轉(zhuǎn)向LTE寬帶集群網(wǎng)絡(luò)，將成為鐵路站場(chǎng)未來(lái)無(wú)線通信的發(fā)展趨勢(shì)。