北京地铁1号线双向视频传输改造工程项目建议书代可行性研究报告.doc

北京地铁1号线双向视频传输改造工程项目建议书（代可行性研究报告）III 目 录（代可行性研究报告）1第1章 总论41.1 项目名称41.2 项目编制单位和编制目的41.3 项目编制依据41.4 项目设计原则与编制标准41.4.1 设计原则41.4.2 设计标准5第2章 项目概况62.1 1号线项目概况62.2 1号线研究范围6第3章 项目现状、必要性及可行性分析63.1 扩容改造需求63.2 1号线项目现状及存在问题73.2.1 既有地铁电视和乘客信息系统现状73.2.2 既有车载视频监控系统现状83.2.3 存在问题93.2.4 相关系统现状93.3 可行性分析103.3.1 政策保障103.3.2 系统保障10第4章 实施改造方案114.1 1号线实施改造方案114.1.1 建设原则124.1.2 系统功能及需求124.1.3 建设方案154.1.4 改造方案194.1.5 安全保障23第5章 工程筹划245.1 编制原则255.2 工程总工期及进度计划25第6章 国产化256.1 设备国产化的意义256.2 设备国产化要求266.3 设备国产化分析26第7章 节约能源26第8章 环境影响分析27第9章 投资估算及工程筹措279.1 投资估算279.1.1 编制依据279.1.2 采用定额及取费标准279.1.3 编制单元289.1.4 1号线视频监视系统扩容改造工程投资估算表349.2 资金筹措37第10章 风险分析及经济评价3710.1 风险分析3710.1.1 风险分析的目的3710.1.2 项目主要风险因素的识别3710.1.3 防范和降低风险的措施3810.2 经济评价4010.2.1 财务评价4010.2.2 经济效益分析4010.2.3 社会效益分析40第11章 工程招标方案4111.1 招标原则4111.2 招标范围4111.3 招标组织形式4111.4 招标方式4211.4.1 招标方式的原则4211.4.2 招标方式42第12章 结论42第13章 附图43缩略语 CCTVClosed-circuit television monitoring system视频监视系统ACCAFC Clearing Center自动售检票清分清算中心AFCAuto Fare Collection 自动售检票系统BASBuilding Automation System 建筑设备自动化系统FASFire Alarm System 火灾报警系统OCCOperated Control Center 线路控制中心PISPassenger Information system 乘客信息系统TCCTraffic Control Center 北京轨道交通指挥中心ISCSIntergrated Supervision and Control System综合监控系统VMSVideo Monitoring System 视频监视系统LTELong Term Evolution 长期演进系统GOAGrade Of Automation 自动运行等级GBRGuaranteed Bie Rate 保证比特率GPSGlobal Positioning SystemQoSQuality of Service第1章 总论1.1 项目名称北京地铁1号线双向视频传输改造工程。1.2 项目编制单位和编制目的中铁通信信号勘测设计（北京）有限公司；北京市地铁运营有限公司。1.3 项目编制依据 DB11/646.162009城市轨道交通安全防范技术要求； 交通委颁布的北京市轨道交通视频监视系统应用规范； 北京市轨道交通视频监视系统检测规范； 北京市地铁运营有限公司提供的相关资料； 现场调查资料等。1.4 项目设计原则与编制标准1.4.1 设计原则（1）建设一个满足车-地双向视频传输需求的平台。（2）系统改造后应能满足与其他通信子系统或外部系统的接口需求。（3）改造子系统应采用成熟、先进技术装备，在功能与性能方面优于新建地铁线路或保持一致。（4）系统实施方案应在尽可能保证既有通信系统不停运、不降低运输能力和安全等级的条件下进行；在系统割接过程中，新旧设备应能独立运行。（5）骨干传输网应采用光纤数字通信设备，符合相应的国际标准。光系统具有手动/自动切换，切换时，不影响传输质量。（6）改造系统所选设备应是成熟、通用型产品，便于设备维护及后续设备维护支持。（7）改造系统所选设备应是安全、可靠的，并能适应连续24小时不间断地运行。对主要设备的关键部件采取冗余配置，具有热插拔功能。（8）改造系统要适应既有环境条件，应选用体积小、重量轻、耗能少、防尘、防锈、防震、防潮、防晒的设备和材料。（9）系统设备具有高安全性、可靠性和可用性。（10）系统设备应具有灵活性、可扩展性，系统扩展软件基本不变，硬件只有少量增加，应做到不影响已开通设备的正常运行。（11）系统应具有自诊断和检测功能。（12）系统设计时应充分考虑电气铁道的特性，采用抗电气干扰性强的设备和电缆。1.4.2 设计标准（1） 地铁设计规范(GB 501572013) （2） 城市轨道交通工程项目建设标准（建标104-2008）（3） 铁路运输通信设计规范(TB 100062005) （4） 铁路光（电）缆传输工程设计规范TB 10026-2000（5） 通信设备安装抗震设计规范YD 5059-2005（6） 铁路通信电源设计规范TB 10072-2000（7） 通信电源集中监控系统工程设计规范YD/T 5027-2005（8） 民用建筑电气设计规范JGJ/T16-2008（9） 工业电视系统工程设计规范GB 50115-2009（10） 民用闭路监视电视系统工程设计规范GB501982011（11） 视频安防监控系统工程设计规范GB 50395-2007（12） 安全防范工程技术规范GB 50348-2004（13） 电子信息系统机房设计规范GB 50174-2008（14） 基于SDH的多业务传送节点（MSTP）本地网光缆传输工程设计规范YD/T 5119-2005（15） 基于SDH传送网的同步网技术要求YD/T 1267-2003（16） 分组传送网（PTN）总体技术要求YDT 2374-2011（17） 增强型多业务传送节点（MSTP）设备技术要求YD/T 2486-2013（18） 北京市轨道交通指挥中心（TCC）系统技术管理规定（19） 北京市轨道交通视频监视系统应用规范（试行）（201410）（20） 北京市轨道交通视频监视系统应用规范（21） 北京市轨道交通视频监视系统检测规范（22） 其他国际、国家相关标准规范第2章 项目概况2.1 1号线项目概况1号线全长37双正线公里，车辆段2个（古城车辆段和四惠车辆段），控制中心1处（小营），车站25座。其中地下车站23座，分别为53号站、52号站、苹果园站、古城路站、八角游乐园站、八宝山站、玉泉路站、五棵松站、万寿路站、公主坟站、军事博物馆站、木樨地站、南礼士路站、复兴门站（下层）、西单站、天安门西站、天安门东站、王府井站、东单站、建国门站（下层）、永安里站、国贸站和大望路站；地面车站2座，分别为四惠站和四惠东站。2.2 1号线研究范围研究范围包括：沿线31.04公里（苹果园四惠东）、2个车辆段、小营OCC控制中心、小营TCC控制中心双向视频传输改造，以及传输系统、电源系统和供电系统配套、辅助相关设备改造；其他系统接口配合改造等。在现有技术条件下，实现1号线车-地双向视频传输功能，满足地铁及公安用户视频监视、紧急信息传递的需求。第3章 项目现状、必要性及可行性分析3.1 扩容改造需求（一）DB11/646.162009城市轨道交通安全防范技术要求中相关要求以及反恐需求（1）在正常运行条件下，列车应能利用不低于4M的无线通信链路带宽，向OCC转发报警信息、实时数字图像和现场监听音频。实时转发图像格式不低于CIF。（2）OCC在突发安全事件的情况下，向车载接入平台提供应急扩展带宽。列车应能利用扩展后的无线通信链路带宽，向OCC转发数量和图像质量倍增的报警信息、实时数字图像和现场监听音频。车载实时转发图像的接入端口带宽宜按大于等于512K/路计算。（3）列车行进间的实时图像传输应能以不低于2CIF格式、每秒15帧的速率，同时向OCC传输不低于4路的图像信息。（4）列车应定时将车载存储全部图像信息以不低于4CIF格式、每秒25帧的速率上传。（二）北京市人民政府办公厅关于印发进一步加强轨道交通运营安全工作方案的通知（京政办发201359号）中，乘客信息系统由原定位的“辅助服务系统”上升为“生产系统”：要求进一步完善地铁车厢视频监控系统，提高视频监控覆盖面；要求完善应急指挥配套系统建设：增加各线路上传市轨道交通指挥中心的视频图像数据；完成各线路广播、乘客信息、闭路电视监视系统与市轨道交通指挥中心对接的升级改造工作。（二）运营视频调看需求车厢视频监控上传：用于车厢内紧急事件的处置，将列车车厢内的视频监控图像实时传送至控制中心及公交总队、市公安局，为运营、公安及相关部门提供列车内实时的视频图像，为列车内突发事件的处置提供视频资料。（三）视频及紧急信息下发需求（1）紧急事件的应急处理及信息发布：突发事件发生时，将应急平台及TCC发布的紧急文本信息及引导视频信息传送至列车上；（2）重大新闻事件视频直播：用于将重大新闻，如两会，奥运，国庆等重大活动，及时向乘客播放。3.2 1号线项目现状及存在问题3.2.1 既有地铁电视和乘客信息系统现状地铁1号线于2010年建设完成了地铁电视和乘客信息系统建设工程。地铁电视和乘客信息系统采用DVB-T技术，为车载系统提供视频信号源，实现列车视频播放功能。在正常情况下，系统自动按照定制的信息格式通过各显示终端播放多媒体节目和运营服务、乘客信息；在火灾、阻塞等非正常情况下，切换至全屏播放PIS系统的动态紧急信息。（1）地铁电视系统从逻辑上分为三个子系统：播控中心子系统、车站子系统和网络传输子系统。播控中心子系统为全线车站提供地铁电视信号。车站子系统主要完成来自播控中心地铁电视信号的接收、显示、转发覆盖等。将地铁电视视频信号显示到相应的固定显示终端（LCD），同时将视频信号转换成相应射频信号并送至POI设备，以完成车载信号的覆盖。在地铁1号线部分车站设置DTV发射机，通过光纤，从地铁电视播控中心将数字电视节目以ASI信号方式引入至发射机机房。1号线在八角游乐园站、军事博物馆站和永安里设立发射机，八角游乐园站发射机通过光纤直放站带苹果园站、古城站、八宝山站、玉泉路站（远端机车站）。军事博物馆发射机通过光纤直放站带五棵松站、万寿路站、公主坟站、木樨地站、南礼士路站、复兴门站、西单站、天安门西站（远端机车站）。永安里站发射机通过光纤直放站带天安门东站、王府井站、东单站、建国门站、国贸站、大望路站、四惠站和四惠东站（远端机车站）。传输系统的传输通道及光纤资源由民用通信系统提供。（2）PIS从逻辑上可分为三个子系统：中心子系统、车站子系统和网络子系统。中心子系统实现各类信息的整理、定制、发布，监控各子系统的运行状态，统计和管理各类播放纪录（不含地铁电视），完成系统数据库的存储、备份和维护等操作。车站子系统是为乘客提供相应的导乘资讯和信息服务的功能实体，负责接收来自乘客导乘信息中心的节目调度表、实时营运信息等。同时也可在其基础上叠加本站的信息，如临时列车运行信息和各类个性化服务信息等。网络子系统为车站子系统提供至乘客导乘信息中心子系统的数据信号和控制信号传输的通信信道。网络子系统的传输通道由民用通信系统提供。DVB-T以数字技术为支撑，通过无线数字信号发射、地面数字接收的方式进行电视节目传播。它最大的特点是传输带宽比较宽，在处于移动状态、高速行驶的交通工具上，能保持电视信号的稳定接收和清晰播放。但DVB-T仅能进行视频图像的下发，不能传送列车的视频监控图像至地面，紧急信息的下发只能通过人工流程实现。3.2.2 既有车载视频监控系统现状目前，1号线共配置了70辆列车。其中6列车的车载视频监控系统采用H.264编码制式，可实现D1格式的录像及存储，其设备供货厂商为清华同正，于2017年投入使用；25列车的车载视频监控系统采用MPEG4编码制式，可实现D1格式的录像及存储，其设备供货厂商为国联，于2006年投入使用；39列车的车载视频监控系统采用MPEG4编码制式，可实现D1格式的录像及存储，其设备供货厂商为三所。目前，全线车载视频均无法实现上传功能，需进行不同程度的改造升级。3.2.3 存在问题现有车载图像仅能传至司机室并进行本地存储。一旦发生紧急情况，中心和车站的值班员无法及时获得现场实时画面和录像信号，降低了地铁安保系统的安全性、可靠性和可用性。系统设备已经使用多年，电子产品长期使用，故障频率上升，维修成本加大；设备技术落后，受原设计局限性影响，系统扩容困难。由于1号线各站客运量不断加大，换乘线路客流的迅猛增涨、客流集聚特征明显对地铁运营服务造成了更大的难度，对运维服务提出了更高的要求，同时中华人民共和国反恐怖主义法以及DB11/646.162009城市轨道交通安全防范技术要求对车载视频安全监控要求也随之增长，视频监控系统的重要性再次凸显，1号线系统的现状已经不能满足当前的业务需求，也不符合北京市有关部门文件精神的要求，必须及时对现有系统进行扩容改造。3.2.4 相关系统现状3.2.4.1 传输系统1号线传输系统即将进行。改造工程利用1号线既有上下行48芯干线光缆新建一套100GPTN传输系统，采用临站互联的方式组成两个两纤PTN自愈环（有效带宽50Gbps）。环上每个节点新设一台PTN100G传输系统设备，包括正线车站、小营OCC控制中心和TCC控制中心。改造后的传输系统可为车地无线系统提供传输通道。3.2.4.2 电源系统北京地铁1号线电源系统即将进行改造。更新改造设备所需外部电源为一级负荷供电，由供电专业从低压配电引两路交流电源接至通信机械室为本工程新设的配电箱。既有各车站、车辆段分别设置一台380V/200A两路交流电源切换屏，各车站设置不间断电源容量为20KVA、古城车辆段为20 KVA、四惠车辆段为30KVA。为减少新增设备占用机房空间，各车站和古城车辆段整合既有UPS电源设备，更换为40KVA UPS设备，天安门东站、天安门西站已在试点站工程中新增40KVA UPS设备。当外供交流电源故障时，不间断电源系统应能保证对视频监视系统不间断、无瞬变地供电。3.3 可行性分析3.3.1 政策保障DB11/646.162009城市轨道交通安全防范技术要求中要求：1）在正常运行条件下，列车应能利用不低于4M的无线通信链路带宽，向OCC转发报警信息、实时数字图像和现场监听音频。实时转发图像格式不低于CIF。（2）OCC在突发安全事件的情况下，向车载接入平台提供应急扩展带宽。列车应能利用扩展后的无线通信链路带宽，向OCC转发数量和图像质量倍增的报警信息、实时数字图像和现场监听音频。车载实时转发图像的接入端口带宽宜按大于等于512K/路计算。（3）列车行进间的实时图像传输应能以不低于2CIF格式、每秒15帧的速率，同时向OCC传输不低于4路的图像信息。（4）列车应定时将车载存储全部图像信息以不低于4CIF格式、每秒25帧的速率上传。当前轨道交通随着客流不断增加，以及个人极端行为等公共安全风险仍然较高，轨道交通安全保卫工作任务十分艰巨，而当前轨道交通车载视频监控系统故障较为突出，且无法实时上传，严重影响了安全防范水平和事后调取监控录像的需求。结合目前轨道交通视频监控系统存在的隐患问题，需对轨道交通既有线路视频回传系统进行改造。3.3.2 系统保障（1） 无线系统功能性保障根据地铁列车的移动速度、带宽需求及涉及安全保密的需求，综合现有的WiMAX、WLAN、3G、LTE等多种技术制式，目前WLAN、LTE技术均能够较好的实现车-地双向视频传输功能。（2） 产业链保障WLAN、LTE等设备均有完善的产业链支持，且均已国产，在地铁中具有大量成熟的应用。（3） 无线频点政策支持无论1785-1805MHz频段还是开放的5.8G频段均有政策支持。工信部下发【2015】65号文重新发布1785-1805MHz频段无线接入系统频率使用事宜的通知，明确了城市轨道交通也可以使用该频段。中国轨道交通协会也印发中城轨【2015】008号关于转发工信部1785-1805MHz频段使用事宜通知及有关落实工作的意见，推荐建设冗余的TD-LTE双网承载轨道交通CBTC、CCTV、PIS等业务。LTE-M系列规范（CZJS/T 2016）已于2016年2月4日发布，2016年5月4日执行。第4章 实施改造方案4.1 1号线实施改造方案4.1.1 建设原则（1）先进性、综合性采用技术成熟、先进、性能稳定可靠、操作灵活方便的通信系统及设备，实现设备一体化和功能多样化，满足轨道交通运营管理对语音、文字、数据和视频图像信息的综合需求。（2）安全性、可靠性在系统组网和关键设备配置上要建立可靠的网络保护机制，消除单点故障导致系统的瘫痪；通过设备关键部件的冗余配置和负载均摊的方式来提高设备本身的生存性。（3）开放、可管理性系统应具有符合国际、国家标准和工业界标准的相关接口以及自己的监测系统，以便于实现系统间的互联、实时显示系统的运行情况、维修简单容易，并具有故障诊断、定位等功能。（4）抗干扰性系统设计和设备选型中，应采用抗干扰性强的系统设计、选择电磁兼容性好的系统设备。（5）可扩充性和灵活性在系统设计和设备选型方面，应具有良好的可扩充能力。系统中各子系统发生故障时，应具有降级使用功能和对重要通信的备用手段，以满足基本通信功能的要求。（6）系统网络安全可靠，24小时连续工作无中断。（7）采用模块化结构的设备，满足其扩展和技术版本升级的需要。（8）功能完善、性能稳定，自检诊断功能强，自动化程度高。使用操作灵活、方便、直观。设备维护工作量少或免维护。（9）通信系统施工对地铁运营影响降至最低。（10）改造系统要适应既有环境条件，应选用体积小、重量轻、节能型设备和材料。（11）通信设备平面布置应尽量紧凑、合理，并适当预留今后扩容的物理空间。4.1.2 系统功能及需求4.1.2.1 系统概述通信车-地无线通信系统用于承载从控制中心与车辆之间的实时信息和非实时信息，包括车辆媒体播放系统播放的多媒体信息及文本信息，车辆视频监视图像信息及控制信息，车辆的状态信息等。4.1.2.2 系统需求（1）为了保证车地信息传输的连续性，系统提供的信息传输系统的场强应连续覆盖。无线覆盖范围包括：正线（含折返线、联络线、存车线）、出入段/场线、段/场咽喉区、段/场车库内、试车线。（2）应满足列车最大100km/h时速运行的数据通信要求。（3）传输通道采用独立的物理通信通道。（4）信息带宽要求 车辆多媒体信息1）、车辆多媒体信息包括：实时直播多媒体信息、紧急文本信息和非实时多媒体信息。2）、直播多媒体信息需要实时下发并播放，码流不低于720P，视频传输分辨率应不低于1280720，数据码率为2Mpbs6Mpbs。承载直播多媒体信息的带宽不小于2Mpbs。3）、紧急文本信息需要实时下发并播放，按单列车传输带宽需求下行10kbps。4）、非实时多媒体信息利用空余时段、空余带宽下发，不计列网络带宽。 车载视频监视信息在正常情况下，每列车同时需上传4路图像至控制中心。上传的监视图像分辨率不低于D1，采用MPEG4或H.264编码方式，每路图像的传输码率为0.5Mpbs2Mpbs。无线接入网分配给视频图像上传的空口数据吞吐率不小于4Mbps。 车辆状态信息车辆状态信息（包括车辆火灾信息）需要实时上传，按单小区传输带宽需求上行500kbps。（3）在同一个区间可能运行着多列车，RRU小区的无线接入网容量按4列车设计。（4）信息传输时延要求 实时直播多媒体信息时延抖动：100ms； 车辆视频监视信息时延抖动：100ms； 紧急文本信息时延：300ms。4.1.2.3 综合承载带宽需求以下承载带宽需求均为95%以上时间、地点概率条件下的保证带宽（CIR）值。系统采用单网结构，承载带宽参见下表。信息类别15M20M下行上行下行上行车辆直播多媒体信息（下传）6Mbps6Mbps紧急文本信息（下传）120kbps120kbps车辆视频监视信息（上传）6Mbps6 Mbps车辆状态信息（上传）500kbps300Kbps300Kbps合计6.6Mbps最大带宽10Mbps8Mbps16Mbps12Mbps4.1.2.4 网络管理功能1）具有完善的网管设备，在控制中心能够随时监控到系统的每一个设备的运行状态、故障状态等工作状态及无线资源、设备资源、业务使用等性能情况；2）网络管理系统提供配置、性能、告警、软件、安全管理功能；3）具有方便的图形用户界面,对系统管理的资源以可视化的形式显示；4）具有网络资源进行统一管理功能，可通过集中网管统一管理网络系统中的核心网设备、无线设备和终端设备，同时可实现对资源数据的查询和统计；5）具有集中配置功能，以便灵活、快速的部署业务；提供人机界面，引导用户对设备参数进行配置。支持联想式友好化的用户配置；6）具有故障管理功能，可实时查询和分析网元的告警，快速发现、定位和处理网络故障，提供简单、直观的故障管理界面；7）具有网络的安全管理功能，提供多级控制操作用户权限，系统中用户权限分为操作权限和资源权限，系统支持对用户进行操作权限和资源的关联授权进行权限控制，防止用户对资源和操作的越权访问；对于系统中的资源，可进行分级管理，系统支持用户进行自定义分级，用户可根据资源的管理需要，将资源进行分级管理；8）具有网络性能管理功能，包括网络配置评估、服务质量、资源使用情况、网元端口流量；9）具有网管系统的故障恢复能力，包括：对网管数据的备份、恢复，网元数据同步等，当网管系统出现故障，系统能够自动检测并支持系统自动修复能力，保证系统提供不间断服务。10）系统支持对用户对网管的操作进行记录功能，以备后期查询；11）具有设备(含车载终端)自检和故障定位功能，并可将自检结果信息发送到网管系统。4.1.2.5 广播/组播管理功能可实现广播/组播功能。4.1.3 建设方案4.1.3.1 系统制式目前国内常用的宽带移动通信系统主要包括：无线局域网（WLAN）、TD-LTE技术。制式一：无线局域网（WLAN ，Wireless Local Area Network）基于IEEE802.11系列的无线通信系统，也称无线局域网（WLAN），是计算机网络与现代无线通信技术相结合的产物，WLAN开始是作为有线局域网的延伸，正逐渐发展成为“公共无线局域网”，为各类用户提供高速的无线接入能力，以满足用户对数据、图像通信的需求。IEEE802.11工作组是无线局域网标准的开发组织之一，开发的主要是IEEE 802.11标准。经过多年努力，IEEE 802.11已经发展成为了一个系列标准，以下是能满足PIS车地通信带宽需求常用802.11系列的三个标准的主要技术参数比较。802.11a使用了5.8GHz 的频谱，与802.11g不可兼容，使用的5.8GHz 频谱干扰较少，可提供更多的非重叠频道，传输速度较高，但由于技术复杂，且频谱资源需要申请，使用并不普及。802.11g使用2.4GHz的频谱，可提供3个完全不重叠的频道，传输速率较高，可满足车-地双向数据传输的要求。802.11n可以同时工作在2.4GHz、5.8GHz频段，互不干扰，802.11n使用了先进的MIMO多天线和OFDM技术来提高数据传输率。802.11ac是在802.11a标准之上建立起来的 包括将使用802.11a的5GHz频段。不过在通道的设置上，802.11ac将沿用802.11n的MIMO(多进多出)技术，为它的传输速率达到Gbps量级打下基础,第一阶段的目标达到的传输速率为1Gbps，目的是达到有线电缆的传输速率802.11ac每个通道的工作频宽将由802.11n的40MHz，提升到80MHz甚至是160MHz，再加上大约10%的实际频率调制效率提升，最终理论传输速度将由802.11n最高的600Mbps跃升至1Gbps。当然，实际传输率可能在300Mbps400Mbps之间，接近目前802.11n实际传输率的3倍(目前802.11n无线路由器的实际传输率为75Mbps150Mbps之间)。技术特点分析：WLAN技术在带宽上可满足需求，但是在列车快速移动时，系统需要较大的控制信息开销以克服因快速移动带来的频移、衰落等，有效带宽较低；在电磁环境较为复杂的建筑密集市区地面/高架线路情况下，系统容易受到外来系统干扰，导致系统降低。技术应用情况：目前国内极大多数轨道交通已开通线路的PIS系统车地无线系统均采用了WLAN技术，技术应用广泛。如北京、深圳、南京等轨道交通建设发展较快的城市。目前已开通的轨道交通线路主要采用802.11a、802.11g技术，少量采用802.11n，承载业务满足车地之间15M左右的带宽需求，用于视频监视图像回传和PIS车载图像直播。制式二：TD-LTE技术LTE移动通信技术的目标是建立一个能够获得高传输速率、低时延，支持增强型多媒体广播组播业务（e-MBMS）、基于包优化的可演进的无线接入架构。为了达到以上目标，LTE系统采用接近于全IP化的扁平化的网络结构，集成了适用于宽带移动通信传输的众多先进技术，如正交频分复用(OFDM)、多输入多输出(MIMO)、混合自动请求重传(HARQ)、自适应调制编码(AMC)、小区间干扰协调（ICIC）等。TD-LTE技术还具备频谱申请灵活、上下行资源可调配的特点，可根据业务需要灵活配置上下行业务比例。根据LTE网络承载的业务量可选择支持相应带宽的设备，支持5MHz、10MHz、15MHz和20MHz带宽组网。LTE主要性能优势体现在以下几个方面：传输带宽高：20MHz频谱带宽下能够提供下行100M/s与上行50M/s的峰值管道速率。移动接入性强：采用自动频率校正确保高速移动（120km/h）场景下的无线链路质量，具备优良的高速移动状态下的宽带接入能力。接入速度快，终端从空闲状态到激活状态延迟时间小于100ms。抗干扰能力强：采用e-ICIC等技术可以降低小区边缘频率干扰，提高小区吞吐率，若使用行业专有频段，外部干扰少。终端掉线率低：单小区覆盖范围较大，可减少列车终端切换次数，终端掉线率降低。目前国内有十数家厂商能够提供整套的LTE解决方案，产品成熟度较高，可选择范围大。技术应用情况：目前，国内各地LTE项目如下：序号城市线路系统阶段开通时间集成商厂家备注1郑州1、2号线PIS开通运营2013.12华为10MHz组网，工作频率17951805MHz，与商用漏缆合路2温州S1无线，PIS2017.12中兴中兴10MHz组网，采用漏缆+定向天线3杭州4号线PIS开通运营2015.2中兴中兴20M组网，与TETRA共用漏缆4北京燕房线PIS，CBTC开通运营2016.12中兴5乌鲁木齐1号线PIS,CBTC招标已完成2017.12中兴中兴20M组网6重庆5号线CBTC合同谈判2017.12上海通号华为5M+5M组网7重庆10号线CBTC合同谈判2017.12铁科中兴5M+5M组网8重庆环线CBTC合同谈判2017.12交控华为5M+5M组网9郑州2号线PIS开通运营2016.12烽火华为与商业漏缆合路10石家庄1号线PIS招标已完成2017.7华为10MHz组网11石家庄3号线PIS招标已完成2017.7华为10MHz组网12厦门1号线PIS开通运营2016.12华为10MHz组网13兰州1号线PIS开通运营2016.12华为10MHz组网14长沙3号线PIS招标已完成2018.12华为20M组网，采用天线覆盖15长沙4号线PIS、CBTC初步设计未确定频点带宽16长沙5号线PIS、CBTC初设设计未确定频点带宽17深圳11号线PIS开通运营2016.6华为10MHz组网制式比选：表1 LTE和WLAN方案的性能对比项目LTEWLAN抗干扰能力专用频段，避免干扰；采用ICIC，IRC等抗干扰技术，解决系统内干扰问题。开放频段，难以避免干扰；缺乏系统内抗干扰技术。数据传输速率在10MHz频段下，上下行资源1：1，下行峰值20Mpbs，上行峰值8Mbps。LTE采用了先进的无线技术（例如MIMO），将空中接口的资源利用发挥到极限。实际项目中，20MHz频段下，下行峰值为15Mbps，上行峰值为2Mbps。移动性采用抗频偏的算法，能够支持430Km/h的速度。LTE已经在上海磁悬浮得到的验证，完全可以满足地铁的移动速度要求。无抗频偏算法。WLAN的定位就是覆盖机场、宾馆、办公室等场所的覆盖，主要为了解决网络布线的问题，其协议标准就确定了支持步行速度的慢速移动。覆盖距离及维护成本隧道内单个RRU覆盖1.2KM。单个AP覆盖200米，施工难度大，维护成本高。切换频度在80KM/h的速度下，54秒切换一次。在80KM/h的速度下，9秒切换一次，切换增多影响QoS。切换时间100ms500ms，切换中断时间长将影响实时的视频监控业务质量。可扩展性未来可以承载更多的业务，包括列控业务和语音集群业务。只能服务对安全和质量没有严格要求的单一视频广播业务。可靠性电信运营商级别的可靠性设计和生产，RRU的可靠性指标MTBF=150000小时。AP的可靠性指标MTBF50000小时。在轨道交通车地无线通信系统中，由于视频监控、多媒体业务等信息实时上传或下载，需要高数据速率来满足。WLAN优点：1、成本低、设备小；2、数据带宽宽；3、应用比较成熟。但WLAN同时存在安全性差、覆盖难、切换频繁、移动场景带宽低、干扰源多等问题，WLAN虽然带宽较宽，但其覆盖范围短，切换太多，同时抗移动性较差，目前的仿真和研究表明，如果速度超过120km/h，就会导致误码率急剧增加。作为4G技术的TD-LTE具有较好的移动性和不同小区的切换，在地铁列车高速移动下，能够提供高数据速率，可使用17851805MHz专用频段承载业务，20M带宽可基本满足车地无线宽带传输需求。综上所述，并考虑到1号线线路情况，本工程推荐采用制式二：TD-LTE技术作为车-地无线通信方案。4.1.3.2 BBU设置方案方案一：BBU分散设置，以全线各车站和车辆段通信设备室为节点，利用专用传输系统提供的IP通道，构建核心网EPC与基站BBU之间的传输通道。方案二：BBU分散设置，以全线各车站和车辆段通信设备室为节点，利用既有光缆通过交换机系统自行构建以太环网，构建核心网EPC与基站BBU之间的传输通道。方案三：BBU集中设置，放置在车辆段或部分车站，与核心网通过传输通道或自行构建以太环网进行连接。考虑到1号线开通时间久，通信系统机房位置紧缺，建议采用BBU集中设置方案。4.1.4 改造方案4.1.4.1 系统组网北京地铁1号线大望路至四惠东部分区间外均为地下线路，且信号系统近期刚刚改造完成，不纳入本次改造范围，因此系统采用地下20M+地上15M单网方式组网。LTE车地传输系统按设备设置的位置划分，由控制中心设备、车站/车辆段/停车场设备、区间设备、及车载设备构成。全线按照链状网络结构部署分布式基带处理单元（BBU）+射频拉远单元（RRU）网络，通过传输系统提供的传输通道进入控制中心设置的LTE核心网设备。在控制中心设置TD-LTE核心设备、路由器、交换机、网管等；在车站、车辆段分别设置BBU设备，通过有线传输网络与核心网EPC相连；在区间设置RRU设备、漏缆及光缆，通过就近车站敷设电源线对区间RRU供电；在车头、车尾分别设置车载接入单元设备TAU。正线RRU：序号车站站间距车站设备安装位置（暂定）车站BBU数量车站/区间（左线+右线）RRU数量1苹果园126060/62古城219210/43八角游乐园119530/44八宝山114790/45玉泉路118100/46五棵松117780/47万寿路113130/48公主坟111720/29军事博物馆111660/210木樨地112910/411南礼士路14240/212复兴门115900/413西单112170/414天安门西19250/215天安门东8520/21