TETRA技术标准、地铁装备开发与国家发展战略浅议
 
 
罗 辉  Luohui
 
中铁第四勘察设计院集团有限公司  湖北 武昌 杨园 430063
 

The 4th Survey and Design Institute Company of  China Railway  Hubei Province Wuhan Yangyuan Street. 430063
 摘要：
 TETRA是数字集群系统的公开标准，它是由欧洲电信标准化委员会（ETSI）制定的。 TETRA技术标准与地铁通信发展需求高度匹配。我国目前正进入城镇化时代，建设绿色生态城市是时代发展的需要。大力推进城市地铁的建设是实现这一战略目标的重要途径。地铁市场对 TETRA集群通讯系统有着巨大的需求，开发符合 TETRA技术标准的无线通讯装备是一个巨大的市场机会，国内企业可大有作为。目前，国家推进国家治理现代化的战略之一就是市场化，进一步推进地铁项目市场化运作是改革的主要方向。
关键词: TETRA, 地铁装备研发，市场开发，发展战略
 
Abstract：TETRA is a radio digital trunking system. It is established by the European Telecommunications Standards Institute (ETSI). TETRA is suitable for applying as the radio dispatching communication system for Metro---one of the key system for Metro. China is coming into Urbanization Age. There is a great needs for the Construction of Green Ecological City. The Rail Transport Network is the key tools to achieve this strategic goal. The Metro Market has a great needs for TETRA systems。There is a great opportunity to the domestics corporations for developing radio systems and devices according to the TETRA standard.. Marketization is a cornerstone of China's development strategy. The main reform direction of  the construction of Metro is to promote marketization in Metro Project.
 
Keywords: TETRA, Research and Development of Metro Equipments, Market development, Development strategy
 
 
1、TETRA系统概述
 
TETRA是数字集群系统的公开标准，它是由欧洲电信标准化委员会（ETSI）制定的数字无线通信标准。通过采用数字技术， TETRA系统可以在25KHz的带宽内提供4个通信信道，具有良好频率的利用率。
 
TETRA系统可以满足各种不同的系统配置和对覆盖的需求，即可以实现单站和多站的配置。它采用的是分散智能的配置方式，具有的高可靠性，可以容忍个别单元及链路的故障，而不会对整个系统造成影响，比如一个收发信机出现故障时，另外几个收发信机可以取代它的工作。在多基站的配置中，由于所需的智能交换 分散在所有的基站，因此即使其中的一个基站出现故障，系统内的其它基站仍能继续工作。
 
整个系统采用数字化的语音编码，因此可以提供很好的端到端的话音质量和快速的呼叫建立时间。除此之外，整个系统还便于搭建和配置，强大的监控软件简化了系统搭建时间并减少了整个的运营成本，并提供在线的监视和记录。
 
TETRA是数字集群系统可以提供本地电话互连功能，无线用户可以在多个中心系统间进行漫游，并接收每个中心系统提供的话音和数据服务。尤其是电话互连服务，可以在各个中心系统的中心站提供本地的接入，而不需用户付长途费用，因此可大大节省运营的费用。
 
无线用户在其归属的中心系统内可以实现电话互连的呼入和呼出，并在其漫游的其它中心系统内仍可以进行电话互连的呼出。


 
1.1  系统构成与配置
 
根据客户的需求和网络规划，TETRA系统可以为客户提供的是一个具备多个本地电话互连的多中心系统，每个中心的本地电话互连设备设在中心站，并与此中心站的基站及其它周边的基站通过部分E1链路互连，同时各基站间也通过部分E1链路进行连接。每个中心系统包括设备如下：
 
基站:包含基站控制器（含软件），收发信机，含放大器和合路器以及电源。
 
维护终端：维护终端提供控制和网络管理功能       
 
网关服务器：网关服务器提供 TETRA系统与PABX/PSTN的连接，并整个系统的运行记录。
手持终端：供一般工作人员使用的小型移动式终端
车载终端：供车辆驾驶人员使用的中型移动式终端
 
1.2  TETRA系统的功能
 
 TETRA集群系统提供了很多呼叫功能，为不同的用户提供了智能和有效的通信方式，整个呼叫功能划分为语音服务（单呼、组呼和电话互连）和数据服务（状态信息、短数据和分组数据），下面就这些呼叫功能进行简单的描述：
 
1.2.1话音服务
 
单呼：移动台和电话用户之间的全双工和半双工通信
 
组呼：移动台之间的半双工通信，在覆盖区范围内为一个通话组的成员提供通信服务，并具备快速的呼叫建立和迟后加入功能。
 
1.2.2数据服务
 
1.2.2.1短数据服务 (状态)
短数据服务提供预定义报文和文字数字报文，字符长度可达140个。并允许发送预定义的状态信息
  
1.2.2.2分组数据服务
利用业务信道提供单个时隙的分组数据服务，可将移动台与基于IP的第三方应用进行连接。分组数据的一个简单应用是，移动用户可以接入到中心数据库，并进行数据查询。另外，分组数据服务还可以为遥控遥测（SCADA）应用提供数据通道。
 
1.3  详细呼叫功能
 
1.3.1移动台至移动台: 含全双工单呼，半双工单，组呼，短数据服务
 
1.3.2移动台至电话用户 (PABX 或PSTN):全双工单呼
 
1.3.3电话用户至移动台 :全双工单呼
 
1.3.4呼叫排队
当系统繁忙时，无线用户不需重试，其呼叫会被系统自动排队。
 
1.3.5组呼的迟后加入
在组呼的整个呼叫期间，信道建立信息会周期性在控制信道发送，由于各种原因未能及时加入通话的个别通话组成员可以在呼叫进行期间加入。
 
1.3.6部分E1
基站链路仅需整个2Mbit E1链路的一部分，可节省链路费用。
 
1.3.7 DDI
有线用户可通过一次拨号给无线用户。
 
1.3.8 快速呼叫建立
呼叫建立时间 <300ms.
 
1.3.9 远程软件下载
新的软件版本可以通过网管终端直接下载到基站，而不需到基站站址进行软件升级。
 
1.4  系统可靠性
 
基站可配备冗余的电源和冗余的基站控制器 (BSC)，当主用基站控制器（BSC）出现故障，正在处理的呼叫会中断，但备份基站控制器（BSC）会自动取代主用控制器的工作，而不需人为的介入。
 
由于基站间的链路可以采用多种拓扑结构（链状级联、星型、环行），因此当采用环行链路配置时，如其中的一条链路中断，仍可以通过另外的路由保持与基站的通信。
 
1.5  用户的二次开发
 
作为一个数字无线集群系统， TETRA可以根据用户需要进行二次开发，通过系统的规划、设计和优化工作， TETRA系统可以为用户提供高可靠性的无线通讯服务，同时 TETRA系统可以通过二次开发，满足用户根据应用环境进行系统管理的需要。
 
相对于一般的无线通信系统， TETRA数字无线集群通信系统具有高频率利用率，高可靠性，通信服务区大，便于集中管理等一系统列优点，与地铁对通讯系统的需求高度吻合，在地铁中具有良好的应用前景。
2、 TETRA系统在地铁中的应用
TETRA无线集群通信系统与地铁的通信需求高度契合，在地铁中有着广阔的应用前景，具有重大的应用价值。
轨道交通通信系统一般设置专用通信、公安通信、商用通信、政务通信四大通信系统。其中专用通信系统是为轨道交通行车指挥及运营管理服务设置的。
TETRA无线集群通信系统能很好地满足地铁交通行车指挥及运营管理服务的通信需求，可以作为专门用于指挥地铁车辆运行、协调地铁工作人员工作的专用通信装备。它可以可靠地完成如下通讯任务，如：与车上地铁管理人员（含驾驶员）的专用通讯，与地铁线路、车站、车辆段的维修服务人员进行专用通，与地铁车站运营服务人员的专用通信等。
摩托罗拉 TETRA系统在广州地铁的使用情况：
在广州地铁，广州地铁与摩托罗拉公司合作，从2003年开通的广州地铁二号线开始，摩托罗拉 TETRA无线集群系统开始为地铁服务，到04年开通的三号线、09年开通的五号线，直至2010年底开通的三号线北延段、广佛线等线，均采用了摩托罗拉的 TETRA系统，其版本从早期的Dimetra IP 2.0，发展为现今的Dimetra IP 7.0。摩托罗拉 TETRA系统应用效果良好。并成功实现了广州地铁各线的无线集群通信系统的互连互通。
在广州地铁二八线拆解工作中，摩托罗拉 TETRA无线集群系统Dimetra为工程的顺利进行提供了充分的通信保障，显示了 TETRA无线集群系统强大威力。
二号线首期工程东起琶洲，北至江夏，线路全长23.265公里，拆解前已经建成投入运营的是二号线首期工程琶洲至三元里段，全为地下线路，全长18.25公里。
根据广州市轨道交通线网规划，二号线首期工程需在晓江区间进行拆解调整，其中已经建成的三元里站至江南西站段拆解到二号线，晓港站至琶洲段拆解到八号线。
拆解调整后，二号线包括既有三元里站至江南西站段、三元里站向北延伸至嘉禾段，江南西站向南延伸至广州新客站段。新建车辆段和停车场各一座，车辆段位于线路终点的嘉禾站东北侧地块，停车场位于线路起点广州新客站西北侧大洲地块。
拆解调整后，八号线包括晓港～万胜围（原琶洲塔）段和延伸线晓港～凤凰新村、凤凰新村～万胜围段以及规划的万胜围～新洲段，其中已经投入运营的晓港～琶洲段长9.54km，在建的琶洲～万胜围段长1.83km。拆解计划实施晓港～凤凰新村段，长度为3.32km。
广州地铁二八线拆解工程对于广州地铁而言是个极大的挑战：现场作业点多，管理难。
拆解分六个节点进行，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号节点。其中Ⅰ、Ⅳ号节点为道岔调试，Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ号节点为铺设新线路，并且在Ⅱ、Ⅴ号节点间同时进行废弃线路拆除以及临时隔离门安装。同时，还有接触网、信号、供电等众多设施需要拆解，作业点数量多、分布广，对安全和管理是较大考验。
为此，广州地铁通过积极采取措施，成立了以项目经理等负责人为首的拆解小组，拆解领导组下设协调联络组、现场施工组、工程技术组、安全质量组、机电物资组、后勤保障组、宣传报导组，参战人员多达几百人。在相对狭小的空间里交叉施工，人员杂而多，没有统一的指挥调度，现场难免会出现混乱，Dimetra无线专用通信系统发挥了其独特的作用，它实现了少数调度指挥人员对众多移动终端进行统一的指挥调度，凭借其灵活的编组管理功能，建立了专业施工工作组指挥通信系统，各个专业的指挥调度员可以轻松自如地履行其职责，对本工作组的人员进行调度指挥，同时又互不干扰。
广州地铁二八线拆解工程是我国第一条将地铁拆解为二条线路的工程，拆解工作为实施过程中最为关键的的一环，工程施工难度大。在广州地铁各级领导的正确领导下，在参与建设的设计、咨询、施工、监理单位以及运营、建设管理部门的共同努力下，只停运3天，于2010年9月26日成功地完成二八线的拆解工作，突破了国外专家对二八线拆解工程的需要停运15天的预言，有力地满足了广州人民群众对公共交通的需求，并为第十六届亚洲运动会在广州的成功举办创造了良好条件。
2010年9月26号在隧道没有民用通信信号，没有有线电话，对讲机受环境制约通话质量差的状况下，Dimetra无线集群通信系统的优势体现得淋漓尽致。它是拆解工作中最有效的通信手段，保证了拆解工作的顺利完成。[5]
3、 TETRA装备的开发与市场经济的力量
无线通信技术发展简表：
20世纪80年代前，专用通信（无线）；
20世纪80年代，模拟集群通信（无线）；
20世纪80年代末至90年代，欧洲开始研究数字集群通信体制；
1995年ETSI确定 TETRA标准；
1998年起全面推广；
2001年800MHz频段 TETRA系统进入我国市场；
2003年12月350MHz频段 TETRA系统开始在我国组网试验。
 
对照这一时间表，结合广州地铁应用摩托罗拉的 TETRA系统Dimetra无线数字集群通讯系统情况，我们不难发现：摩托罗拉的 TETRA系统Dimetra，是紧跟时代的发展步伐进行研制的。 摩托罗拉的 TETRA系统Dimetra的各种技术装备是根据这一时间 TETRA技术标准的推出进行研发的。 使产品从一般的无线装置,升级成数字无线集群通信产品,在这里不难发现摩托罗拉这样的企业把握市场需求的能力。 摩托罗拉的 TETRA系统Dimetra在广州地铁的成功运用，代表了技术的进步，同时,也见证了市场的力量。
是市场需求引导着科技进步，是市场的力量在源源不断地推动着技术的进步,促进人们生活水准的提高,并推动人类的进步。
 
中国地铁发展简表：
1965年 2月4日，毛泽东主席为修建北京地下铁道批示。
7月1日，北京地下铁道一期工程在玉泉路举行了开工典礼。
1969年 10月1日，北京地下铁道一期工程建成通车试运行。一期工程自1965年7月1日动工，建设工期4年零3个月。从北京站至古城路站共设16座车站及一座地面车辆段——古城车辆段，运营线长21公里。10月1日开始接待参观。
1971年 1月15日，北京地铁一期工程线路开始试运营。
1981年 9月15日，北京地下铁道一期工程验收正式交付使用。
1984年 12月，天津地铁建成通车，全长7.4公里，沿途共设8个车站。
1989年 12月29日，北京地铁二期工程正式交付运营。
1993年 5月28日，上海地铁第一条线路——一号线南段建成通车。
1996年 12月28日，广州地铁一号线通车。
2003年 9月，因投资规模巨大，国务院暂缓审批地铁项目。广州地铁二号线建成通车。
2005年 6月6日，国家发改委印发了《关于审批杭州市城市快速轨道交通建设规划请示的通知》，中国的地铁项目在冻结三年后，终于重新批准立项。
2008年 7月19日，在北京奥运会召开前夕，北京地铁10号线一期、奥运支线和机场线三条轨道新线正式通车。至此，北京地铁已开通的线路包括1号线、2号线、13号线、八通线和5号线。
2009年目前，我国已经拥有或正在建设地铁的城市分别是北京、上海、天津、广州、大连、深圳、武汉、南京、重庆和长春，提出或者正在筹备建设地铁的城市还有7个，分别是成都、杭州、沈阳、西安、哈尔滨、青岛、苏州和郑州。
城市轨道交通的发展呈现井喷趋势。
2020年 据专家预测，我国建设城市轨道交通线路将达到2000—3000公里规模。
因此，在今后若干年内，在国内地铁领域，数字无线集群通信将形成一个巨大的市场。这在一市场，国内企业大有可为。相信国内企业能把握这一重要的市场机会，开发出满足我国地铁发展需要的 TETRA无线集群通信系统技术装备。中国的无线集群通信系统值得期待！
开发无线集群通信系统装备，需要掌握大规模集成电路技术，研制相应的专用芯片，计算机通信，开发相应的计算机软件。在地铁系统中，需要研制数字无线对讲机、车载无线数字电台、数字无线基站、数字无线通信对公网网关，无线通信通话录音设备、数字无线通信系统网络管理设备等一整套新装备。这将推动我国半导体产业、集成电路行业、软件行业等行业的进一步发展，也将促使中国多个行业技术水平的提高。
4、市场经济与国家发展战略
自从70年代末，中国开始进行改革，改革的关键就是将工作的重心从阶段斗争转移至发展经济上个来，主要方式就是通过运用市场的力量解决国家发展的问题。
1978年11月24日，小岗村18户农民以敢为天下先的胆识，按下了18个手印，搞起生产责任制。安徽省凤阳县小岗村实行“农村家庭联产承包责任制”，并取得成功，表明运用市场的力量解决生产问题、解决社会问题，是一条切实可以的道路。
邓小平以改革家敏锐的目光从“小岗村18户农民按下了18个手印”这一事件中发现了改革的契机，成功地将中国从“以阶段斗争为纲”这一错误轨道引导到“以生产建设为中心”的正确方向上，结束了“文化大革命”。1992年1月至2月，88岁高龄的邓小平同志视察了深圳、珠海、上海各地，发表"南巡讲话"，改变了过去建立有计划的商品经济的提法，正式提出建立和发展社会主义市场经济，使改革掀起了新一轮的高潮。
市场经济正式成为国家发展战略。
运用市场经济手段综合解决经济问题，解决民生问题，解决社会问题，是中国70年代以来邓小平等几代领导人指导中国改革的核心。
改变生产中不适应生产发展的管理体制和政策，建立社会主义下的市场经济，这场改革的经济方面在农村取得了率先突破，并随之迅速在全国各经济领域内推行。市场经济的改革奠定中国30年来高速的发展，是经过了历史检验的，成功的国家发展战略。
孙中山先生曾经说过：“历史潮流，浩浩荡荡，顺之则昌，逆之则亡”。
开放，使我们能够更清楚地看到市场的强大力量。从90年代 TETRA技术标准开始研究，到满足 TETRA技术标准的装备的系统推出，这使我们亲身看到并体验到了市场的强大力量。
“市场经济可以有效解决计划经济存在的诸多问题”，可以使社会更“合谐”，使人民更幸福，国家更强大[3]。
党的十八届三中全会通过的《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》提出：“要推进国家治理体系和治理能力现代化”。这是运用市场经济手段综合解决经济问题、解决民生问题、解决社会问题，强化的这一国家战略的更进一步的体现。
国家治理现代化则是要求进一步深化改革，使国家治理更注重各方的积极性、参与性，坚持国家制度建设，追求自由、民主、公平、正义，充分调动和运用法制的力量、市场的力量、社会的力量、人民的力量，实现法治、德治、共治、自治，实现各项事务治理在法律的导引下，平稳、有序、稳步推进，使国家各项事务的处理的制度化、规范化、程序化、民主化。
5、总结
未来十年是中国城镇化发展的关键十年，城市轨道交通将迎来大的发展，将形成巨大的地铁市场[4]，这是研发数字无线集群通信系统装备的大好时机，中国企业值得期待。市场化是中国国家发展战略，运用市场的力量解决中国的城镇化发展的问题，是中国未来改革的方向。追求自由、民主、公平、正义，充分调动和运用法制的力量、市场的力量、社会的力量、人民的力量是解决中国发展问题的关键。
 
 
参考文献        
[1] 李德华主编 城市规划原理 （第三版）.北京：中国建筑工业出版社，2001,6
[2] Hartmut Freystein，Martin Muncke，Peter Schollmeier 德国铁路基础设施设计手册.北京中国铁道出版,2007,
[3] 罗辉 和谐社会与项目管理 项目管理技术《第六届中国项目管理大会论文集》2007京新出报刊增准字第（425）号
 [4] 罗辉 城市轨道交通网络化发展的前景 .两岸四地轨道交通发展研讨会 北京,2014.10,
[5]朱永林Dimetra在广州地铁二八号线拆解中演绎精彩 广州市地下铁道总公司 
[6] 石柏铭 计算通信网与开放系统互连技术（第一版） .人民邮电出版社 北京,1993.4,
 
作者：罗辉 中铁第四勘察设计院集团有限公司 高级工程师

 （来源：2015中国天津区域轨道交通发展及装备关键技术论坛暨第24届地铁学术交流会论文集）