一、引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，近幾年各地修建了大量的城市隧道、公路隧道、鐵路（含地鐵）隧道，有效地提升了我國交通運輸?shù)哪芰Α?/span>
目前隧道在設(shè)計階段已把手機(jī)信號的覆蓋作為標(biāo)準(zhǔn)配置，但調(diào)頻廣播信號的覆蓋一般都未作要求，這就造成車輛進(jìn)入隧道后廣播信號立即中斷、給司乘人員帶來不便。收聽廣播是駕駛員普遍的愛好，許多司機(jī)通過這樣的方式來了解路況信息或者緩解駕駛的疲勞。特別是車輛駛?cè)胼^長的隧道時，如果沒有廣播信號會讓很多司機(jī)感到無聊、恐懼，甚至可能引發(fā)交通事故。同時，當(dāng)隧道內(nèi)發(fā)生交通事故、出現(xiàn)交通堵塞、甚至發(fā)生火災(zāi)等情況時，隧道管理人員不能通過車上的調(diào)頻收音機(jī)組織疏導(dǎo)及緊急調(diào)度，有可能造成損失擴(kuò)大。
隨著數(shù)字化調(diào)頻廣播技術(shù)、數(shù)字光通訊技術(shù)、寬頻線性放大技術(shù)和小型化寬頻發(fā)射天線（或漏纜輻射）等新技術(shù)日益成熟，建立一套數(shù)字化調(diào)頻隧道廣播和應(yīng)急廣播系統(tǒng)已經(jīng)成為可能。
二、系統(tǒng)構(gòu)架
系統(tǒng)組成：系統(tǒng)由戶外全頻段FM接收天線、近端機(jī)、光纜、遠(yuǎn)端機(jī)、泄露電纜（或小型FM發(fā)射天線）、應(yīng)急廣播處理單元、遠(yuǎn)程監(jiān)控單元等功能模塊組成。
參見圖一、隧道設(shè)備布置效果圖
圖一、隧道設(shè)備布置效果圖
三、系統(tǒng)實現(xiàn)原理
參見圖二、數(shù)字化調(diào)頻隧道廣播和應(yīng)急廣播系統(tǒng)拓?fù)鋱D
圖二、數(shù)字化調(diào)頻隧道廣播和應(yīng)急廣播系統(tǒng)拓?fù)鋱D
近端機(jī)主要由FM天線預(yù)放單元，調(diào)頻廣播信號數(shù)字處理單元、電光轉(zhuǎn)換單元及光信號傳輸單元、應(yīng)急廣播處理單元、遠(yuǎn)程監(jiān)控單元等組成。
遠(yuǎn)端機(jī)主要由光電模塊、帶通濾波器、功率放大器、低通濾波器、電源、中控模塊MCU六部分組成。
戶外FM全頻段接收天線通過同軸電纜將接收的多路調(diào)頻廣播信號送給近端機(jī)，近端機(jī)內(nèi)置的高增益天線放大器放大接收的調(diào)頻信號，其輸出的射頻信號通過帶通濾波器之后進(jìn)行數(shù)字處理（最多可選擇處理16路通道），處理后將電信號轉(zhuǎn)換成光信號連接到光口輸出光信號。
近端機(jī)配置四路光接口，分成兩組分別供上、下行隧道傳輸光信號之用。近端機(jī)通過光纜分別在上、下行隧道與各遠(yuǎn)端機(jī)串聯(lián)連接，末端的遠(yuǎn)端機(jī)通過光纜與近端機(jī)的連接實現(xiàn)環(huán)路組網(wǎng)。
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控中心通過4G無線鏈路實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，在監(jiān)控中心由監(jiān)控服務(wù)器、VPN路由器通過4G無線鏈路實時監(jiān)測近端機(jī)、遠(yuǎn)端機(jī)的工作狀態(tài)，產(chǎn)生異常發(fā)出告警信息。
應(yīng)急廣播系統(tǒng)由一臺一體化應(yīng)急廣播處理器完成調(diào)制和控制功能。該處理器可以插入話筒進(jìn)行實時廣播，也可插入事先錄制好的U盤進(jìn)行自動播放；也可以接收調(diào)音臺等設(shè)備的音頻信號。當(dāng)需要進(jìn)行應(yīng)急廣播播出時，只需要打開該處理器的電源即可自動進(jìn)行應(yīng)急廣播播出。此時，預(yù)設(shè)的16個頻點均播出同一個應(yīng)急廣播信號。當(dāng)關(guān)閉處理器電源后，系統(tǒng)又將恢復(fù)到正常播出狀態(tài)。
四、 系統(tǒng)特點
1.近端機(jī)配有4路雙向數(shù)字光模塊，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況、與遠(yuǎn)端機(jī)靈活組成各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，
既能保證系統(tǒng)造價較低、也可保證系統(tǒng)運行安全可靠。
2.遠(yuǎn)端機(jī)具有光旁路功能：當(dāng)組網(wǎng)中某臺遠(yuǎn)端機(jī)停電、部件損壞等情況發(fā)生時，后級遠(yuǎn)端機(jī)不受影響并可正常工作。
3.環(huán)形組網(wǎng)中某條光纜出現(xiàn)斷裂等情況發(fā)生時，系統(tǒng)可自動調(diào)整鏈路進(jìn)行自愈合、保證各遠(yuǎn)端機(jī)繼續(xù)正常運行；同時監(jiān)控軟件會報告定位故障光纜方便及時維修。
4.通過雙向光網(wǎng)絡(luò)、近端機(jī)與系統(tǒng)內(nèi)所有遠(yuǎn)端機(jī)進(jìn)行實時數(shù)據(jù)通訊，從而實現(xiàn)對各遠(yuǎn)端機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)測監(jiān)控。
5.采用4G無線鏈路作為遠(yuǎn)程監(jiān)控通道，大大簡化了監(jiān)控設(shè)備的配置，也為今后5G技術(shù)打下良好的基礎(chǔ)。
6.可隨時插播應(yīng)急廣播信號，使所有頻率播放應(yīng)急廣播信息，汽車收音機(jī)不管在收聽那個頻率，均可以收聽到應(yīng)急插播信號。
7.近端機(jī)采用軟件無線電技術(shù)和數(shù)字光通訊技術(shù)，集LNA、數(shù)字選頻、輸出電平均衡、數(shù)字光通訊、應(yīng)急廣播切換、遠(yuǎn)程監(jiān)控等多種功能于一體，體積小巧，安全性極高。
8.遠(yuǎn)端機(jī)采用軟件無線電技術(shù)、數(shù)字光通訊技術(shù)、寬頻線性放大技術(shù)，實現(xiàn)16路調(diào)頻廣播信號的超線性、AGC 放大，并根據(jù)實際覆蓋需要進(jìn)行功率遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。
9.遠(yuǎn)端機(jī)采用全密封、無風(fēng)扇設(shè)計，所有部件均采用“三防”處理，確保設(shè)備長期穩(wěn)定運行。
10.遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
在監(jiān)控中心架設(shè)一套網(wǎng)管中心（電腦+GSM MODE）以GPRS為平臺，通過4G無線鏈路實時監(jiān)測近端機(jī)、遠(yuǎn)端機(jī)的工作狀態(tài)，產(chǎn)生異常發(fā)出告警信息。
1) 監(jiān)測：對射頻處理器的射頻信號的輸入和輸出狀態(tài)、光發(fā)射機(jī)的輸出光功率、直放站的正向功率、反向功率、溫度。
2) 控制：直放站的功率調(diào)整、開射頻、關(guān)射頻。射頻處理器的射頻輸出信號的幅度和延時量調(diào)節(jié)。
3) 報警：當(dāng)直放站的正向功率、反向功率、溫度等低于或超出設(shè)置的門限時。
當(dāng)射頻處理器的射頻輸出信號低于或超出設(shè)置的門限時。
4) 統(tǒng)計查詢和存儲打印：可統(tǒng)計設(shè)備的運行和報警數(shù)據(jù)；可查詢設(shè)備的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，關(guān)鍵數(shù)據(jù)保留10年以上，普通數(shù)據(jù)保留1年；可打印各類報表。
5) 系統(tǒng)設(shè)計容量為無線點（隧道），并具有一定的擴(kuò)展性。
6) 系統(tǒng)提供完善的授權(quán)管理。授權(quán)級別不同，操作權(quán)限和優(yōu)先組/級就不同，以保證系統(tǒng)安全運行；用戶的登陸數(shù)據(jù)可按用戶要求存入后臺數(shù)據(jù)庫備查。
7) 所有監(jiān)測/監(jiān)聽/監(jiān)看功能及報警日志均集中在統(tǒng)一顯示界。
