温州S1 线轨道交通LTE 与PDT 公安无线系统宽窄带融合解决方案及应用
潘圣凯
（温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司运营分公司，温州 325000）
摘要： 随着技术的发展，警用无线通信的发展需求整体上朝着系统IP 化、业务多样化、数据宽带化、终端多样化的方向发展。这需要公安无线集群通信系统支持语音、数据、图像和视频等多种业务，向宽带化进行演进。温州S1线轨道交通公安通信无线系统中采用了LTE 与PDT 宽窄带融合的解决方案，来解决公安部门从以前的听得到发展到现在的看得到、看得清的调度指挥需求。
关键词： 公安通信建设需求；无线通信；LTE；PDT；宽窄带融合
1 警用通信宽带化
我国的警用通信系统的发展是从上世纪九十年代的模拟系统起步的，到了2008年的左右，国内开始大规模建设数字窄带集群系统，直到今天这些系统还在公安专网通信中发挥着主要作用。但随着反恐维稳任务的日趋严峻，公安工作面临新的挑战，在建立“统一指挥、快速反应、协同作战”的现代警务机制需求基础上，需要公安无线集群通信系统支持语音、数据、图像和视频等多种业务，向宽带化进行演进。
我国严寒地区的绿色建筑大多停留在概念的阶段，缺乏因地制宜的技术。严寒地区的绿色建筑设计要求较多，不仅需要满足建筑一般特性，也要符合GB/T 50378—2014《绿色建筑评价标准》等相关标准，并且需要与当地的地域特点以及气候特征相结合。对于寒冷的东北地区来讲，建筑节能分为建筑物自身节能和供热系统节能两个方面。本文从节地、节能和节水三方面分析构建严寒地区实施被动式超低能耗绿色建筑的关键技术。
2 现有公安专网无线通信的建设方案
目前，公安业务的移动应用主要依靠四大通信系统：
（1）350兆无线集群通信系统，包括：MPT1327模拟集群系统、PDT 数字集群和Tetra 数字集群系统，主要用于语音通信。集群系统是公安使用时间最长，应用最广的无线通信系统，也是应急指挥调度的最重要的保障手段。
（2）340兆无线图像传输系统，工信部在336～344频段上划出8兆给公安优先使用，主要用于应急情况下的点对点图像传输。由于频率资源的限制，在340兆频段上实现无线图像传输系统的大规模组网是很困难的。
纯宽带集群系统的特点是在宽带系统中也可以实现语音的单呼和组呼等语音调度功能，很多人认为宽带集群马上就会替代窄带集群。但从公安移动通信的高可靠性和强抗毁能力的要求看，目前的宽带集群还无法满足公安专用宽带网络的需求。
（4）VSAT 卫星通信系统，主要解决应急境况下的图像传输，目前主要装备的有车载动中通、车载静中通和可搬移基站。基站的带宽可以达到双向2Mb/s，基本可以实现应急现场的图像和高速数据的传输。
以上四种移动通信系统分别支持着公安语音通信、图像传输、数据通信和应急宽带通信等业务。
3 现有公安专网无线通信系统的局限性
现有公安专网四种移动通信系统都有自己的局限性：
（1）VSAT 卫星系统受到技术体制的限制，只限于车载和可搬移使用，无法供单警应用。
（2）集群系统不管是模拟还是数字系统，受技术体制的限制，数据传输能力很低，无法用来传输图像和高速数据。
（1）TD-LTE 宽带集群采用蜂窝体制，覆盖区域非常小，和PDT 相比覆盖同样的区域需要9到11个基站，庞大的基础设施降低了整个系统的抗毁性，在严重自然灾害和遇到恐怖袭击时，无法保证系统的可靠运行。
高架段，PDT 在每个车站楼顶架设全向天线，LTE 区间用的是四通道的15dB 的高增益天线，沿线300m 左右基本上都有信号；地下段共用漏缆覆盖；地下站LTE 和PDT 都做了室分；地面站LTE 系统用微基站的方式做了补盲。
温州S1线轨道交通有高架段、地面段、地下段三种区间类型，不同的区域采用了不同的覆盖方式。
4 温州S1 线轨道交通LTE 与PDT 公安无线系统宽窄带融合解决方案
（3）移动警务系统采用在移动公网上构建专用VPN 的方式实现数据库查询、数据采集和图像传输等移动应用。
构建编辑出版学专业课程体系要以培养创新型人才为出发点，从教学目的、教学意义、教学计划和教学手段等多方面考虑，来对课程体系的建设进行深入研究，尽量让学生将理论知识和实践活动相结合，具体来讲主要是从以下几个方面。首先，编辑出版学专业课程的构建是要服务于市场中编辑出版行业，因此从行业发展的未来趋势出发，将学生的全面发展作为课程研究的重点方面，创新型人才通过设置的科学规范课程来获得学习的动力元素。其次，促进整个编辑出版行业的发展，必须考虑到时代发展中编辑出版行业对职业岗位的具体需要。
4.1 无法完全用宽带集群替代窄带集群的原因
（3）340兆无线图传系统只能解决无线图像传输的从无到有，一个基站最多只能传输两路标清图像，无法大规模使用。该频点也不是公安专用，没有统一的标准和规范，且与350M 频率靠的太近，互相存在比较严重的干扰问题，使用效果较差。
（2）由于基础实施庞大，建设的造价和维护费用极高，包括基站机房和链路租用的费用，LTE 网络的建设费用是PDT 的10倍以上，建设和维护成本太高。
柚园要求地势平坦，受地域限制，可以选择坡度大于或等于30°的缓坡地为宜。四季柚喜欢微酸性土壤，红黄壤的土质种植四季柚果实质甜；壤土或沙壤土种植的四季柚，果实质较劣，味淡，且容易木质化。
（3）既有PDT 网络已基本成规模，基于保护投资的角度考虑，窄带PDT 仍然是大部分地区的公安通信保障，PDT 网络将长期存在。
因此，PDT 与宽带系统的关系不应该是简单地替代，而是互补。PDT 系统将在未来很长的一段时间里作为应急通信的最后保障而存在。
综合来讲，发汗解表用生姜，祛痰、温中、回阳用干姜，温经止血、止泻用炮姜，和胃止呕用煨姜，利尿消肿用姜皮，呕吐、水火灼烫伤用姜汁。
考虑到以上几点原因，温州S1线轨道交通公安通信无线通信系统采用了核心网通过宽窄带融合网关互联互通的方式，独立的架设了LTE 与PDT 基站及网络覆盖，实现了多种终端的接入。如图1所示。
图1 温州S1线组网架构
以上几种方案均不能满足公安无线多媒体通信的需求。采用宽窄带融合方案可以解决这种分裂的网络体系存在信息及终端的融合问题。
4.2 温州S1 线公安无线通信覆盖情况
（4）基于公网的移动警务系统，由于在紧急情况下，要对公网进行管控，无法保证可靠使用。且在突发情况如大型赛事、峰会、展览等情况下公网容易出现拥塞而无法保证入网和通信质量。
如图1所示，在室温22～25℃下，以2C、3C倍率对满电状态的10 Ah锂离子电池进行过充，电池的温升情况大致分成两个阶段，第一阶段电池温度没有明显变化，第二阶段电池温度快速上升。随着电池充电倍率的增加，第一阶段电池保持稳定的时间越来越短，这是因为倍率的增加使得电池完成充电的时间减少所致；第二阶段的时间同样是越来越短，这是由于充电倍率的增大，使得电池内反应变得更加激烈，温度上升的更快。当第二阶段的温度达到50～60℃时，电池发生爆炸。
4.3 温州S1 线轨道交通终端使用情况
GH880 支持1.4 专网和公网（3G 和4G），GH900 支持PDT、LTE 专网和3G 和4G 的公网；手持终端是基于安卓5.1的系统，使用专网SIM 卡，并通过二次开发可实现执法记录仪功能；手持终端里面已经预留了加密卡的卡槽，通过二次开发后，可接入公安部门的警务通。
4.4 温州S1 线轨道交通无线指标测试结果
（1）对全网四轮测试的总体评估，平均为-80.03dBm，RSRP＞=-95dBm 的 占 比 为95.33%；SINR 平 均 值 为25.03，SINR＞=0dB 的占比为99.54%，总体指标良好。
（2）最大时延181ms，最小时延15ms，平均时延39ms；总体丢包率0.034%。
定义5 简单信号概率计算法.假设电路f中的信号间不存在相关性，按拓扑排序根据逻辑门gk关于其输入信号的逻辑函数由式(3)计算信号gk的信号概率Pr(gk)，并向将信号gk作为输入的逻辑门传播Pr(gk)，最终计算出f的信号概率Pr(f).
（3）下行灌包平均速率约36.02Mb/s，最低速率平均在3.49Mb/s 左右（主要位于切换带）。
在恒阻大变形锚索加固技术方案中，需要保证锚索与顶板之间相互垂直，锚索应按照两列进行布置，其中，第一列的锚索与巷帮之间的距离为0.4 m，锚索间隔为1 m，并利用W钢带将锚索和相邻描索进行连接。而第二列则布置在第一列的1.5 m处，该列锚索间隔为2 m。根据巷道的原有支护方式以及切缝参数的相关要求，必须要确保恒阻锚索能够穿过切缝孔，使其能够牢牢固定于稳定岩层中。在本工程中，恒阻大变形锚索的直径与长度分别是21.8 m与8.3 m，所选择的恒阻装置外径为7.2 cm，长度为0.5 m，该恒阻装置的恒阻值是33±2 t，预紧力最小值为28 t。
（4）上行灌包平均速率约16.37Mb/s，最低速率平均在5.51Mb/s 左右（主要位于切换带）。
5 结束语
随着信息技术的发展，随着新科技手段应用的不断出现，公安的指挥系统建设将紧紧围绕智慧警务、科技护城墙创新应用，依托大数据、云计算、物联网、IPv6、5G 通信技术、网络即时通信、数字视频、多媒体融合、三维地理信息等现代信息手段来构建第三代智能化的指挥中心。这些都需要宽带集群的支持，宽窄融合是目前形势下的发展趋势，但在不远的未来宽带集群是最终的发展目标。
参考文献
[1] 高亮.公安专网无线通信系统的宽窄带融合探析[J].信息与电脑，2018（23）.
doi： 10.3969/J.ISSN.1672-7274.2019.09.161
中图分类号： TN915.85
文献标示码： A
文章编码： 1672-7274（2019）09-0196-02
作者简介： 潘圣凯，温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司运营分公司通信工程师，负责公安通信的建设及维护指导工作。
标签：公安通信建设需求论文; 无线通信论文; lte论文; PDT论文; 宽窄带融合论文; 温州市铁路与轨道交通投资集团有限公司运营分公司论文;