导读：本文初稿是作者在深圳地铁总工办工作时写的一份研究报告，到赛格通信公司做顾问之后，根据遇到的实际情况修正了部分论点和文字。文章从系统正名入手，对地铁无线调度通信系统的发展阶段、技术实现、项目管理、市场现状进行了综合分析，并就发展方向提出了初步看法。本文对该系统的设计、建设和管理有参考价值。

　　一 名称解析

　　《地铁设计规范》(GB50157-2003)指出：地铁，metro或underground或subway，是在城市中修建的快速、大运量、用电力牵引的轨道交通。地铁线路，通常设在地下隧道内，也有的在城市中心以外地区从地下转到地面或高架桥上。

　　《地铁设计规范》又指出：地铁应设置地铁无线通信系统，为控制中心调度员、车辆段调度员和车站值班员等固定用户与列车司机、防灾、维修、公安等移动用户之间提供通信手段。无线通信系统必须满足行车安全、应急抢险的需要。

　　与此同时，随着通信技术的快速发展，公众移动无线通信和公安专用无线通信也已进入地铁。因此，为了突出调度功能并与其它无线通信系统相区别，《地铁设计规范》所述地铁无线通信系统的准确称呼，应当是地铁无线调度通信系统。

　　在地铁建设及运营中，人们常把地铁无线调度通信系统称作运营无线通信系统或无线通信系统，更简称为无线系统或无线专网。本文采用全称或称作本系统。

　　二 发展阶段

　　新中国成立前，我国没有地铁交通，直到20世纪60年代末期，出于战备考虑，才在北京修建了第一条地下铁道。

　　北京地铁建设初期，限于当时的经济技术条件，没有设置无线通信。如果出现事故，司机和沿线工作人员则利用所携带的电话机，通过沿线的电话插孔与车站或地面人员取得联系，非常不方便。一次，运行中的北京地铁发生了火灾，隧道里烟雾弥漫，司机和工作人员找不到道边电话插孔，致使无法与地面联系，延误了救灾，造成了人员伤亡。经过这次血的教训，决定在地铁设置无线通信系统。

　　我国地铁无线通信系统的发展，经历了专用频道、模拟集群和数字集群三个阶段：

　　1、专用频道阶段

　　北京地铁曾经进行了多种频段的试验，例如400KHz感应通信、微波通信、激光通信和150MHz甚高频通信等。直到20世纪80年代，才在我国地铁中采用了甚高频(150MHz)的或特高频(450MHz)无线通信，并用泄漏电缆在隧道内进行无线覆盖。这种通信方式，又叫无线列调通信，并一直延续到20世纪末。例如，上海地铁一号线采用的便是450 MHz专用频道特高频无线列调通信。

　　2、模拟集群阶段

　　目前，地铁无线通信系统所采用的组网方案都是集群方案。集群方案是在专用频道方案基础上发展起来的一种系统资源共享、频率资源共享、多用途、高效率、技术先进的无线调度通信系统。

　　事实上，20世纪80年代，国际上开发成功了模拟集群无线通信，我国也先后在北京、上海、广州等城市将其引进并投入使用，致使模拟集群系统在我国各个行业和部门的专用网中，得到了较为广泛的应用。例如，广州地铁一号线就率先采用了MOTOROLA的800MHz模拟集群通信系统。

　　3、数字集群阶段

　　和模拟集群相比，数字集群的主要特征是：调制方式由模拟发展为数字，多址方式由频分多址(FDMA )发展为时分多址(TDMA)，通信业务由话音发展为话音和数据，组网方式更加灵活，具有更强的抗干扰能力、更高的频谱利用率、更好的通信质量、更大的系统容量，以及提供更多的通信业务和更灵活的网络管理功能。因此，数字集群移动通信很快进入地铁，已经或正在取代模拟集群通信系统。广州地铁率先使用MOTOROLA的800MHz数字集群通信系统，深圳地铁率先使用NOKIA的800MHz数字集群通信系统(后为EADS收购)。随后，其它城市地铁也相继选用了同类型的数字集群通信系统。

　　三 技术实现

　　地铁无线调度通信系统采用数字集群技术，而数字集群标准主要有iDEN、GSM-R和TETRA三种。TETRA(Terrestrial Trunked Radio)，是欧洲电信标准协会(ETSI)制定的无线数字集群通信的开放标准，中文译名为陆上集群无线电通信。选用TETRA标准改是基于它的如下优点：

　　——标准开放，由多个厂家支持，用户不用依赖于一个厂家;

　　——技术先进，综合多种话音和数据业务，数据传输功能强大，已实现IP数据功能;

　　——频率利用率高(25KHz的带宽上提供4个无线信道);

　　——话音质量好;

　　——呼叫建立时间快(小于300毫秒);

　　——保密性能强，支持在无线链路上对话音、数据和信令进行加密，并提供用户鉴权;

　　——虚拟专网功能先进，能够满足不同专业用户共享同一综合性移动通信系统的需求;

　　——针对应急安全网络的高效特性-群组通信、紧急呼叫、直接模式通信、多个优先级别、操作的高可靠性和快速的呼叫建立。

　　——可以在同一技术平台上提供指挥调度、数据传输及电话业务，因此仅用一套系统即可满足一个组织的多种无线通信需求，而且多个组织可以共用一套系统。

　　因此，目前我国正在新建扩建改建的地铁，无论地下线还是高架线，其无线调度通信系统全部采用TETRA标准。

　　地铁无线调度通信系统既是一个专用通信系统，也是一个集成系统。从设备功能讲，系统由无线通信设备(TETRA交换机、基站、通信终端、调度台等核心设备)、场强覆盖设备(泄漏电缆和天馈设备)和系统监控设备三部分构成。

　　从产品来源讲，系统由直接采购产品、二次开发产品和自行设计产品三部分构成。直接采购产品主要包括：交换机、基站、光纤直放站、便携台、泄漏电缆、射频电缆、射频合成与分配器件、综合机柜、室内及室外天线等。

　　数字集群通信系统生产厂家所提供的设备是通用设备，只能满足标准和规范所规定的通用功能要求，而不能满足具体的不同使用部门的特殊功能要求。解决办法，就是进行二次开发，或进行非标准设计与生产。二次开发是项目成功的关键所在。

　　二次开发以软件为主、硬件为次。二次开发产品主要包括：调度台(行车调度台、环控调度台、电控调度台、维修调度台、车辆段调度台)、调度台服务器、网管服务器、车载台、固定台、录音机等。

　　本系统的设备，沿地铁线路呈带状配置(单线路时)或网状配置(线路成网时)，并集中配置在车站、区间、控制中心、车辆段和停车场。基站配置方案有小区制、中区制和大区制三种：各车站均设基站叫小区制，车站间隔设置基站与直放站叫中区制，只设一个基站叫大区制。目前，小区制居多，中区制为次，大区制未见。

　　本系统目前工作在800MHz频段，上行806MHz～821MHz，下行851MHz～866MHz，上下行间隔45MHz.工作频带15MHz，信道间隔25KHz，共600个频点。深圳地铁规划16条线路，580多公里，规划使用25个频点。在小区制中，为防止同频干扰，采用相隔两站频率复用方案，即ABCABC方案。

　　对本系统场强覆盖的要求是：覆盖区域在95%以上，覆盖场强不低于–85dBm. 覆盖方案是：两站之间的区间和站台，主要采用泄漏电缆进行覆盖;站厅、进出口、车站控制室、设备间，用吸顶天线进行覆盖;车辆段和停车场，用全向天线和定向天线进行覆盖。

　　本系统不是一个孤立的系统，它与下列系统都有接口关系：综合监控(或主控在深圳地铁或自动化集成)、信号、传输、车辆、有线通信、乘客资讯、广播、时钟、录音、UPS、变电所等。

　　在深圳地铁一期工程中，本系统采用NOKIA的800MHz数字集群设备，经过深圳赛格通信公司的二次开发及实际使用，证明系统是成功的。系统率先采用了自愈式环行拓扑结构，实际使用证明也是成功的，节省了很多E1通道。系统还采用了自动转组功能，对解决车站值班员与司机的通话是个好办法。但未实现调度员与司机的双工通话，目前在改进中。

　　四 项目管理

　　地铁无线调度通信系统是一个工程性项目，和销售性产品相比，其主要区别有二：一是对地铁及其它系统的关联性较大，二是建设与服务的周期较长。

　　本系统的建设，要经历以下阶段(环节)：设计、招投标、合同签订、设计联络、采购、生产、产品出厂验收、到货开箱验收、现场安装调试、竣工初步验收、大系统联调、竣工验收、开通、试运行、最终验收。

　　本系统从招投标到开通，需要三至五年时间。在这里，设计联络会非常重要，其任务是完善设计(含补充设计和设计变更)，由监理主持，召开三次左右，会前准备要充分。地铁的试运营期，就是本系统的质保期，通常为一年半至两年时间。最终验收，在质保期结束后由业主主持进行。

　　参与本系统建设的有：建设单位(甲方，又称业主，通常是地铁公司)、项目承包商(乙方，又称设备供货商或系统集成商)、监理单位(分土建监理和设备监理)、设备安装商(有的地铁把设备安装包含在设备供货之内)和设备接收单位(通常是设备使用单位即地铁运营公司)。所有设备的安装工作，均由具备相关资质的安装公司完成，设备供货商的责任是安装督导。

　　参与本系统建设的各方，都非常关注并紧紧把握安全、质量、进度和成本等四个方面。地铁无线调度通信系统的质量，主要体现在功能、覆盖、使用性、可靠性、可维修性、售后服务等方面。本系统的服务，原则上是长期的。

　　为保证系统顺利对接，要有详细的接口规格书、详细的接口测试规格书和详细的接口测试计划，并要认真组织对口联调和大系统联调。

　　本系统验收的依据是合同及业主或监理签发的变更令，验收的证据是业主或监理主持、各方签署的验收报告或验收记录。对验收报告或验收记录的基本要求是：真实、完整、规范。此外，验收时，还需提交与工程实际相符的成套资料。

　　本系统属高新技术项目，项目承包商应为高新技术企业。质量是产品的生命，更是企业的生命。产品质量是设计出来的、制造出来的，不是维修出来的。企业在高度重视市场开拓的同时，必须努力提高系统设计人员、软件和硬件开发人员和工程管理人员的综合素质，稳定工程队伍，完善项目管理，增强团队意识，积极培养及引进高层次的技术人材和管理人材，特别是系统方面的人材和领军人材。

　　本系统项目合同签署后，企业正式任命项目经理。项目经理是项目的直接责任人，而总经理是最高责任人。项目经理负责项目履行、项目验收及验收后的整改工作，在技术、管理及协调上应达较高水准，编制并施行《项目经理工作手册》或《项目管理手册》是有效措施。

　　五 市场现状

　　截至2009年5月，我国地铁无线调度通信系统建设的基本状况如下：

　　(1)建设地铁的城市

　　随着我国综合国力的增强，我国地铁建设正在步入高速发展期。目前，正在新建扩建改建地铁(安装本系统)的城市和地区有14个：北京、上海、广州、深圳、天津、南京、武汉、沈阳、西安、成都、苏州、杭州、重庆、香港。

　　据业内人士称，除上述城市和地区以及西藏、新疆、青海、宁夏、内蒙等地区外，其它省区人口在几百万以上的许多城市，都在计划建设地铁。
 
 　　(2)国内主要承包商

　　目前，地铁无线调度通信系统国内承包商有7家，国有企业5家占70%，民营企业2家占30%，有单独承包的，也有联合体承包的。三家主要承包商是：承包北京、西安、成都、苏州、杭州任务的石家庄54所(国有企业);承包北京、上海、广州、南京任务的上海通信工厂(国有企业);承包深圳、广州、武汉、沈阳、香港任务的深圳赛格通信公司(该公司于2009年4月被深圳好易通公司收购，成为民营企业)。

　　地铁无线调度通信系统是一个不大不小的“蛋糕”，其市场竞争十分激烈。从长远看，最终胜利者必须抢占技术制高点，必须在二次开发上先人一步，必须在品质与服务上胜人一筹，切实埋头实干，努力创建品牌。

　　(3)主要设备供应商

　　目前，数字集群系统核心设备(交换机、基站、服务器、通信终端等)需从国外进口，主要供应商有两家：欧洲宇航安全网络公司(EADS)和美国MOTOROLA公司。

　　泄漏电缆的主要供应商也是两家：德国安弗施(上海)有限公司和美国安德鲁(苏州)有限公司。

　　(4)二次开发商

　　二次开发时，数字集群系统的核心设备不变，由该国外供应商提供开发平台。二次开发工作，一般由承包商(系统集成商)自己完成，但也有分包完成的。例如，上海地铁13条线无线调度通信系统由MOTOROLA(中国)公司总承包，但二次开发任务由上海通信工厂承担。

　　(5)建设成本

　　本系统建设成本，与地铁是地下线还是高架线关系不大。数字集群系统核心设备和泄漏电缆的采购费用所占成本的比重很大，而且国内外漏缆的每米差价达几十元之多。

　　据统计，根据建设档次、项目设计、设备配置及进口多少等之不同，本系统每公里造价可以低至几十万元，也可以高达一百多万元甚至更高。

　　六 发展方向

　　地铁无线调度通信系统，是最近二十多年来在专用无线通信领域逐步形成的一个重要分支，目前正在向网络化、标准化、个性化、优质化和国产化(“五化”)方向发展。

　　第一，向网络化方向发展。

　　扩建、在建地铁的城市，已经或正在从单线建设进入网络化建设与运营阶段。

　　网络化建设与运营的总目标是：

　　——最大限度地实现资源共享，以便最大限度地节省投资和维护成本;

　　——真正意义地实现互联互通，以便像公众移动通信那样，在全网实现无缝漫游;

　　——在各线建设与运营管理中实施统一标准，以便确保质量、提高效率、降低成本、方便使用与维修。

　　网络化建设与运营是一项跨线路、跨企业的巨大工程，虽然困难重重，但有上海地铁网络化的榜样和经验在先，相信最终一定会成功。

　　第二，向标准化方向发展。

　　在地铁建设中，土建工程投资占7成左右，机电设备投资占3成左右。机电设备又分通用设备(如通风、空调、电扶梯、给排水等)和系统设备(含车辆、信号、通信、监控、灭火、乘客资讯、自动售检票等)。

　　各线的土建工程和机电设备，都有许多共同之处，因此应当也必须施行统一的标准。鉴于行业标准在短期内编定的难度较大，实际编制工作将遵循“先有企业标准，后形成行业标准”的原则。为此，各地铁公司，都在纷纷制订或引用并试行相关标准。可以断定，如果某个设备系统达不到地铁相关标准的要求，将很难甚至无法进入地铁，从而丧失地铁市场。正因为如此，许多设备供应商都非常关注地铁标准，甚至积极参与相关标准的制定。地铁无线调度通信系统也不例外。

　　第三，向个性化方向发展。

　　各地或各线地铁除共性外，常有个性存在，也就是说各地或各线会有特殊要求。

比如，当前深圳有5条线地铁正在由三家公司同期建设，各条线对本系统都有特殊要求。客户至上，对于业主提出的个性化特殊要求，本系统当然只有正视并满足之。

　　第四，向优质化方向发展。

　　地铁寿命100年，指的是土建部分，而机电设备寿命仅15至20年。因此，同其它机电设备一样，本系统有一个升级换代问题，必须努力向优质化方向发展。

　　优质化，包括设计优化和提高品质两个方面，而本系统的品质又体现在功能、可靠性(低故障率)及可维护性等方面。

　　调查表明，对本系统优化配置等设计优化工作的呼声愈来愈高，大有可为。

　　调查还表明，由于技术新、批量少、工期紧及安装前试验不充分，投入运营的地铁无线调度通信系统故障率远未达标，尤其是二次开发产品。为此，要强化质量意识，重视用户质量反馈，建立集成系统质量体系，创建安装前的试验环境与条件，制定试验规范并认真执行。

　　致谢：铁道无线通信国家级专家、北京铁道科学研究院寇福山研究员，为本文提供了我国地铁无线通信发展的珍贵史料并提出了宝贵意见，谨向他表示衷心感谢。同时感谢赛格通信公司汤庆总经理，提供项目管理及市场现状的部分资料。