LTE寬帶集群無線組網方案

鐵路站場是車站進行各種技術作業的場地，站場無線通信系統是鐵路車站運輸安全及調度指揮的重要手段。在《鐵路信息化總體規劃》中，明確提出2020年車站（場）寬帶無線覆蓋率達到60%以上；《鐵路站場寬帶無線接入系統總體技術要求（暫行）》規定了鐵路站場（包括編組站、貨運站、客運站、動車段所和集裝箱中心站等）寬帶無線接入系統的技術要求，明確了站場寬帶無線接入系統可用于承載鐵路站場列檢、貨檢、調車、車號、客貨運等語音、數據、圖像通信業務。

LTE寬帶集群無線組網方案

采用全球先進無線通信技術4G（TD-LTE）開發設計的專業寬帶多媒體數字集群系統在1張網絡內、使用1個頻點和通過1部終端，可同時提供專業語音集群、視頻調度、數據作業、視頻監控業務，并在網絡安全性、可靠性、可擴展性等方面具有強大技術優勢，目前已用于交通運輸、公共安全、能源、無線政務等多個行業和領域。由于采用專業的集群設計，與TD-LTE的公網系統相比，在時延、可靠性、終端定制等方面具有絕對優勢，可滿足專業語音集群的性能要求。

基于LTE開發的專業手持機設備支持各類信息化APP應用、語音呼叫與群組功能，以及視頻群組等功能?；贚TE芯片開發的各類鐵路專用終端可基于4G網絡回傳傳感數據和視頻信息等，如4G機車臺、三孔機和4G可視化高精度定位領車儀等。

既有窄帶通信、Wi-Fi、公網、3G技術等因帶寬和安全性無法支撐鐵路大數據應用和信息化大發展，而LTE寬帶集群具有適用于鐵路站場的多種特性，如專用網絡、系統靈活部署、扁平化網絡架構、頻率利用率高和廣域覆蓋等。

▲LTE寬帶集群組網方案示意圖

方案優勢

?安全可靠。LTE系統可提供全套的可靠性組網方案，保障單點故障不影響網絡運行；可提供端到端安全加密算法和防入侵機制，保障網絡不受外界入侵，安全可靠；LTE網絡由專業網絡規劃團隊設計，可保證網絡覆蓋性能達到業務要求，更好地提供網絡優化服務，保障業務的有效應用。

?靈活高效。中、小型車站采用單站模式，支持1000用戶；大型編組站采用小核心網系統，支持4000用戶；鐵路局集團公司或站段跨區域整體聯網，采用大核心網系統，支持20萬用戶。對超大型編組站及其后續網絡演進，結合編組站內各專業的業務隔離需求，采用云架構分布組網。采用多個子網負荷分擔方式，組成1張規模和范圍更大的整網，并通過VPN方式進行業務隔離，實現不同子網內用戶的互聯互通和業務保密，還可通過快速部署系統Rabid進行臨時混合組網等靈活方案，形成多級調度網絡，實現大規模的聯合組網與業務互通。

?互聯互通。LTE寬帶集群解決方案具有各類互聯互通網關，可通過空口互通、網關互通和系統互通方式，與窄帶集群、固網PSTN、公網PLMN及鐵路既有系統（如FAS調度系統）進行有效對接，實現異構網絡互通，提高調度效率，保護既有投資。

?高質量寬帶集群。LTE寬帶集群方案基于用戶、群組、業務3個維度優先級，滿足不同場景QoS；通過GBR設置，保障語音、集群和視頻流業務的帶寬要求；專業語音集群，話音質量清晰，并支持雙MIC降噪，適應各種惡劣環境；單小區（20 MHz帶寬）可同時支持15路720P視頻實時回傳。語音調度還可提供多樣化業務，如環境偵聽、搶話等多優先級的調度服務。調度員可動態臨時組建群組，終端通過空口接收并更改刷新簽約的群組。

?高精度定位。通過高精度定位功能（GPS、北斗、差分技術），可有效實現站場車、人、物的作業卡控和軌跡回放。

客戶價值

借助4G寬帶無線通信手段，實現對鐵路站場管理的科學調度，達到支撐業務管理和改善運營的目標，是建設鐵路4G智慧站場平臺的價值所在。鐵路相關部門已認識到站場LTE 4G系統對加強安全管理、深化生產改革、提高工作效率和管理水平的重要意義與作用。

保安全

（1）實現安全卡控，形成安全信息鏈。通過數據分析和挖掘，及時發現、糾正、預防不合規作業、調度不當、盲目指揮等過錯和失誤。

（2）形成橫向信息鏈，打通信息壁壘，實現作業過程的全天候、全方位、全過程監控，預防各類人為錯誤的發生。

（3）智慧站區高速網絡建立后，對大量數據進行關聯與綜合分析，及時發現障礙根因，第一時間消除安全隱患，保證行車安全。

（4）通過4G調車系統，減輕領車員工作強度，未來可替代連接員，有效減少人員安全事故。

（5）使用4G網絡，APP系統可自動統計貨檢、列檢、調車、養護維修等作業與計劃的完成情況，可形成扇形圖等分析數據，避免人為計算錯誤。

（6）通過4G平臺可對各專業業務問題的整改進行追蹤提示，對缺陷存續時間過長進行報警提示。

促管理

（1）平臺化建設使系統集監控、管理、決策為一體，大幅提高管理信息化水平，使管理向自動化、科學化、信息化邁進，并帶動相關系統的應用不斷深入，使現場作業及管理能力實現質的飛躍。

（2）通過建立4G智慧鐵路站場平臺系統，突破既往傳統思維模式，結合技術創新與管理創新，探索新的技術手段、工作方法及業務流程的變革方案。

（3）自動分析工作質量、設備質量和設備障礙率等運維指標，形成各種質量報表，為制定重點工作計劃提供依據。

（4）自動記錄各專業作業過程關鍵時間節點，統計分析作業效率、便于優化管理。

提效率

（1）實現貨檢作業計劃、列檢、商檢、調車作業計劃自動實時下達，養護維修、巡檢作業計劃協同編制，將紙質工單變為電子工單，生產作業、維護作業、設備運行等業務變為閉環管理。

（2）實現調度、運維專家與現場作業人員的多媒體信息交互，對安全關鍵點進行提示，精準指導現場作業和問題處理。

（3）智能識別障礙和自動派單，降低人工作業勞動強度，提高調度工作效率和工作質量。

（4）通過4G調車自動化業務，減少領車員崗位，并可保障高危崗位人員安全；可自動發送“十五三”信令，通過后臺自動高精度定位，顯示車、人、物狀態。隨著調車業務的深入應用，在提質增效和保障安全方面，還要不斷提升和深入挖掘。每天都要產生大量數據，使用公網流量費用巨大，建立專網后，網絡歸屬鐵路站段使用，一次性投資，不用再繳納高額網絡使用費。

（5）統一無線通信平臺，1張網絡、1個頻點，打破信息壁壘，做到綜合承載，現場人員由2～3部終端變為1部終端，節省成本，減輕作業強度。

（6）4G平臺具有覆蓋廣的特性，站場減少大量設備和施工點，節省投資和施工成本。

（7）電信級高可靠性方案。設備平均無故障時間達15萬h，保障了站場設備的穩定可靠，減輕站段維護壓力。多類異構系統向單個融合系統平臺轉化，極大節省了網絡后期使用維護成本。

（8）站場智能業務應用不斷投入和衍生，指令與計劃自動下達、審核與審批智能校核、作業表單電子化填報和總結報告自動形成，為智能站區打通信息化通道，為大數據分析提供最后1公里的接入條件。

結束語

LTE技術已在國內大型編組站場和大型客運車站（哈爾濱南編組站、南寧南站、昆明東編組站、長沙南客運站等）得到應用。隨著我國鐵路的高速發展和LTE技術的創新與完善，越來越多的業務將轉向LTE寬帶集群網絡，將成為鐵路站場未來無線通信的發展趨勢。