浅谈城市轨道交通专用通信系统设计总体解决方案

浅谈城市轨道交通专用通信系统设计总体解决方案设计

摘 要

为了保证城市轨道交通系统能可靠、安全、高效运营，并有效地传输地铁运营、维护、管理相关的语音、数据、图像等各种信息，就必须建立可靠的、易扩充的、独立的通信网。

轨道交通通信网系统是直接为轨道交通运营、管理服务的，是保证列车及乘客安全、快速、高效运行的一种不可缺少的智能自动化综合业务数字通信网

关键词：轨道交通 运营 维护

目 录

摘要

1、绪论 ................................................................................................................................................................ 8 2、城市轨道通信系统总体设计 ........................................................................................................................ 8 3、城市轨道交通专用通信系统的组成及功能 ................................................................................................ 8

3.1 传输系统 ............................................................................................................................................. 9

3.1.1 传输制式比较 ....................................................................................................... 9 3.1.2 传输线路在上下行轨道均敷设一条单模光缆和一条电缆。 ......................... 10 3.1.3 系统构成 ............................................................................................................. 10

3.2 无线通信系统 ....................................................................................................................................11

3.2.1采用无线数字集群方式： .................................................................................... 11 3.2.2无线通信系统以专用频道方式: ........................................................................... 11

3.3 公务通信系统 ....................................................................................................................................11 3.4闭路电视监视系统 ...............................................................................................................................11 3.5 专用通信系统 ..................................................................................................................................... 12

3.5.1控制中心主系统设备 ............................................................................................ 12 3.5.2站段分系统设备 .................................................................................................... 12

3.6 广播系统广播系统 ............................................................................................................................. 13 3.7 时钟分配系统 ................................................................................................................................... 13 3.8 车站信息显示系统 ........................................................................................................................... 14 3.9 综合信息网络系统 ........................................................................................................................... 14 3.10通信电源及接地系统 ........................................................................................................................ 14 3.11 集中监视告警系统 ......................................................................................................................... 14 3.12 其他一些要说明的问题: ................................................................................................................ 15 4、结论 .............................................................................................................................................................. 15

浅谈城市轨道交通专用通信系统设计总体解决方案设计

1、绪论

随着我国国民经济持续稳定向前发展，工业化进程加快，致使我国城市化速度不断加速，城市规模急剧扩张，人口飞速增加。居民出行频繁导致客运需求急剧增长。而我国大中城市交通设施建设却严重滞后，束缚和限制了城市经济的发展。在这种大环境下，发展“安全、便捷、准点、舒适”的城市轨道交通就成为了解决经济发展和民生问题瓶颈的重要手段。 发展城市轨道交通不仅能有效改善城市的交通环境，而且还有助于城市建设和经济的发展。为了保证建成后的轨道交通能安全、高效的运营，就必须建立可靠的、易扩充的、独立的通信网，传输和处理轨道交通运营所需的各种信息。 基于上述考虑，依据“安全可靠、升级灵活、面向运营”的总原则，城市轨道交通的专用通信系统必须基于可靠性、先进性、维修性、安全性等四方面进行系统设计和优化，同时在实施过程中依托专业项目管理，从工期、分包商／供应商和接口管理角度，加强风险控制，才能建设安全可靠、高效实用的轨道交通通信系统。

2、城市轨道通信系统总体设计

设计城市轨道交通专用通信系统应紧密围绕着为运营相关人员以及系统设备提供

可靠的信息交互手段保障轨道交通系统“安全、可靠、正点”运送乘客的目标。整个系统的设计应该充分考虑系统安全可靠消除各子系统的隐患以及由于各子系统间的接口匹配而可能产生的故障。在各个子系统功能和接口的设计中应充分考虑到如下设计准则技术先进性、高可靠性、易维护性、易扩展和升级。这些子系统在设计上能协调工作在不同的运营环境下能正确地相互作用。 各个子系统能对各自子系统内的故障进行检测和报警保证整个系统的可靠性。轨道交通的通信系统承载着运营管理中的语音、数据、图像和文字等各种信息为确保行车安全、提高运输效率和现代化管理水平、提升旅客舒适度以及突发情况下提供应急处理手段等方面提供重要的通信保障。此外考虑到实际工程中的轨道交通建设线路为分段开通及今后三期延伸的特点该线路的通信系统应该建设成为一个安全可靠、功能合理、技术先进、经济实用并易于扩展的通信网络。 城市轨道交通通信系统由传输系统公务电话子系统、专用电话子系统、视频监控子系统、时钟子系统、广播子系统、乘客导乘子系统、专用无线子系统公安/消防无线子系统组成。其中传输系统是整个通信系统的核心承载了其他的业务子系统的业务传输功能。它的可靠性直接关系着整个系统的稳定性和其他子系统业务是否可以正常运行。因此在系统设计中传输系统的设备和方案选择成为重中之重

3、城市轨道交通专用通信系统的组成及功能

城市轨道交通专用通信系统包含以下子系统:传输系统、无线通信系统、公务通信系统、调度及专用电话系统、闭路电视监视系统、广播系统、车站信息显示系统、时钟分配

系统、综合信息网络系统、集中监视告警系统、通信电源及接地系统。

3.1 传输系统

传输系统是专用通信系统的骨干,是最重要的子系统,作为通信系统主体的传输网络必须具备传输语音信号、数据信号、图像信号等信息的能力,为其它通信子系统和信号、SCADA、FAS、EMCS、AFC、主控系统及轨道交通信息管理系统等提供可靠、灵活的信道。因此需设置一个多功能、多用途、大容量和集中维护、统一管理的综合业务数字传输系统。以保证城市轨道交通正常运行所需信息准确无误地传递。 3.1.1 传输制式比较

根据传输系统的功能、传输业务类型以及当前通信技术的发展,并结合城市轨道交通的通信传输系统的具体要求,目前城市轨道交通通信传输网络的技术采用较多的有一体化SDH和OTN两种制式。

(1)一体化SDH制式。以SDH传输体制为基础,以宽带为开放平台,承载话音、数据、图像接入等多业务平台,多种业务在单台设备上接入、交叉、映射和传输。图1所示是基于SDH的多业务平台，在城市轨道交通专用通信中有很重要的应用

图1 基于SDH的多业务平台

SDH具有国际统一的网络节点接口标准,具有信号互通、传输、复用、交叉连接的功能;具有标准化的信息结构等级(STM-1、STM-4、STM-16…)和块状帧结构,丰富的开销比特有利于网络的维护管理;具有统一的光接口,能够实现横向兼容,允许不同厂商的设备在光路上互通;采用软件进行网络配置和控制,易于增加新功能和新特性,适于将来的不断发展;组网灵活,网络结构和设备简单,可组成点对点、链形、环形等拓扑结构的网络;扩容能力强,易于从155Mb/s升级至622Mb/s及更高速率;通过与接入设备配合能够提供丰富的接口;设备国产化程度高;接入透传:原有SDH基础上,增加宽带接口功能,实现数据业务的透明传输,IP/ATM捆绑成Nx2M或直接映射进VC4,独占VC4通道,点对点透传,将各类的通讯信息传输在一个平台上,如话音、音频、数据、视频及LAN业务等;交换汇聚:节点具有以太网/ATM二层交换功能,支持数据业务的汇聚。

(2)OTN制式。OTN是一种高速度、全透明、无阻塞的数字同步传输网,特别适用于

封闭式专用传输网络。

OTN网由中心控制设备、节点机和光纤组成,通过连接节点机的光纤构成环路。OTN是全透明的传输网,多用户(设备)的不同速率可同时传送。可避免数据访问时间过长。可执行对实时性要求较高的系统。OTN可提供丰富的接口,如话音、数据、图像、以太网等。带宽分配灵活,所有的带宽分配由网管NCC完成。网络修改简便,模块化结构易于扩展。

图2国内某轻轨电视监控系统图

3.1.2 传输线路在上下行轨道均敷设一条单模光缆和一条电缆。 3.1.3 系统构成

(1)一体化SDH方案。在控制中心、各车站、车辆段均设一套光分插复用设备,光纤传输网络分别以控制中心为起点,通过主备用光缆中各2根光纤相连组成一个二纤通道自愈保护环。将公务中继通道、调度、视频、广播信息、以及其他各专业所需信息传输至控制中心。至其它既有线控制中心的通道可通过换乘站设备与其它既有线的传输设备连通来实现。

(2)OTN方案。在控制中心、车辆段(综合基地)及各车站均设置OTN—2.5Gb/S节点机,以控制中心为起点,通过连接各站点节点机光收发器的一主一备2根光纤构成一个环网。各站点所需语音、数据、视频、2Mbit/s中继线及以太网信息由节点机界面卡直接引出。