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摘要：在成都地铁2号线二期工程的建设中，出现了郊区地面公安无线通信系统覆盖盲区的情况，为此，成都市公安部门对该区域提出了新的覆盖设计要求。本文分析了高架基站接入中心方案和基站设置方案，进行了技术经济比较，提出了存在的相关问题。
关键词：地铁；公安无线；模拟集群；郊区；高架区段
中图分类号：U231+.2文献标识码：A文章编号：
前言：
近年来，随着城市经济发展向郊区的不断扩展，地铁建设项目也不断向郊区延伸以引导客流的疏散。地铁公安无线通信系统是市公安局地面无线通信调度系统在地下的延伸，它既是一个相对独立的无线通信网，又是市公安局无线通信系统的组成部分。多数情况下，市区地上范围内已实现了市公安局无线通信系统的覆盖，因此，按照常规设计，地铁公安无线通信系统仅对地下车站范围内进行无线信号覆盖。在成都地铁2号线二期工程的建设中，出现了郊区地面公安无线通信系统覆盖盲区的情况，为此，成都市公安部门对该区域提出了新的覆盖设计要求。本文分析了高架基站接入中心方案和基站设置方案，进行了技术经济比较，提出了存在的相关问题。
1．工程及系统设计概况
1.1 成都地鐵2号线工程概况
成都地铁2号线按两期工程分步建设，其中一期工程全部为地下线，另设地面车辆段一座；二期工程西延伸线共设，地下车站5座，高架车站1座，地面停车场一座，二期工程东延伸线设地下车站3座，高架车站3座。
下图1和图2分别为成都地铁2号线二期工程西延线和东延线高架车站、车辆段、停车场及区间线路图：
图1西延伸线高架站、停车场及区间线路图
图2东延伸线高架站、车辆段及区间线路图
1.2 成都地铁2号线公安无线通信系统设计概况
成都地铁2号线公安无线通信系统采用350MHz MPT1327模拟集群通信系统组网，并采用同频同播技术，系统在各地下车站设置模拟集群基站，通过有线、无线相结合的方式与市局地面公安无线系统相连接，满足地面网与地下网之间的无缝漫游。公安无线系统与地铁专用无线调度系统共用漏泄同轴电缆，实现地下区间无线信号的覆盖；在地下车站公共区，采用吸顶天线方式实现公安无线信号的覆盖。
2．高架基站接入中心方案
为实现成都地铁2号线高架站及区间范围内公安无线信号的覆盖，需要在2号线高架站及区间范围内设置基站，高架基站接入中心有如下两种方案可供选择：
方案一：市局无线信号补强
本方案高架基站采用有线链路方式接入市局公安无线系统并纳入其统一管理。
方案二：地铁地下无线信号延伸至地面进行补强
本方案高架基站采用有线链路方式接入成都地铁2号线公安无线系统，与2号线地下车站一同纳入地铁管理及调度。
方案一可以有效的解决2号线高架区域公安无线信号覆盖问题，而且不会对市局地面网络无线覆盖产生影响。方案二地铁区域内基站的管理自成系统，但因为无线信号具有无法严格控制边界的性质，所以方案实施后可能与市局地面网络无线覆盖互相干扰。
据了解，对于2号线高架站、高架区间、停车场和车辆段区域，市局地面公安无线系统近期无补充覆盖的规划，经各方沟通，暂按采用方案二解决地铁范围内公安无线通信覆盖问题，下文的分析将以方案二为基础展开。
3．基站设置方案
在基站接入中心方案采用上述方案二的情况下，采用结合线路特点，本工程高架区域公安无线基站设置可采用如下两种方式：
一：各高架站、车辆段、停车场分别设置基站（全基站小区制方案）。
二：东、西延线各设置一个基站及铁塔天线，其中东延线基站实现对3个高架站、车辆段、及沿线区间全区域的公安无线信号覆盖，西延线基站实现对犀浦站、停车场及沿线区间全区域的公安无线信号覆盖。（大区制方案）
3.1 全基站小区制方案
本方案在高架站、车辆段、停车场分别设置四信道机基站，区间通过漏缆进行覆盖，各车站采用室内吸顶天线进行覆盖，车辆段和停车场在综合楼设置全向天线进行覆盖。
根据目前2号线的漏缆在350MHz频段内各种漏泄电缆的技术指标，能计算出在满足信号传输要求的情况下，可允许的最大的漏泄电缆长度。结合本工程特点表明，本方案不需要在区间设置信号放大设备。
3.2 大区制方案
本方案在西延线和东延线各设置一个基站，西延线基站配置四信道机，因东延线基站覆盖范围更大，暂按配置6信道机考虑。为计算铁塔天线的高度，我们按室外设置高增益全向天线进行基础计算，采用Okumura/Hata模型，基本传输损耗模式为：
Lb=69.55+26.16lgf-13.82lgHb-α(Hm)+(44.9-6.55lgHb)lgd
Lb:波传播损耗值(dB)，根据工程实际取值为127 dB
f:工作频率(MHz)，本工程取值为350
Hb:基站天线有效高度(m)，本工程取值为30米
Hm:移动台天线有效高度(m)，西延线取值为10米，东延线取值为8米
d：移动台与基站之间的距离(km)，西延线取值为≥3.5 km，东延线取值为≥5.7km
α(Hm)=（1.1lgf-0.7)Hm-(1.56lgf-0.8)：移动台天线高度因子
通过计算可得出：西延线Hb取值为30米时可满足设计要求，东延线Hb取值为37米时方可满足设计要求。
3.3 基站设置方案技术经济比较
方案一投资较高，但更容易实现在站内设置小天线以及与专用无线通信系统共用漏缆，从而达到在地铁区域对无线信号的有效控制的目的，有效降低对市局地面无线覆盖的影响。
方案二为实现对高架区间的覆盖，需要设置铁塔天线；本方案可同时实现对车站范围内的信号覆盖，节约了站内小天线及大部分射频电缆的投资，增加了铁塔的投资。
根据以上分析，方案一和方案二的主要技术经济比较如下表1：
基站设置方案技术经济比较表表1
4．结语
地铁郊区高架及地面区段范围易成为市公安局无线通信覆盖的盲区，这对地铁通信系统设计提出了新的要求，尚无相关规范界定是否进行覆盖以及如何覆盖，解决该问题涉及与市局地面网络干扰、后期网优等诸多难题，需各方协调解决。
参考文献：
[1] 李军.350兆无线集群通信系统的原理、结构及维护[J]. 警察技术. 2007(01).
[2] 贾丹,刘建伟.公安无线通信系统发展展望——MPT集群分布通信系统[J]. 警察技术. 2007(02) .
[3] 任励强.警用350兆分布式集群同播通信系统的研究与应用[D]. 天津大学 2012.
关键词：地铁；公安无线；模拟集群；郊区；高架区段
中图分类号：U231+.2文献标识码：A文章编号：
前言：
近年来，随着城市经济发展向郊区的不断扩展，地铁建设项目也不断向郊区延伸以引导客流的疏散。地铁公安无线通信系统是市公安局地面无线通信调度系统在地下的延伸，它既是一个相对独立的无线通信网，又是市公安局无线通信系统的组成部分。多数情况下，市区地上范围内已实现了市公安局无线通信系统的覆盖，因此，按照常规设计，地铁公安无线通信系统仅对地下车站范围内进行无线信号覆盖。在成都地铁2号线二期工程的建设中，出现了郊区地面公安无线通信系统覆盖盲区的情况，为此，成都市公安部门对该区域提出了新的覆盖设计要求。本文分析了高架基站接入中心方案和基站设置方案，进行了技术经济比较，提出了存在的相关问题。
1．工程及系统设计概况
1.1 成都地鐵2号线工程概况
成都地铁2号线按两期工程分步建设，其中一期工程全部为地下线，另设地面车辆段一座；二期工程西延伸线共设，地下车站5座，高架车站1座，地面停车场一座，二期工程东延伸线设地下车站3座，高架车站3座。
下图1和图2分别为成都地铁2号线二期工程西延线和东延线高架车站、车辆段、停车场及区间线路图：
图1西延伸线高架站、停车场及区间线路图
图2东延伸线高架站、车辆段及区间线路图
1.2 成都地铁2号线公安无线通信系统设计概况
成都地铁2号线公安无线通信系统采用350MHz MPT1327模拟集群通信系统组网，并采用同频同播技术，系统在各地下车站设置模拟集群基站，通过有线、无线相结合的方式与市局地面公安无线系统相连接，满足地面网与地下网之间的无缝漫游。公安无线系统与地铁专用无线调度系统共用漏泄同轴电缆，实现地下区间无线信号的覆盖；在地下车站公共区，采用吸顶天线方式实现公安无线信号的覆盖。
2．高架基站接入中心方案
为实现成都地铁2号线高架站及区间范围内公安无线信号的覆盖，需要在2号线高架站及区间范围内设置基站，高架基站接入中心有如下两种方案可供选择：
方案一：市局无线信号补强
本方案高架基站采用有线链路方式接入市局公安无线系统并纳入其统一管理。
方案二：地铁地下无线信号延伸至地面进行补强
本方案高架基站采用有线链路方式接入成都地铁2号线公安无线系统，与2号线地下车站一同纳入地铁管理及调度。
方案一可以有效的解决2号线高架区域公安无线信号覆盖问题，而且不会对市局地面网络无线覆盖产生影响。方案二地铁区域内基站的管理自成系统，但因为无线信号具有无法严格控制边界的性质，所以方案实施后可能与市局地面网络无线覆盖互相干扰。
据了解，对于2号线高架站、高架区间、停车场和车辆段区域，市局地面公安无线系统近期无补充覆盖的规划，经各方沟通，暂按采用方案二解决地铁范围内公安无线通信覆盖问题，下文的分析将以方案二为基础展开。
3．基站设置方案
在基站接入中心方案采用上述方案二的情况下，采用结合线路特点，本工程高架区域公安无线基站设置可采用如下两种方式：
一：各高架站、车辆段、停车场分别设置基站（全基站小区制方案）。
二：东、西延线各设置一个基站及铁塔天线，其中东延线基站实现对3个高架站、车辆段、及沿线区间全区域的公安无线信号覆盖，西延线基站实现对犀浦站、停车场及沿线区间全区域的公安无线信号覆盖。（大区制方案）
3.1 全基站小区制方案
本方案在高架站、车辆段、停车场分别设置四信道机基站，区间通过漏缆进行覆盖，各车站采用室内吸顶天线进行覆盖，车辆段和停车场在综合楼设置全向天线进行覆盖。
根据目前2号线的漏缆在350MHz频段内各种漏泄电缆的技术指标，能计算出在满足信号传输要求的情况下，可允许的最大的漏泄电缆长度。结合本工程特点表明，本方案不需要在区间设置信号放大设备。
3.2 大区制方案
本方案在西延线和东延线各设置一个基站，西延线基站配置四信道机，因东延线基站覆盖范围更大，暂按配置6信道机考虑。为计算铁塔天线的高度，我们按室外设置高增益全向天线进行基础计算，采用Okumura/Hata模型，基本传输损耗模式为：
Lb=69.55+26.16lgf-13.82lgHb-α(Hm)+(44.9-6.55lgHb)lgd
Lb:波传播损耗值(dB)，根据工程实际取值为127 dB
f:工作频率(MHz)，本工程取值为350
Hb:基站天线有效高度(m)，本工程取值为30米
Hm:移动台天线有效高度(m)，西延线取值为10米，东延线取值为8米
d：移动台与基站之间的距离(km)，西延线取值为≥3.5 km，东延线取值为≥5.7km
α(Hm)=（1.1lgf-0.7)Hm-(1.56lgf-0.8)：移动台天线高度因子
通过计算可得出：西延线Hb取值为30米时可满足设计要求，东延线Hb取值为37米时方可满足设计要求。
3.3 基站设置方案技术经济比较
方案一投资较高，但更容易实现在站内设置小天线以及与专用无线通信系统共用漏缆，从而达到在地铁区域对无线信号的有效控制的目的，有效降低对市局地面无线覆盖的影响。
方案二为实现对高架区间的覆盖，需要设置铁塔天线；本方案可同时实现对车站范围内的信号覆盖，节约了站内小天线及大部分射频电缆的投资，增加了铁塔的投资。
根据以上分析，方案一和方案二的主要技术经济比较如下表1：
基站设置方案技术经济比较表表1
4．结语
地铁郊区高架及地面区段范围易成为市公安局无线通信覆盖的盲区，这对地铁通信系统设计提出了新的要求，尚无相关规范界定是否进行覆盖以及如何覆盖，解决该问题涉及与市局地面网络干扰、后期网优等诸多难题，需各方协调解决。
参考文献：
[1] 李军.350兆无线集群通信系统的原理、结构及维护[J]. 警察技术. 2007(01).
[2] 贾丹,刘建伟.公安无线通信系统发展展望——MPT集群分布通信系统[J]. 警察技术. 2007(02) .
[3] 任励强.警用350兆分布式集群同播通信系统的研究与应用[D]. 天津大学 2012.