安全可靠高效實用的軌道交通通信系統(tǒng)解決方案1方案背景 “安全、便捷、準點、舒適”是軌道交通運營的目標。經(jīng)過近10年的發(fā)展,我國的軌道交通正逐步從單一的線路建設(shè)發(fā)展到整個軌道交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),其中安全、迅捷、通暢的信息通信平臺將為軌道交通的運營提供重要保障。 基于上述考慮,上海貝爾阿爾卡特公司依據(jù)“安全可靠、升級靈活、面向運營”的總原則,從可靠性、可用性、維修性、安全性等四方面,對通信設(shè)施進行系統(tǒng)設(shè)計和優(yōu)化,并選用具有軌道交通實際運用實例的設(shè)備組成各分系統(tǒng);同時依托項目管理,從工期、分包商/供應(yīng)商和接口管理角度,加強風(fēng)險控制。本文依托某軌道交通線工程,提出了一個安全可靠、高效實用的軌道交通通信系統(tǒng)解決方案。2通信系統(tǒng)解決方案 上海貝爾阿爾卡特遵循以下原則來進行整個通信系統(tǒng)的方案設(shè)計: 高安全性、可靠性; 易維護性,系統(tǒng)組成模塊化,維護管理自動化; 易擴展和升級; 先進與實用相結(jié)合; 符合相關(guān)國家標準、國際標準以及用戶的特殊要求。2.1系統(tǒng)組成 通信系統(tǒng)不是單一的子系統(tǒng),而是多個獨立的子系統(tǒng)的組合。它以傳輸系統(tǒng)為核心,各子系統(tǒng)配合提供語音、數(shù)據(jù),以及視頻、無線通信、乘客信息等業(yè)務(wù)。一個典型的軌道交通通信系統(tǒng)的組成如表1所示。這些子系統(tǒng)在設(shè)計上協(xié)調(diào)工作,在不同的運營環(huán)境下能正確地相互作用。各個子系統(tǒng)對各自子系統(tǒng)內(nèi)的故障進行檢測和報警,保證整個系統(tǒng)的可靠性。
2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 軌道交通專用通信系統(tǒng)的基本架構(gòu)以骨干傳輸網(wǎng)為核心,根據(jù)用戶實際需要由通信子系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和管理系統(tǒng)實現(xiàn)功能。其主要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括: (1)傳輸子系統(tǒng)———連接各通信子系統(tǒng),提供話音、數(shù)據(jù)、圖像等多種業(yè)務(wù)的傳輸,為信號(ＡＴＳ)、自動售檢票(ＡＦＣ)、防災(zāi)報警(ＦＡＳ)、設(shè)備監(jiān)控(ＢＡＳ)和電力監(jiān)控(ＳＣＡＤＡ)等系統(tǒng)提供傳輸通道。 (2)內(nèi)部通信業(yè)務(wù)子系統(tǒng)———包括專用通信和專用無線通信,專用于軌道交通運營的調(diào)度電話和無線調(diào)度電話,并提供維護調(diào)度功能;公安無線通信和消防無線通信用于緊急情況下,為地下區(qū)域提供公安和消防的無線覆蓋;公務(wù)電話系統(tǒng)和辦公自動化系統(tǒng)提供日常辦公通信功能。 (3)旅客信息和安全系統(tǒng)———包括廣播(ＰＡ)系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)和電視監(jiān)視系統(tǒng)等。為旅客提供廣播和時間信息,并及時監(jiān)測旅客的動態(tài)。 (4)監(jiān)測系統(tǒng)———包括綜合顯示屏、光纖監(jiān)測、集中網(wǎng)管等系統(tǒng),提供對車站和各子系統(tǒng)的監(jiān)測,可對ＣＣＴＶ、ＡＴＳ、ＳＣＡＤＡ、ＢＡＳ、ＦＡＳ等信號集中顯示等;光纖監(jiān)測系統(tǒng)可提高光纖故障的診斷能力;集中網(wǎng)管便于在控制中心對各子系統(tǒng)分別管理。 (5)支持功能———包括防雷、電源等系統(tǒng)。 傳輸平臺、功能平臺和管理平臺構(gòu)成了上海貝爾阿爾卡特軌道交通運營管理系統(tǒng)的完整解決方案(如圖1)。 整個系統(tǒng)以傳輸網(wǎng)絡(luò)為核心。它作為一個統(tǒng)一的傳輸平臺為各子系統(tǒng)提供傳送各類語音、數(shù)據(jù)、視頻等信號的服務(wù)。所有的子系統(tǒng)根據(jù)其功能被劃分為無線通信系統(tǒng)、乘客安全信息系統(tǒng)、語音服務(wù)與控制系統(tǒng)等功能平臺。作為一個完整、有效的系統(tǒng),管理平臺是不可或缺的。上海貝爾阿爾卡特針對軌道交通系統(tǒng)的特點,提供了兩個管理平臺:傳輸管理平臺和運營管理平臺。傳輸管理平臺提供綜合網(wǎng)管;運營管理平臺實現(xiàn)軌道交通信息互通、資源共享,以提升自動化水平,提高各系統(tǒng)的安全性、可靠性和適應(yīng)性。2.3系統(tǒng)設(shè)計中的要求 系統(tǒng)設(shè)計是在滿足軌道交通運營需要的基礎(chǔ)上,根據(jù)技術(shù)性能要求,重點對ＲＡＭＳ和電磁兼容性等方面進行分析并提出切合實際的設(shè)計方案和保障措施。ＲＡＭＳ是系統(tǒng)可靠性(Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ)、可用性(Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ)、維修性(Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ)以及安全性(Ｓｅ ｃｕｒｉｔｙ)的簡稱。(1)ＲＡＭＳ的性能要求 ＲＡＭＳ的控制過程是通過制定整個項目過程中的性能保證計劃,定性分析各種性能要求,并根據(jù)需要采取改進ＲＡＭＳ性能的措施。針對目前項目所處的階段,在方案設(shè)計時,各子系統(tǒng)盡可能考慮引入保障措施,保證系統(tǒng)的可靠性。 ＲＡＭＳ的性能提高是一個持續(xù)改進的過程,其中經(jīng)驗積累和分析非常重要。系統(tǒng)設(shè)計者需要深刻理解用戶的需求。以系統(tǒng)可靠性為例,要從系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)、子系統(tǒng)、設(shè)備、電路板層等方面來具體保證,主要內(nèi)容包括: 系統(tǒng)設(shè)計方面考慮多種冗余和保護手段; 選擇有良好軌道交通業(yè)績的設(shè)備以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,適應(yīng)軌道交通環(huán)境要求; 各層面的冗余機制可保證故障情況下不影響通信業(yè)務(wù); “故障弱化”能力可減少通信故障造成的影響; 采用能提高系統(tǒng)可靠性的先進技術(shù)。(2)電磁兼容性的要求 目前,多數(shù)發(fā)達國家對電子產(chǎn)品以及信息技術(shù)設(shè)備(包括通信設(shè)備)都以法律法規(guī)的形式規(guī)定了電磁兼容性能的強制要求。如歐共體以89/336/ＥＥＣ電磁兼容指令的形式規(guī)定電磁兼容性能不符合標準要求的電子產(chǎn)品和信息技術(shù)設(shè)備不能進入歐洲市場。 為了早日與國際接軌,我國國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門依據(jù)通用范圍內(nèi)基礎(chǔ)性的強制性標準進行改革的要求,為推進電磁兼容強制性標準的改革制定了強制性國家標準《國家電磁兼容規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》)?！兑?guī)范》中對包括“電信設(shè)備”和“無線電通信業(yè)務(wù)”的10大類產(chǎn)品或業(yè)務(wù)提出了強制檢測所依據(jù)的標準、限值和判椐等?！兑?guī)范》將在近期發(fā)布,并強制實施。我國的“中國電磁兼容認證中心”也依據(jù)現(xiàn)行的電磁兼容國家標準和相關(guān)行業(yè)標準在全國范圍內(nèi)針對部分家電、通信產(chǎn)品開展了電磁兼容認證制度,推行ＣＥＭＣ(中國電磁適應(yīng)性)標識。 系統(tǒng)和子系統(tǒng)遵循以下ＥＭＣ(電磁適應(yīng)性)要求:遵循所有的步驟以保證電子系統(tǒng)內(nèi)部和外部接口的ＥＭＣ;展示系統(tǒng)的安全性和正常工作不受電磁干擾問題的影響,不會因此導(dǎo)致功能和數(shù)據(jù)的喪失以及對無線通信的干擾;在干擾和抗干擾方面考慮與相鄰系統(tǒng)和設(shè)備的關(guān)系;考慮與建設(shè)過程中所使用設(shè)備的ＥＭＣ問題。 針對軌道交通通信的特點,依據(jù)ＥＭＣ的不同要求,將通信設(shè)備的安裝環(huán)境分為4種類型的區(qū)域。 區(qū)域1,軌旁區(qū)域:在離最近軌道的中心線3ｍ以內(nèi)或者與30ｍ長的電纜相連且距離軌道區(qū)域3ｍ以內(nèi)(這種環(huán)境比工業(yè)環(huán)境條件更惡劣)。 區(qū)域2,中央?yún)^(qū)域:設(shè)備沒有安放在軌旁區(qū)域或存在電磁干擾噪聲源的特殊區(qū)域(工業(yè)環(huán)境)。 區(qū)域3,特殊區(qū)域:車站中存在電磁干擾噪聲源的特殊區(qū)域(其要求高于工業(yè)環(huán)境)。區(qū)域4,居民區(qū)域:設(shè)備所處的位置與居民區(qū)的干擾環(huán)境類似的區(qū)域(要求較低的工業(yè)環(huán)境)。 由此設(shè)備所處的位置可以確定設(shè)備的干擾限值和抗干擾性能要求。對于整個系統(tǒng)中存在電磁干擾問題時,則需要針對具體問題來分析。 多年來,上海貝爾阿爾卡特承接了眾多國內(nèi)外大型項目的建設(shè),例如長春輕軌環(huán)線通信集成項目、天津地鐵通信項目、北京八通線、廣州地鐵3號線、廣州地鐵4號線、上海軌道交通3號線等。此外,阿爾卡特還成功實施了哥本哈根、都柏林、德里、巴黎等城市軌道交通的通信集成項目。在系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備外購、工程實施、項目管理、運營維護等方面積累了豐富的經(jīng)驗。3結(jié)語 阿爾卡特從事軌道交通領(lǐng)域已經(jīng)有數(shù)十年之久,在全球范圍內(nèi)承接了許多“交鑰匙”工程,獲得了大量的成功案例和行業(yè)經(jīng)驗,且有眾多行業(yè)經(jīng)驗豐富的專業(yè)項目管理人員能有效的管理大型復(fù)雜的項目。上海貝爾阿爾卡特設(shè)計的通信方案保證了客戶的運營維護效率、乘客舒適度和安全性。方案集成了最有效的技術(shù),提供全范圍的通信、信息、保安和控制系統(tǒng)并集成到一個高速骨干網(wǎng)上。高度的網(wǎng)絡(luò)冗余和中央網(wǎng)絡(luò)運行系統(tǒng)確保業(yè)主的網(wǎng)絡(luò)可靠、有效和安全。無論是優(yōu)化、更新或新建一個全新的網(wǎng)絡(luò),上海貝爾阿爾卡特都能為業(yè)主精心設(shè)計、建設(shè)、集成、測試和代理維護其網(wǎng)絡(luò)。
2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 軌道交通專用通信系統(tǒng)的基本架構(gòu)以骨干傳輸網(wǎng)為核心,根據(jù)用戶實際需要由通信子系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和管理系統(tǒng)實現(xiàn)功能。其主要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括: (1)傳輸子系統(tǒng)———連接各通信子系統(tǒng),提供話音、數(shù)據(jù)、圖像等多種業(yè)務(wù)的傳輸,為信號(ＡＴＳ)、自動售檢票(ＡＦＣ)、防災(zāi)報警(ＦＡＳ)、設(shè)備監(jiān)控(ＢＡＳ)和電力監(jiān)控(ＳＣＡＤＡ)等系統(tǒng)提供傳輸通道。 (2)內(nèi)部通信業(yè)務(wù)子系統(tǒng)———包括專用通信和專用無線通信,專用于軌道交通運營的調(diào)度電話和無線調(diào)度電話,并提供維護調(diào)度功能;公安無線通信和消防無線通信用于緊急情況下,為地下區(qū)域提供公安和消防的無線覆蓋;公務(wù)電話系統(tǒng)和辦公自動化系統(tǒng)提供日常辦公通信功能。 (3)旅客信息和安全系統(tǒng)———包括廣播(ＰＡ)系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)和電視監(jiān)視系統(tǒng)等。為旅客提供廣播和時間信息,并及時監(jiān)測旅客的動態(tài)。 (4)監(jiān)測系統(tǒng)———包括綜合顯示屏、光纖監(jiān)測、集中網(wǎng)管等系統(tǒng),提供對車站和各子系統(tǒng)的監(jiān)測,可對ＣＣＴＶ、ＡＴＳ、ＳＣＡＤＡ、ＢＡＳ、ＦＡＳ等信號集中顯示等;光纖監(jiān)測系統(tǒng)可提高光纖故障的診斷能力;集中網(wǎng)管便于在控制中心對各子系統(tǒng)分別管理。 (5)支持功能———包括防雷、電源等系統(tǒng)。 傳輸平臺、功能平臺和管理平臺構(gòu)成了上海貝爾阿爾卡特軌道交通運營管理系統(tǒng)的完整解決方案(如圖1)。 整個系統(tǒng)以傳輸網(wǎng)絡(luò)為核心。它作為一個統(tǒng)一的傳輸平臺為各子系統(tǒng)提供傳送各類語音、數(shù)據(jù)、視頻等信號的服務(wù)。所有的子系統(tǒng)根據(jù)其功能被劃分為無線通信系統(tǒng)、乘客安全信息系統(tǒng)、語音服務(wù)與控制系統(tǒng)等功能平臺。作為一個完整、有效的系統(tǒng),管理平臺是不可或缺的。上海貝爾阿爾卡特針對軌道交通系統(tǒng)的特點,提供了兩個管理平臺:傳輸管理平臺和運營管理平臺。傳輸管理平臺提供綜合網(wǎng)管;運營管理平臺實現(xiàn)軌道交通信息互通、資源共享,以提升自動化水平,提高各系統(tǒng)的安全性、可靠性和適應(yīng)性。2.3系統(tǒng)設(shè)計中的要求 系統(tǒng)設(shè)計是在滿足軌道交通運營需要的基礎(chǔ)上,根據(jù)技術(shù)性能要求,重點對ＲＡＭＳ和電磁兼容性等方面進行分析并提出切合實際的設(shè)計方案和保障措施。ＲＡＭＳ是系統(tǒng)可靠性(Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ)、可用性(Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ)、維修性(Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ)以及安全性(Ｓｅ ｃｕｒｉｔｙ)的簡稱。(1)ＲＡＭＳ的性能要求 ＲＡＭＳ的控制過程是通過制定整個項目過程中的性能保證計劃,定性分析各種性能要求,并根據(jù)需要采取改進ＲＡＭＳ性能的措施。針對目前項目所處的階段,在方案設(shè)計時,各子系統(tǒng)盡可能考慮引入保障措施,保證系統(tǒng)的可靠性。 ＲＡＭＳ的性能提高是一個持續(xù)改進的過程,其中經(jīng)驗積累和分析非常重要。系統(tǒng)設(shè)計者需要深刻理解用戶的需求。以系統(tǒng)可靠性為例,要從系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)、子系統(tǒng)、設(shè)備、電路板層等方面來具體保證,主要內(nèi)容包括: 系統(tǒng)設(shè)計方面考慮多種冗余和保護手段; 選擇有良好軌道交通業(yè)績的設(shè)備以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,適應(yīng)軌道交通環(huán)境要求; 各層面的冗余機制可保證故障情況下不影響通信業(yè)務(wù); “故障弱化”能力可減少通信故障造成的影響; 采用能提高系統(tǒng)可靠性的先進技術(shù)。(2)電磁兼容性的要求 目前,多數(shù)發(fā)達國家對電子產(chǎn)品以及信息技術(shù)設(shè)備(包括通信設(shè)備)都以法律法規(guī)的形式規(guī)定了電磁兼容性能的強制要求。如歐共體以89/336/ＥＥＣ電磁兼容指令的形式規(guī)定電磁兼容性能不符合標準要求的電子產(chǎn)品和信息技術(shù)設(shè)備不能進入歐洲市場。 為了早日與國際接軌,我國國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門依據(jù)通用范圍內(nèi)基礎(chǔ)性的強制性標準進行改革的要求,為推進電磁兼容強制性標準的改革制定了強制性國家標準《國家電磁兼容規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》)?！兑?guī)范》中對包括“電信設(shè)備”和“無線電通信業(yè)務(wù)”的10大類產(chǎn)品或業(yè)務(wù)提出了強制檢測所依據(jù)的標準、限值和判椐等?！兑?guī)范》將在近期發(fā)布,并強制實施。我國的“中國電磁兼容認證中心”也依據(jù)現(xiàn)行的電磁兼容國家標準和相關(guān)行業(yè)標準在全國范圍內(nèi)針對部分家電、通信產(chǎn)品開展了電磁兼容認證制度,推行ＣＥＭＣ(中國電磁適應(yīng)性)標識。 系統(tǒng)和子系統(tǒng)遵循以下ＥＭＣ(電磁適應(yīng)性)要求:遵循所有的步驟以保證電子系統(tǒng)內(nèi)部和外部接口的ＥＭＣ;展示系統(tǒng)的安全性和正常工作不受電磁干擾問題的影響,不會因此導(dǎo)致功能和數(shù)據(jù)的喪失以及對無線通信的干擾;在干擾和抗干擾方面考慮與相鄰系統(tǒng)和設(shè)備的關(guān)系;考慮與建設(shè)過程中所使用設(shè)備的ＥＭＣ問題。 針對軌道交通通信的特點,依據(jù)ＥＭＣ的不同要求,將通信設(shè)備的安裝環(huán)境分為4種類型的區(qū)域。 區(qū)域1,軌旁區(qū)域:在離最近軌道的中心線3ｍ以內(nèi)或者與30ｍ長的電纜相連且距離軌道區(qū)域3ｍ以內(nèi)(這種環(huán)境比工業(yè)環(huán)境條件更惡劣)。 區(qū)域2,中央?yún)^(qū)域:設(shè)備沒有安放在軌旁區(qū)域或存在電磁干擾噪聲源的特殊區(qū)域(工業(yè)環(huán)境)。 區(qū)域3,特殊區(qū)域:車站中存在電磁干擾噪聲源的特殊區(qū)域(其要求高于工業(yè)環(huán)境)。區(qū)域4,居民區(qū)域:設(shè)備所處的位置與居民區(qū)的干擾環(huán)境類似的區(qū)域(要求較低的工業(yè)環(huán)境)。 由此設(shè)備所處的位置可以確定設(shè)備的干擾限值和抗干擾性能要求。對于整個系統(tǒng)中存在電磁干擾問題時,則需要針對具體問題來分析。 多年來,上海貝爾阿爾卡特承接了眾多國內(nèi)外大型項目的建設(shè),例如長春輕軌環(huán)線通信集成項目、天津地鐵通信項目、北京八通線、廣州地鐵3號線、廣州地鐵4號線、上海軌道交通3號線等。此外,阿爾卡特還成功實施了哥本哈根、都柏林、德里、巴黎等城市軌道交通的通信集成項目。在系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備外購、工程實施、項目管理、運營維護等方面積累了豐富的經(jīng)驗。3結(jié)語 阿爾卡特從事軌道交通領(lǐng)域已經(jīng)有數(shù)十年之久,在全球范圍內(nèi)承接了許多“交鑰匙”工程,獲得了大量的成功案例和行業(yè)經(jīng)驗,且有眾多行業(yè)經(jīng)驗豐富的專業(yè)項目管理人員能有效的管理大型復(fù)雜的項目。上海貝爾阿爾卡特設(shè)計的通信方案保證了客戶的運營維護效率、乘客舒適度和安全性。方案集成了最有效的技術(shù),提供全范圍的通信、信息、保安和控制系統(tǒng)并集成到一個高速骨干網(wǎng)上。高度的網(wǎng)絡(luò)冗余和中央網(wǎng)絡(luò)運行系統(tǒng)確保業(yè)主的網(wǎng)絡(luò)可靠、有效和安全。無論是優(yōu)化、更新或新建一個全新的網(wǎng)絡(luò),上海貝爾阿爾卡特都能為業(yè)主精心設(shè)計、建設(shè)、集成、測試和代理維護其網(wǎng)絡(luò)。
