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一、數(shù)字集群調(diào)度系統(tǒng)

移動通信系統(tǒng)可分為公用移動通信系統(tǒng)和專用移動通信系統(tǒng)。其數(shù)字集群調(diào)度系統(tǒng)（或數(shù)字集群通信系統(tǒng)）屬于專用移動通信系統(tǒng)，它是一種專用的高級指揮調(diào)度系統(tǒng)，其指揮調(diào)度功能是區(qū)別于公網(wǎng)及其他無線通信系統(tǒng)的主要特征。數(shù)字集群通信系統(tǒng)是在無線接口采用數(shù)字調(diào)制方式進行通信的集群通信系統(tǒng)，主要包括調(diào)度指揮、數(shù)據(jù)、電話等業(yè)務類型，其特點是系統(tǒng)內(nèi)所有可用信道為系統(tǒng)內(nèi)的全體用戶共享，具有自動選擇信道的功能。因為能實現(xiàn)共享資源、分擔費用、共用信道設(shè)備及服務，能控制和實現(xiàn)個人與群體間任意通訊、保密性高、功能豐富，可廣泛應用于高速公路工程的應急通信系統(tǒng)中。在高速公路應急通信工程中，每條高速公路可根據(jù)自身需要，采用獨立建設(shè)專網(wǎng)集群系統(tǒng)的方式，如采用800MHZ專用數(shù)字集群調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)緊急情況下的指揮調(diào)度。在工程設(shè)計中，可通過PBX（程控交換系統(tǒng)）將有線通信系統(tǒng)接入無線集群通信系統(tǒng)，實現(xiàn)有線與無線的聯(lián)合調(diào)度，為指揮中心工作人員與移動工作人員之間提供語音、短消息、視頻及其他數(shù)據(jù)通信。數(shù)字集群調(diào)度系統(tǒng)主要由無線集群控制中心及應用于工程現(xiàn)場的車載終端和手持終端構(gòu)成。無線集群控制中心主要控制和管理整個集群通信系統(tǒng)的運行、交換和接續(xù)。它由接口電源、交換矩陣、集群控制邏輯電路、有線接口電路、監(jiān)控系統(tǒng)、電源和微機組成，具有選呼、組呼、廣播、優(yōu)先呼叫、強拆、強插、調(diào)度通話錄音、后臺監(jiān)聽等功能。在工程設(shè)計中，集群控制中心可設(shè)置在高速公路任一通信站內(nèi)，由有線接口電路提供的2Mb/s接口接入通信站綜合業(yè)務接口，并在管理中心與程控數(shù)字交換機連接，這樣無線集群電話便可通過程控數(shù)字交換機進行交換，實現(xiàn)有線與無線的自動轉(zhuǎn)接、調(diào)度及數(shù)據(jù)通信功能。車載終端和手持終端主要配備給工程現(xiàn)場未定地點的終端用戶，包括移動車輛、執(zhí)法人員、設(shè)施看護人員等。車載終端主要應用于移動車輛，由全向天線、射頻處理電路、控制及接口電路、操作面板、話筒、揚聲器等組成，駕駛員可以通過操作控制面板的按鍵,發(fā)出通信請求,并通過話筒發(fā)話,通過揚聲器收聽。

二、多頻段無線信號在隧道工程的覆蓋

隧道是高速公路事故多發(fā)區(qū)域，在發(fā)生突發(fā)事件時，隧道內(nèi)極易形成通信信號的盲區(qū)。高速公路在運營階段，各通信運營商在隧道內(nèi)安裝了公共移動信號的覆蓋系統(tǒng)，用以確保GSM、CDMA等公網(wǎng)信號在隧道內(nèi)接續(xù)。由于無線集群通信系統(tǒng)使用專有的頻段，因此，需另外建設(shè)一套覆蓋系統(tǒng)。然而，多個運營商（或管理機構(gòu)）分別建設(shè)自己的覆蓋系統(tǒng)勢必造成巨大的重復投資。針對這樣的問題，可采用“多系統(tǒng)合路平臺＋洞內(nèi)覆蓋系統(tǒng)”的方案，實現(xiàn)多頻道無線信號覆蓋系統(tǒng)的共建共享。當前，無線信號在在隧道內(nèi)的覆蓋方案概括起來主要有以下兩種。一是洞內(nèi)分布方案。這是一種“信號源＋洞內(nèi)分布系統(tǒng)”的結(jié)構(gòu)，天饋系統(tǒng)裝于隧道內(nèi)，適用于隧道距離特長隧道、長隧道，有較大弧度的隧道。二是洞外投射方案。這是一種“信號源＋定向天線”的結(jié)構(gòu)，天饋系統(tǒng)裝于隧道洞口，適用于短隧道、中隧道，且隧道沒有弧度。所以，對于特長隧道、隧道群、海底隧道等特大型的工程結(jié)構(gòu)物，宜采用洞內(nèi)分布方案。多系統(tǒng)合路平臺（POI）系統(tǒng)是一套多頻段無線信號的合路分路復合裝置。它作為連接信號和分布系統(tǒng)的橋梁，其主要作用是將不同的多個無線信號耦合入同一套天饋系統(tǒng)。在系統(tǒng)設(shè)計中分為下行POI和上行POI，下行POI的主要功能是將各運營商不同頻段的信源經(jīng)POI合路后送至共用的漏泄電纜（即天饋分布系統(tǒng)）；上行POI的主要功能是將不同頻道、制式的車載終端或手持終端的無線信號，經(jīng)過漏泄電纜天線的收集傳輸至上行POI，經(jīng)POI檢出不同頻段的信號后，發(fā)送至附近各運營商通信基站。無線數(shù)字集群信號、公安/消防無線集群信號、公網(wǎng)信號、FM調(diào)頻信號等多種不同頻段的無線信源，通過POI裝置合為一路信號，經(jīng)漏泄電纜在隧道內(nèi)覆蓋。纜，具有信號傳輸作用，又具有天線功能。當射頻信號通過泄漏電纜時，通過對處導體開口的控制，可將受控的電磁波能量沿線路均勻的輻射及接收，實現(xiàn)對電磁場盲區(qū)的覆蓋，以達到移動通信暢通的目的。目前，漏泄電纜的頻率覆蓋范圍一般在150MHZ～2.4GHZ。漏泄電纜一般安裝于隧道頂部，以達到減少干擾及對隧道區(qū)域完全覆蓋的目的。當安裝長度超過1公里時，信號損失急劇增大，所以，長隧道應考慮安裝信號中繼器。

三、應急衛(wèi)星通信系統(tǒng)

在遭遇嚴重自然災害時，如地震、臺風、坍塌等，地面基站設(shè)施與有線通信網(wǎng)絡(luò)均被破壞，通訊便成為救援遇到最大的困難。所以，應急衛(wèi)星通信系統(tǒng)的建設(shè)作為特殊情況下建立通信連接的候補措施顯得尤為重要。目前有兩種常用的衛(wèi)星通信系統(tǒng)：海事衛(wèi)星系統(tǒng)和VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)。海事衛(wèi)星是集全球海上常規(guī)通訊、遇險與安全通訊、特殊與戰(zhàn)備通訊于一體的實用性衛(wèi)星，由海事衛(wèi)星、地面站、終端組成。海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)使用的是地球同步軌道衛(wèi)星，采用3顆衛(wèi)星覆蓋全球，它吸取并兼容了3G的先進通信技術(shù)優(yōu)勢，在衛(wèi)星通信中結(jié)合了便攜移動、寬帶、網(wǎng)絡(luò)通信的需求，是目前世界上最先進的移動衛(wèi)星多媒體通信設(shè)備，在高速公路工程中，主要應用于跨海大橋。VSAT衛(wèi)星系統(tǒng)是一種智能化的超小型地球站，也稱為衛(wèi)星小數(shù)據(jù)站或個人地球站。利用這種衛(wèi)星系統(tǒng)進行通信具有靈活性強、可靠性高、成本低、使用方便以及小站可直接裝在用戶端等特點。借助VSAT用戶數(shù)據(jù)終端可直接利用衛(wèi)星信道與遠端的計算機進行聯(lián)網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)傳遞、文件交換或遠程處理，從而擺脫了本地區(qū)的地面中繼線問題，這在地面網(wǎng)絡(luò)不發(fā)達、通信線路質(zhì)量不好或難于傳輸高速數(shù)據(jù)的邊遠地區(qū)，使用VSAT作為數(shù)據(jù)傳輸手段是一種很好的選擇。VSAT衛(wèi)星系統(tǒng)由兩大部分組成：一是空間部分，二是地面部分。其空間部分就是地球靜止軌道通信衛(wèi)星；地面部分由中樞站、遠端站和網(wǎng)絡(luò)控制單元組成。在跨海大橋（如漳州大橋、港珠澳大橋等）工程中，海事衛(wèi)星系統(tǒng)因具有連接速度快、安裝后無需人工設(shè)置頻率等特點被推薦使用。由于海事衛(wèi)星系統(tǒng)使用的L波段，使得L波段終端可以迅速地尋星和對星，從而節(jié)省應急救援時間，而且通信沒有月租費用，只有在通信才時才發(fā)生通話費用。在工程現(xiàn)場配置專用的BGAN終端（車載或手持式），應急人員可隨身攜帶BGAN終端設(shè)備進入現(xiàn)場，重構(gòu)與外界通信的網(wǎng)絡(luò)，將現(xiàn)場情況通過話音、視頻、文字等方式發(fā)給國家指揮中心及地方指揮中心，進行多方電話、電視會議，收發(fā)災情預報及現(xiàn)場信息。在指揮中心設(shè)置衛(wèi)星終端設(shè)備，能及時與工程現(xiàn)場的BGAN終端保持聯(lián)絡(luò)通訊，具備電話、傳真、E-MAIL、上網(wǎng)等功能，適合突發(fā)情況的現(xiàn)場指揮；中心設(shè)備接入公眾通信網(wǎng)，實現(xiàn)衛(wèi)星終端與GSM/CDMA/電話的雙向通信，提供全天候無盲區(qū)的數(shù)據(jù)通信服務。

四、結(jié)語

隨著高速公路特殊、特大結(jié)構(gòu)物的不斷增加，公路運營過程中意外事故的緊急處置與救援將受到管理部門的充分重視。無線數(shù)字集群通信和衛(wèi)星通信以其專用、靈活等特有的優(yōu)點和某些場合的不可替代性，使其在高速公路應急通信中發(fā)揮越來越重要的作用。

作者：須民健 李文鋒 廖強 習燕 單位：招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司