轨道交通地铁通信系统设计技术要求规范通信系统.docx

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轨道交通地铁通信系统设计技术要求规范通信系统

通信

通信系统是轨道交通运营指挥、运营管理、公共安全治理、服务乘客的网络平台，它是轨道交通正常运转的神经系统，为列车运行的快捷、安全、准点提供了基本通信保障。

通信系统在正常情况下应保证列车安全高效运营、为乘客出行提供高质量的服务保证；在异常情况下能迅速转变为供防灾救援和事故处理的指挥通信系统。

●主要设计规范及标准

《地铁设计规范》（GB50157-2013）

《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）

《城市轨道交通工程项目建设标准》（建标104-2008）

《铁路通信设计规范》（TB10006-99）

《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）

《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）

《民用闭路监视电视系统工程设计规范》（GB50198-94）

《本地通信线路工程设计规范》（YD5137-2005）

《通信管道与通道工程设计规范》（YD5007-2003）

《数字同步网工程设计暂行规范》（YD/T5089-2000）

哈尔滨市有关地方法规、标准

国际标准化组织（ISO）相关标准

国际电工技术委员会（IEC）相关标准

国际电气与电子工程师协会IEEE有关协议

国际电信联盟ITU-T、国际无线电咨询委员会CCIR的有关建议

欧洲邮政及电信联盟CEPC最新文件及其附件

电子工业协会（EIA）的有关标准

●一般要求

1.通信系统是指挥列车运行，进行运营管理、公务联络、提高乘客服务水平和传递各种信息的重要手段，应能传递语音、文字、数据、图像等，并具有网络监控、管理功能。

因此，必须建立一个可靠、易扩充、组网灵活、各种信息的综合数字通信网。

2.当出现紧急情况时，本系统应能迅速及时地为防灾救援和事故的指挥提供通信联络。

3.通信设备的选型，应在满足系统功能的基础上优先选择国产设备，对于国内尚不能满足功能的设备，应进行充分比选后选择引进。

4.设计范围

哈尔滨轨道交通1号线四期工程线路全长2.3km，全部为地下线，全线设2座车站，控制中心利用清滨公园控制中心（已建成）。

通信系统设计范围为上述工点及线路所有通信线缆、系统设备及相关设施，系统由专用通信系统、公用通信系统、公安通信系统三部分组成。

专用通信系统由传输系统、公务电话系统、专用电话系统、无线通信系统、闭路电视监控系统、广播系统、乘客信息系统、时钟系统、办公数据网络及综合布线系统、集中告警系统、电源系统组成。

公安通信系统由公安无线系统、消防无线系统、治安动态视频监控系统、公安专网系统组成。

公用通信系统由传输系统、公用无线引入系统、电源系统及集中监测告警系统组成。

●基本技术要求

5.本系统及设备应是技术先进、价格合理、安全可靠、组网灵活，并代表当前通信发展要求的成熟技术。

6.通信系统主要设备和模块应具有自检功能，并采取必要的冗余，避免单点故障引起全网故障。

7.本系统中各子系统发生故障时，应具有降级使用功能和对重要通道的备用手段，以保证系统基本功能。

8.通信系统主要设备应采用模块化结构，易于扩展和平滑升级。

9.通信系统应采用支持符合国际标准和工业界标准的相关接口，能与其它相关系统或业务部门实现可靠的互联，并应选择广泛应用的标准协议。

10.本系统应选用体积小、重量轻、耗能少、防尘、防锈、防震、防潮、防晒的设备和材料。

11.本系统设计应充分考虑电下铁道的特性，应采用抗电气干扰强的设备和电缆，并采取必要的防护措施。

12.光缆、电缆应采用阻燃、低烟、低毒、防蚀的产品，并应考虑防鼠害和防迷流腐蚀。

13.本线作为1号线一、二、三期工程的延伸段，因此，在整体上应与既有的1号线通信系统组成统一的通信网，充分考虑对控制中心级设备系统的改造、衔接。

该网络与既有1号线一、二、三期工程的通信网络应组成功能完整统一、便于维护管理的网络，以实现控制中心对全线的协调统一管理。

14.本系统应满足下列工作环境条件：

（1）环境温度：

0℃~50℃（室内）；-40℃~65℃（室外）

（2）相对湿度：

25℃时30%~75%（室内）；35℃时10%~95%（室外）。

（3）防护等级：

IP50（室内）；IP65（室外及区间）。

（4）设备限高：

室内≤2200mm，区间内不超过设备限界。

（5）冷却方法：

自然风冷或强迫风冷。

（6）负载承荷：

≤600kg/m2。

（通信设备）；≤1000kg/m2。

（通信电源）

耐机械冲击：

10g

耐机械振动：

5~20Hz时，5mm（振幅）；

20~100Hz时，1.4g（室内），4.2g（区间隧道）

●专用通信系统

13.1.1传输系统

传输系统应满足1号线四期工程对于传递语音、数据、文字、图像等业务信息的需要，具有多功能、大容量、高可靠并能进行集中维护管理的数字传输网，与既有1号线一、二、三期工程传输子系统构成一个完整统一的传输网络。

15.系统功能

（1）传输系统应具备在沿线各车站自由上下话路、使用灵活及易于扩展的功能。

（2）传输系统应具备设于不同光缆路径的主备光通道，同时系统应具备通道保护或复用段保护功能。

在出现故障时能自动倒换，且倒换时间小于50ms。

（3）系统应有功能完善的网络管理功能及硬件设施，所有站的配置及其它调整均应能在控制中心的操作终端上遥控完成。

（4）传输系统的设计容量除应满足本线路的各专业需求外，还应充分考虑满足远期发展的需求，并宜预留30%的余量。

16.传输的信息内容

（1）各车站各种调度电话及自动电话用户的语音信息。

（2）无线基站和主交换机的话音及控制信息。

（3）控制中心至各车站的电视监视、广播、乘客信息、时钟等系统的语音、数据、图像、视频信息及其控制信号。

（4）各种自动化系统，包括信号系统（ATS）、电力监控系统（SCADA）、防灾报警（FAS）系统、自动售检票（AFC）及的办公自动化（OA）等系统等所需的各种数据信息。

17.系统结构

本工程应结合既有1号线一、二、三期工程系统组网情况，从通信系统的各种业务功能出发，推荐最为适用的传输方案，线路传输速率不宜低于2.5Gb/s。

传输系统须采用环状网络结构，各节点宜隔站连接以保证系统的可靠性和安全性。

传输系统的自愈功能设置主备光通道，并分设与区间两侧的光缆中，具备手/自动切换，切换时，不影响传输质量。

在各车站分别设置传输节点设备，控制中心设备及网管宜采用扩容方案，网管设备具备对所有节点进行远程在线管理。

18.系统统接口配置类型

传输系统配置的接口种类根据相关各系统的使用要求，经过协调后确定。

为了降低系统的运行代价，简化维护过程，减少维修困难，提高系统的适应能理，应尽量使用较少的接口种类。

系统配置的各类用户接口应具有足够的容量来满足近远期对系统的扩展要求，以及与其它轨道交通线路接入和可能的扩充。

系统配置的主要的接口种类如下：

（1）光纤传输线路接口

（2）标准的G.7032M（基群）接口

（3）以太网接口，接口速率为10M/100M/1000M

（4）低速数据接口RS-232，RS-422，RS-485，2.4~19.2kbps

（5）网络管理接口

（6）时钟输入/输出接口

（7）其它经系统设计后确认所需的接口

19.传输线路

从控制中心至各车站之间，分别在区间两侧弱电桥架上各敷设1条48芯单模光缆及一条20P市话电缆。

光缆宜采用符合ITU-T建议的G.652b双窗口单模光纤。

无特殊分歧需求时，除长大区间外，光缆在区间内不得接续。

干线电缆为光传输系统故障等情况下提供必要的备用调度通信。

干线通信光电缆必须采用无卤、阻燃、低烟、低毒、防蚀、耐老化、防鼠害和抗电气干扰的铠装缆。

在区间内全线设置通信电缆托架放置通信光电缆。

所有光、电缆在接入设备前，应经过光纤、音频配线架，电缆接入时应设置适当的保安和接地措施，并考虑足够的容量。

13.1.2公务电话系统

公务电话系统采用在原有控制中心交换机扩容方式。

在控制中心利用既有程控电话交换机扩容，在各车站设置小交换机，各车站小交换机通过光传输设备与控制中心交换机组网，控制中心交换机与车站小交换机之间采用2M通道组网。

1.采用单局制构成，对控制中心数字程控交换机扩容，用于控制中心、各车站间的内部通话及与市话网的连接。

2.主要部件应采用双机热备份工作模式，话务处理能力满足远期容量需求。

3.中继方式

交机与市话局采用2Mb/s数字中继，全自动呼出，呼入采用部分全自动直拨DID，部分采用半自动接续BID的混合进网中继方式。

（1）各种业务忙时话务量按下列要求设计：

电话用户0.16Erl／线；

传真0.17Erl／线；

每条数字中继话路0.7Erl／线；

低速数据、2B＋D、30B＋D及其它符合ISDN用户网络基本条件的各类用户1Erl／线。

（2）传输衰耗应满足下列要求：

①四线链路

地区呼叫：

3.5dB

长途呼叫：

7dB

②用户线衰耗

用户至市话端局间的衰耗不大于7dB。

（3）编号方案

本线的公务电话用户应按照哈尔滨市轨道交通1号线的号码分配原则进行统一编号。

13.1.3专用电话系统

专用通信系统由它调度电话、站内电话、站间行车电话、区间电话、直通录音电话等组成。

20.调度电话

调度电话设列车调度电话、电力调度电话、环控、防灾及维修调度电话，各调度区段划分应与行车指挥或控制管界划分一致。

总机和分机间话路经数字传输通道按辐射方式连接。

21.站内电话供车站值班员与本站其他有关部门进行通话联络。

22.站间电话能及时、迅速沟通相邻两车站的通话，且不允许其它电话插入。

23.在区间每隔150～200m设一台区间电话机，用于列车司机或维修人员与有关单位进行紧急联系和一般通话。

1～3台电话机并联使用一个用户号码。

24.直通录音电话供电力部门使用，与市供电局直通通话，并能实时录音，直通录音电话设于控制中心。

13.1.4无线通信系统

25.采用与1号线一、二、三期一致的800MHz频段TETRA数字集群无线通信系统。

26.采用全基站方式实现无线信号覆盖。

27.区间（包括地下站台）应采用漏泄电缆完成无线信号的覆盖，车站站厅（含公共区域、重要用房等）宜采用天线完成信号覆盖。

在初步设计阶段应根据运营和运营部门的需求，明确无线信号的具体覆盖范围。

28.为减少不同小区的频率干扰，采用800MHz频段的三组频率（6对频点）轮流在本线上使用。

具体频点待向哈尔滨市无线电管理委员会申请并得到批准后确定。

29.在满足信纳比20dB的条件下，本系统可靠通信的时间、场强覆盖地点的概率在线路运营区间范围内应大于95%，其它地点不小于90%。

30.系统设置

专用无线系统包含列车调度、事故及防灾、设备维修及停车场管理四个子系统，系统在既有1号线工程800MHz频段TETRA数字集群无线通信系统基础上进行扩容。

（5）列车调度子系统供列车调度员、司机、车站值班员、车辆基地和停车场信号楼值班员之间以及车站值班员与站台值班员之间通信联络，满足列车运行需要。

（6）事故及防灾子系统供防灾调度员、车站防灾员、现场指挥人员及有关人员之间通信联络，满足事故抢险及防灾救灾需要。

（7）设备维修子系统供维修值班员与现场维修人员之间通信联络，满足线路、设备的日常维护及抢修的需要。

（8）停车场管理子系统供车辆基地和停车场运转值班员、调车员、列车司机、场内作业人员之间通信联络，满足列车调车及车辆维修的需要。

本期工程不新设停车场。

31.系统功能

（9）虚拟专网：

系统为各调度群用户提供专用调度台，组成虚拟专用网；

（10）调度通话：

单呼、组呼、全呼、紧急呼叫、强拆、组呼的动态重组、调度监听、优先级设置及呼叫；

（11）能完成调度区域选择、越基站无隙切换；电话互联呼叫等功能；

（12）车载台自动转组：

列车在进出车辆基地时，系统可通过信号系统ATS所提供的信息，进行行车调度通话组与车辆段通话组的自动转换；

（13）所有调度通话的自动录音：

具有列车司机与行车调度的语言录音及回放，时间不少于60min；

（14）主要提示信号：

接通音、呼叫失败音（或显示）、忙音、弱场区提示音；

（15）应提供分组数据传输能力，支持多用户共享、语音调度优先和自动断点续传，并能根据语音调度通信的繁忙程度，自动调整分组数据业务带宽（7.2~28.8Kbps）。

（16）网管设备应具有系统配置、用户管理、故障监测报警及管理、统计报告功能。

13.1.5闭路电视监控系统

1.监视功能

车站值班员可监视本站站台、站厅及自动扶梯、出入口情况；

中心调度员可利用监视器和显示大屏监视全线各车站情况。

2.图像选择功能

车站行车值班员可选择本站与行车相关的任一摄像机的图像在任一监视器上显示，既可用各种时序自动循环切换，也可由操作人员手动切换。

控制中心各调度员可利用一、二、三期设置的调用终端同时选择全线任一摄像机或相同摄像机的16幅图像，在既有任一监视器和显示大屏上显示，既用各种时序可自动循环切换，也可由操作人员手动切换。

3.录像功能

本系统在各车站设置长时间录像机，对运营用摄像机图像进行长时间不间断录像。

4.列车司机监视功能

列车司机可通过站台前端设置监视器方式，监视站台和旅客上下车情况，即在上、下行站台列车驾驶室停车位置的一端，各设置1台大屏幕彩色监视器，接收本侧站台摄像机的图像供司机观看。

13.1.6广播系统

32.本系统纳入既有1号线一、二、三期工程的广播网络，实现控制中心调度员通过同一控制设备对既有1号线一、二、三期及本期车站的统一控制，保证系统功能与一、二、三期工程的一致性。

33.由车站广播子系统、控制中心子系统组成。

34.车站广播是控制中心、车站两级控制的广播网，控制中心的调度员（总调、列调、防灾调度）可对全线车站进行选站、选路或全线统一广播，车站值班员可对本管区的站台、站厅、办公管理区及有关设备房进行同时广播或分路、分区广播。

35.车站广播的优先顺序为：

控制中心防灾调度；

车站值班员；

控制中心总调、列调；

36.各车站分为上、下行站台、站厅、办公及设备房、出入口五个广播区。

37.扩音设备应采用n+1备份方式工作。

38.车站采用低功率扬声器密布的方式，使车站内各点均获得均匀而足够的声场强度，其有用声场强度高于背景噪音10dB，切换到防灾广播时，声场强度高于背景噪音15dB。

39.为保证声场强度在上、下行站台设置噪声传感器。

13.1.7乘客信息系统

乘客信息系统（PIS）是依靠成熟可靠的网络技术和多媒体传输、显示技术，以车站和车载显示终端为媒介，向乘客提供以运营信息为主的多媒体综合信息显示系统。

40.本系统分为车站乘客信息系统和车载乘客信息系统。

按照系统组成，整个系统又可以分为中心、车站、车载和网络四个部分。

（1）中心子系统

乘客信息中心子系统对各车站子系统的操作通过专用通信传输通道实现，对车载子系统的操作通过本系统设置的WLAN传输通道实现。

1号线四期工程在一、二、三期中心子系统的基础上扩容，车站子系统接入中心子系统。

（2）车站子系统

车站子系统的主要设备包括：

车站信息服务器、车站交换机、车站播放控制器分配器、显示屏集成化软件等。

（3）车载子系统

车载子系统主要设备包括：

车载无线天线、车载无线单元、车载播放控制器等。

（4）网络子系统

网络子系统是指提供系统数据信息和控制信号传输的通道，根据传输路径可分为有线网络和无线网络两个部分。

有线网络采用专用传输系统提供的以太网通道，无线网络应支持以80km每小时速度行驶列车的双向数据通信。

考虑到PIS和预留车载CCTV车地双向数据通信的需求，无线传输部分宜采用WLAN传输技术。

41.系统终端设备布置

（1）车站LCD显示屏

LCD显示屏设置在各车站站厅售票机上方和上下行站台乘客候车区。

（2）LED显示屏

LED屏设置在各车站出入口处。

（3）车载LCD显示屏

车载LCD显示屏设置在各列列车每节客室车厢的车门旁。

13.1.8时钟系统

1.系统功能

（17）为控制中心、车站各部门工作人员提供统一的时间显示；

（18）为乘客提供统一的标准时间信息；

2.系统构成

本系统利用既有1号线一、二、三期工程控制中心既有母钟作为标准时钟源、在各车站设置子钟驱动器、子钟（各类时间显示单元）等设备。

在各车站设置的子钟驱动器，接收母钟发送的时间编码信息，以消除累计误差。

子钟驱动器应具备多路输出接口，当母钟或传输通道发生故障时，仍可驱动子钟并告警。

在子钟驱动器故障时，子钟可进入降级模式并告警。

13.1.9办公数据网络及综合布线系统

42.系统组成

OA系统的硬件包括网络设备、综合布线、计算机设备及相应办公设备。

四期工程OA系统接入一、二、三期工程设置的信息网，构成1号线完整的OA信息网络。

43.传输方式

利用专用传输系统提供的以太网通道组网。

44.软件

办公自动化系统的软件主要包括操作系统、数据库软件、自动备份软件，网管软件以及各种OA应用软件等。

13.1.10集中告警系统

集中监测告警系统由以太网交换机、工作站、打印机、网络设备等组成，通过控制中心以太网交换机将各子系统的监控终端连接成网。

控制中心设备已在一、二、三期工程中实施，本次四期工程对其进行扩容接入。

13.1.11电源及接地系统

1.通信电源是保证通信系统正常工作的必要条件。

因此，通信电源必须安全可靠。

2.控制中心及各车站、车辆段、停车场的通信设备均要求按一级负荷供电，需供电系统提供三相五线制交流电源。

各通信机房设置专门的交流配电柜。

由变电所引接两路独立的三相五线制交流电源进线。

如使用中一路电源故障时应能进行自切并在本地及远端自动告警。

在全线设置UPS电源并提供交流“集中供电，分散配电”的功能。

3.交流UPS供电电源输出电压波动范围不应大于±5%。

4.通信设备在外部电源失电时应能通过蓄电池提供不间断供电，其蓄电池组的容量应保证向通信设备连续供电不少于2h。

5蓄电池应无腐蚀气体析出，适合设在通信机房内。

6.为确保人身和通信设备安全以及通信设备的正常工作，需设置接地系统。

为保证系统正常工作和人身设备的安全，应采用联合接地方式。

通信专业应对接地体部分应提出设置要求，由供电专业负责设置，通信专业和其它专业的接地引出端子应保证足够的间距。

在通信电源设备室内设置地线盘，综合接地体的接地电阻应不大于1Ω。

接地装置用来接引下列各类设备：

—直流电源需要接地的一极

—通信设备的保安避雷器

—通信设备、通信电源设备的机架，机壳

—引入电缆、室内电缆和配线的金属护套或屏蔽层

—交、直流电源设备采用供电系统的PE线保护。

●公安通信系统

13.1.12公安无线系统

45.系统功能

（1）满足公安350MHz警用自动级建设项目的要求，系统通过链路应能实现350MHz公安电台从地面到地下，从一个地铁站到另一个地铁站的全自动漫游。

（2）系统满足MPT1327集群标准信令规范，符合公安部要求。

（3）满足MPT1343，警用CPSX用户编号协议。

（4）系统必须覆盖站厅、站台、出入口通道、隧道区间，实现地下线路，地下车站之间、车站与地面之间通信；

（5）系统支持从指挥中心或现场任意一台手持机到各个分部门的全呼、一对多组呼、一对一单呼、广播呼叫、优先呼叫、紧急呼叫、PABX/PSTN呼叫以及在紧急情况下的强拆、强插等集群调度功能。

（6）分站本身发生的本地呼叫不占用主站信道，跨站呼叫时间不超过0.5秒；

（7）集群信道和常规信道共享功能：

可通过系统管理终端，远程遥控设置某集群信道变为常规中转信道。

（8）主站信道满负荷或出现故障时，分站可独立工作，而且分站可独立实现MPT1327信令标准所规定的所有集群呼叫功能。

46.系统组网方案

利用哈尔滨公安市局调度中心设置地铁公安无线设备，可进行单独的网络管理。

应采用与市局公安350MHz集群通信系统兼容的设备和相同的系统制式。

采用分基站组网方式，地铁内部通信话音信息可以不用通过市区主基站，不占用主基站资源。

在各车站设置分基站分别接入哈尔滨市的模拟集群通信系统主基站，各地下移动电台及固定电台通过分基站融入市公安集群指挥调度通信网。

在每个地下车站各配置一套多信道无线集群分基站，分基站与市公安局的中心主基站采用无线链路连接。

在每个车站出入口地面设置室外天线，经射频电缆连接到站内分基站，通过空中接口与市局指定的地面主基站连通。

47.系统构成

本工程采用无线链路分基站引入方式构建公安无线通信网，在四期工程5个地下车站设置分基站。

隧道内无线场强覆盖可采用漏缆覆盖方式，上下行合用一条缆。

站厅、设备层、办公区域、人流通道和换乘厅使用比较经济的小天线覆盖，收发合用同一副天线。

站台由于形状较规则，宽度较窄，结合隧道的覆盖方式，站台和隧道一并采用漏泄同轴电缆方式覆盖。

在每个站站外需要架设与市局主基站通信的链路天线和GPS接收天线。

在四期工程5个地下车站公安机房分别设置5套公安350M模拟集群无线分基站，分基站配置4个信道机，用于公安话音通信。

扩容市局、地铁分局配置公安指挥调度台和市局网管设备。

在派出所、车站警务室设置手持终端和固定台。

13.1.13消防无线系统

48.系统功能

（1）地铁消防无线系统是哈尔滨市消防无线系统的一部分，必须和市消防无线通信系统联网，以保证地下消防人员与消防指挥中心之间、消防地铁中队等相关部门之间的无线通信。

（2）系统必须覆盖站厅、站台、出入口通道、隧道区间，实现地下全线、地下车站之间、车站与地面之间通信。

49.系统组网方案

（1）系统采用800MHz的数字集群系统。

（2）集群交换机由市消防局统一设置在市消防中心，不在本工程范围，本工程主要考虑地下基站设置。

全线采用基站＋光纤直放站的方式组网。

（3）扩容消防指挥中心地铁消防调度台和集群、直放站网管。

13.1.14治安动态视频监控系统

1.系统功能

（1）图像监视功能

车站公安值班员使用本地监控，共享原有专用闭路电视系统和公安专用摄像机资源，可通过终端切换实现现场实时图像的调看。

派出所值班员可通过控制终端远程调看所管辖区域车站的摄像机图像。

地铁分局值班员可通过控制终端远程调看全线车站的摄像机图像。

（2）图像选择功能

车站公安值班员、派出所值班员、地铁分局值班员可通过键盘进行自动循环或手动切换选择。

（3）录像功能

对站内所有图像进行录像，录像保存时间不小于15天。

（4）图像分析功能

根据市公安局需求，在各车站设置至少4路图像视频分析系统，报警时自动弹出相关画面。

2.系统构成

系统由摄像机终端、图像显示与控制、图像录制、控制信号处理、信号传输及网管设备组成。

公安通信设备室设置视频分配器、视频切换矩阵、编码器、高清解码器、视频分析设备、云台控制设备、视频控制设备及录像设备，在公安值班室设置视频监控终端及监视器。

系统通过公安专网提供的数字通道接入派出所及地铁公安分局。

13.1.15公安专网系统

1.系统功能

公安专网系统是为公安轨道分局与派出所及车站警务室提供数据及视频信息传送的网络平台，同时与市公安计算机网络互联进行数据信息交流。

由于公安部门的特殊性，必须保证该系统的独立性、保密性、安全性