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一、數字集群調度系統
移動通信系統可分為公用移動通信系統和專用移動通信系統。其數字集群調度系統（或數字集群通信系統）屬于專用移動通信系統，它是一種專用的高級指揮調度系統，其指揮調度功能是區別于公網及其他無線通信系統的主要特征。數字集群通信系統是在無線接口采用數字調制方式進行通信的集群通信系統，主要包括調度指揮、數據、電話等業務類型，其特點是系統內所有可用信道為系統內的全體用戶共享，具有自動選擇信道的功能。因為能實現共享資源、分擔費用、共用信道設備及服務，能控制和實現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中。在高速公路應急通信工程中，每條高速公路可根據自身需要，采用獨立建設專網集群系統的方式，如采用800MHZ專用數字集群調度系統，實現緊急情況下的指揮調度。在工程設計中，可通過PBX（程控交換系統）將有線通信系統接入無線集群通信系統，實現有線與無線的聯合調度，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、視頻及其他數據通信。數字集群調度系統主要由無線集群控制中心及應用于工程現場的車載終端和手持終端構成。無線集群控制中心主要控制和管理整個集群通信系統的運行、交換和接續。它由接口電源、交換矩陣、集群控制邏輯電路、有線接口電路、監控系統、電源和微機組成，具有選呼、組呼、廣播、優先呼叫、強拆、強插、調度通話錄音、后臺監聽等功能。在工程設計中，集群控制中心可設置在高速公路任一通信站內，由有線接口電路提供的2Mb/s接口接入通信站綜合業務接口，并在管理中心與程控數字交換機連接，這樣無線集群電話便可通過程控數字交換機進行交換，實現有線與無線的自動轉接、調度及數據通信功能。車載終端和手持終端主要配備給工程現場未定地點的終端用戶，包括移動車輛、執法人員、設施看護人員等。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,發出通信請求,并通過話筒發話,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區域，在發生突發事件時，隧道內極易形成通信信號的盲區。高速公路在運營階段，各通信運營商在隧道內安裝了公共移動信號的覆蓋系統，用以確保GSM、CDMA等公網信號在隧道內接續。由于無線集群通信系統使用專有的頻段，因此，需另外建設一套覆蓋系統。然而，多個運營商（或管理機構）分別建設自己的覆蓋系統勢必造成巨大的重復投資。針對這樣的問題，可采用“多系統合路平臺＋洞內覆蓋系統”的方案，實現多頻道無線信號覆蓋系統的共建共享。當前，無線信號在在隧道內的覆蓋方案概括起來主要有以下兩種。一是洞內分布方案。這是一種“信號源＋洞內分布系統”的結構，天饋系統裝于隧道內，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”的結構，天饋系統裝于隧道洞口，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構物，宜采用洞內分布方案。多系統合路平臺（POI）系統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。在系統設計中分為下行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POI合路后送至共用的漏泄電纜（即天饋分布系統）；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，經過漏泄電纜天線的收集傳輸至上行POI，經POI檢出不同頻段的信號后，發送至附近各運營商通信基站。無線數字集群信號、公安/消防無線集群信號、公網信號、FM調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，經漏泄電纜在隧道內覆蓋。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，實現對電磁場盲區的覆蓋，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、應急衛星通信系統
在遭遇嚴重自然災害時，如地震、臺風、坍塌等，地面基站設施與有線通信網絡均被破壞，通訊便成為救援遇到最大的困難。所以，應急衛星通信系統的建設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星通信系統：海事衛星系統和VSAT衛星通信系統。海事衛星是集全球海上常規通訊、遇險與安全通訊、特殊與戰備通訊于一體的實用性衛星，由海事衛星、地面站、終端組成。海事衛星通信系統使用的是地球同步軌道衛星，采用3顆衛星覆蓋全球，它吸取并兼容了3G的先進通信技術優勢，在衛星通信中結合了便攜移動、寬帶、網絡通信的需求，是目前世界上最先進的移動衛星多媒體通信設備，在高速公路工程中，主要應用于跨海大橋。VSAT衛星系統是一種智能化的超小型地球站，也稱為衛星小數據站或個人地球站。利用這種衛星系統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用戶數據終端可直接利用衛星信道與遠端的計算機進行聯網，完成數據傳遞、文件交換或遠程處理，從而擺脫了本地區的地面中繼線問題，這在地面網絡不發達、通信線路質量不好或難于傳輸高速數據的邊遠地區，使用VSAT作為數據傳輸手段是一種很好的選擇。VSAT衛星系統由兩大部分組成：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星；地面部分由中樞站、遠端站和網絡控制單元組成。在跨海大橋（如漳州大橋、港珠澳大橋等）工程中，海事衛星系統因具有連接速度快、安裝后無需人工設置頻率等特點被推薦使用。由于海事衛星系統使用的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生通話費用。在工程現場配置專用的BGAN終端（車載或手持式），應急人員可隨身攜帶BGAN終端設備進入現場，重構與外界通信的網絡，將現場情況通過話音、視頻、文字等方式發給國家指揮中心及地方指揮中心，進行多方電話、電視會議，收發災情預報及現場信息。在指揮中心設置衛星終端設備，能及時與工程現場的BGAN終端保持聯絡通訊，具備電話、傳真、E-MAIL、上網等功能，適合突發情況的現場指揮；中心設備接入公眾通信網，實現衛星終端與GSM/CDMA/電話的雙向通信，提供全天候無盲區的數據通信服務。
四、結語
隨著高速公路特殊、特大結構物的不斷增加，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。無線數字集群通信和衛星通信以其專用、靈活等特有的優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計院有限公司