隨着地鐵長期演進（ LTE-M） 技術在城市軌道交通中應用的普及，實現 LTE-M 互聯互通，特別是集群業務的互聯互通需求也越來越迫切。文章介紹 LTE-M互聯互通的發展現狀，結合城市軌道交通實際工程需求，分析 LTE-M 系統寬帶集群互聯互通應用場景，並給出相應的實現方案。
基金項目：中央高校基本科研業務費專項資金（2021QY004）
隨着社會經濟的發展與城市軌道交通建設的不斷完善，實現不同線路之間的互聯互通已成為必然趨勢。LTE-M 網絡的互聯互通是指基於相同的協議標準，組成一個結構完整、功能完備的網絡，使多個廠家的設備能夠在同一個 LTE-M 系統中無障礙地進行互操作運行，從而推動軌道交通資源共享、降低建設和運營成本。出於上述目的，中國城市軌道交通協會在遵循第 3 代合作夥伴計劃（3GPP）、寬帶集群通信（B-TrunC）相關規範的基礎上，制定城市軌道交通車地通信綜合通信系統互聯互通規範和測試規範，並於 2018 年 9 月發布。
在 LTE-M 互聯互通規範制定過程中，數據業務互聯互通同時進行相應的測試，因此比較成熟，可直接應用。目前重慶市軌道交通 4 號、5 號、10 號及環線已經開始 LTE-M 數據業務互聯互通的實際應用。
LTE-M 集群業務互聯互通以 B-TrunC 為基礎，在LTE-M 標準發布時 B-TrunC 標準只發布了 1.0 標準，而2020 年發布的 B-TrunC 2.0 標準才真正實現寬帶集群互聯互通，因此 LTE-M 集群業務互聯互通規範還需要進一步完善。
北京交通大學軌道交通運行控制系統國家工程研究中心於 2021 年 1 月開展了 LTE-M 寬帶集群互聯互通的實驗室測試，並在測試過程中對原有規範進行補充與完善。到 2021 年 9 月底，由於不同供應商對規範的理解各異以及規範不夠完善的原因，寬帶集群業務互聯互通上仍有少量遺留問題有待進一步解決。
城市軌道交通寬帶集群互聯互通跨線業務場景包括三方通話、調度監聽、通播組呼叫、派接呼叫、選區呼叫、短信業務、動態重組、電台狀態追蹤、站車呼叫及位置呼叫等。圖 1 是 2 號線列車 201 跨線運行到 1 號線過程中列車在聯絡線上的場景，圖 2 是 201 列車跨線運行到 1 號線場景。下面以此為例分析 LTE-M 寬帶集群互聯互通業務場景。
當 2 號線列車跨線運行時進入 2 號線與 1 號線聯絡線，如圖 1 所示。此時，1 號線行車調度員（以下簡稱「行調」）、2 號線行調及 1 號線司機需要進行三方通話。
如圖 2 所示，2 號線列車 201 跨線進入 1 號線車站1，1 號線行調需要對該列車對應通話組進行監聽。此時，2 號線列車 201 司機使用車載台發起組呼，1 號線行調能夠收到司機呼叫，並對該 2 號線列車 201 發起組呼。
2 號線列車 201 跨線運行到 1 號線後，1 號線行調對 1 號線列車進行通播組呼叫時，跨線列車 201 能收到呼叫；2 號線行調對 2 號線列車通播組呼叫，跨線列車201 不能收到。
如圖 2 所示，2 號線列車 201 跨線運行到 1 號線後，1 號線行調應能對 2 號線列車 201 對應的通話組與 1 號線車站 1 通話組進行派接。1 號線行調發起派接後，2號線列車 201 車載台能夠接收到被派接組的呼叫。
2 號線列車 201 跨線運行到 1 號線後，1 號線行調可以對 1 號線基站覆蓋區進行選區呼叫，如果跨線列車201 在這個基站覆蓋區域內則能夠收到該呼叫。
2 號線列車 201 跨線運行到 1 號線後，1 號線行調向 2 號線列車 201 所在組發送短信，列車司機通過車載台向 1 號線行調發送短信。1 號線行調和跨線列車 201車載台均能夠正常發送和接收組短消息。
2 號線列車 201 跨線運行到 1 號線後，1 號線行調可以對跨線列車 201 車載台進行動態重組 / 取消重組操作，將其動態加入或刪除通話組。
2 號線列車 201 跨線運行到 1 號線後，1 號線行調能夠顯示 2 號線列車 201 車載台的開關機狀態，以及所在基站、當前組等電台狀態信息。
2 號線列車 201 跨線運行到 1 號線（車次號 021）後，1 號線固定台可根據車組號或車次號對其發起功能號呼叫，跨線列車能收到功能號呼叫。
2 號線列車 201 跨線運行到 1 號線後，1 號線行調可以對 1 號線發起位置呼叫（包括正線組呼叫、上行組呼叫和下行組呼叫），跨線列車 201 能收到呼叫。
如圖 3 所示，2 號線列車 201 進入 1 號線車站 2，跨線列車 201 根據需求可以呼叫全部車站值班員，或對當前站、上一站、下一站值班員進行呼叫。
當列車運行到 1 號線與 2 號線之間的聯絡線時進行三方通話。此時需要設置 1 號、2 號線行調和司機的三方通話組，當列車進入聯絡線後，車載台轉到三方通話組，調度使用三方通話組與列車進行組呼通信，如圖 4所示。
調度監聽、通播組呼叫、派接呼叫、動態重組、站車通話、功能號呼叫等 LTE-M 互聯互通場景實現時需要給車載台配置 2 套或多套通話組，分別歸屬於不同的互聯互通線路。例如 2 號線列車 201 在 2 號線運行時使用 2 號線的通話組，當列車 201 跨線運行到 1 號線後轉到 1 號線通話組。多個通話組方式對 LTE-M 系統寬帶集群互聯互通應用場景實現方式如下。
（1）調度監聽實現時，行調可以使用列車當前運行線路對應的通話組與列車進行組呼通信，從而實現調度監聽。
（2）通播組呼叫實現時，行調同時將 2 條線的列車通播組下發給車載台，車載台根據跨線信息更新組掃描列表選擇通播組。
（3）派接呼叫實現時，列車跨線運行後車載台轉組，目的線路可以對轉組後的列車通話組發起派接呼叫。
（4）動態重組實現時，行調只對歸屬本線列車通話組進行動態重組 / 取消重組操作，列車跨線運行後需要轉到目的線路通話組。
（5）站車通話實現時，調度台可以對本線路列車通話組進行派接，列車跨線運行後轉組即可呼叫全部車站、當前車站、上一站和下一站。
（6）功能號呼叫實現時，跨線列車轉組後行調將車站通話組、列車通話組派接在一起，所屬線路即可根據車組號、車次號等發起功能號呼叫。
選區呼叫、短信業務等 LTE-M 互聯互通場景實現時只需要 LTE-M 系統本身支持互聯互通即可。其中選區呼叫實現時 LTE-M 系統可選擇一個基站覆蓋區域發起呼叫，空中接口互聯互通就可以實現；短信業務實現需要 LTE-M 系統空中接口互聯互通且採用相同的短信發送方式。
調度台應能夠對跨線列車的電台狀態信息進行追蹤，如圖 5 所示，1 號線行調可跟蹤跨線列車 201 的車載台狀態。LTE-M 系統獲取歸屬本線路全部用戶電台（包括跨線司機手台、乘務手台等）的狀態信息，然後通過與調度台之間的有線鏈路分別與原線路、目的線路調度台通信，並通過調度應用程序接口（API）發送給調度台應用程序，從而實現兩條線調度台都可跟蹤跨線用戶電台狀態。
為實現位置呼叫，不同線路設置不同的上行組、下行組和正線組，如圖 6 所示，LTE-M 系統將上行組、下行組和正線組信息下發至車載台，車載台根據列車位置編輯掃描列表：掃描當前所在線路正線組，並根據運行方向選擇掃描上行組或下行組，而不掃描其他線路正線組、上行組、下行組。
集群調度是城市軌道交通列車調度的重要環節，LTE-M 寬帶集群在城市軌道交通中將逐漸取代以前的窄帶集群通信。為實現列車跨線、併線運營等場景，以及換乘站、控制中心或車輛段共用的情況，LTE-M 寬帶集群互聯互通將成為必然發展趨勢。本文介紹 LTE-M系統互聯互通發展現狀，基於現有的 LTE-M 寬帶集群互聯互通標準並結合城市軌道交通實際工程需求，分析 LTE-M 系統寬帶集群互聯互通的業務場景，並結合LTE-M 系統和業務給出實現方案。
趙紅禮，焦鳳儀. LTE-M 寬帶集群互聯互通場景與實現[J]. 現代城市軌道交通，2022（1）：70-73.
小編：韓丁
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