城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)DCS有線網(wǎng)絡(luò)過渡方案研究

馬 龍

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京 100037）

1 概況

鄭州市軌道交通14號(hào)線一期工程線路總長(zhǎng)約7.54 km，全部為地下線。設(shè)車站6座，依次為元通大道站、鐵爐站、市民大道站、市委黨校站、奧體中心站、星空路站。根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃14號(hào)線控制中心設(shè)于奧體中心站附近的第二調(diào)度中心。但由于第二調(diào)度中心建設(shè)進(jìn)度滯后，無法滿足14號(hào)線一期開通運(yùn)營(yíng)的需求，因此需要在第二調(diào)度中心投入運(yùn)營(yíng)前，在車輛段建立臨時(shí)控制中心來保障14號(hào)線一期的按時(shí)開通運(yùn)營(yíng)，待條件成熟后再改遷至第二調(diào)度中心。

2 DCS有線網(wǎng)絡(luò)原設(shè)計(jì)方案

14號(hào)線一期工程信號(hào)系統(tǒng)配置完整的CBTC系統(tǒng)設(shè)備，包括ATS、ATP、ATO、聯(lián)鎖、DCS、MSS等子系統(tǒng)設(shè)備。DCS子系統(tǒng)為CBTC系統(tǒng)構(gòu)建連續(xù)雙向的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，包括有線通信網(wǎng)絡(luò)和無線通信網(wǎng)絡(luò)。其中有線通信網(wǎng)絡(luò)為控制中心、車站、車輛段、試車線、維修中心設(shè)備之間提供連續(xù)雙向的數(shù)據(jù)傳輸通道。

14號(hào)線一期DCS有線網(wǎng)絡(luò)采用基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)方案，利用骨干網(wǎng)交換機(jī)的MRP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)光纖保護(hù)。在設(shè)備集中站（元通大道站、市民大道站、星空路站）、鐵爐西車輛段、控制中心設(shè)置LTE環(huán)網(wǎng)交換機(jī)和ATS環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，非設(shè)備集中站ATS設(shè)備通過MOXA交換機(jī)連接到設(shè)備集中站ATS環(huán)網(wǎng)交換機(jī)。全線各車站的LTE環(huán)網(wǎng)交換機(jī)和ATS環(huán)網(wǎng)交換機(jī)通過骨干以太網(wǎng)光纖組成4個(gè)相互獨(dú)立的環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)。聯(lián)鎖、ATP等安全信息和ATS等非安全信息均由2個(gè)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)組成，并通過VWLAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流相互隔離、互不干擾。同時(shí)在星空路站信號(hào)ODF架上預(yù)留14號(hào)線二期工程的接入端口。

DCS骨干網(wǎng)光纜采用2根單模光纜組環(huán)。非設(shè)備集中站（鐵爐站、市委黨校站、奧體中心站）到相鄰的兩個(gè)設(shè)備集中站各敷設(shè)1根光纜。試車線到控制中心單獨(dú)敷設(shè)2根單模光纜。DCS有線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 DCS有線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)Fig.1 DCS wired network architecture diagram

3 接入臨時(shí)控制中心DCS有線網(wǎng)絡(luò)過渡方案

為實(shí)現(xiàn)控制中心安全、高效的過渡，過渡方案的設(shè)計(jì)需滿足以下原則：必須在DCS有線網(wǎng)絡(luò)方案基礎(chǔ)上調(diào)整，實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)；DCS有線網(wǎng)絡(luò)要預(yù)留第二調(diào)度中心的接入條件；便于工程實(shí)施，降低改遷風(fēng)險(xiǎn)，不得影響正常運(yùn)營(yíng)；考慮資源共享，降低工程投資。

因此過渡方案需結(jié)合工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的環(huán)網(wǎng)特點(diǎn)，通過在ODF架上尾纖跳接的方式，將臨時(shí)控制中心納入到環(huán)網(wǎng)中，并在臨時(shí)控制中心設(shè)置環(huán)網(wǎng)交換機(jī)。同時(shí)根據(jù)線網(wǎng)規(guī)劃，在奧體中心站預(yù)留接入第二調(diào)度中心的條件，便于后期工程改遷實(shí)施。接入臨時(shí)控制中心DCS有線網(wǎng)絡(luò)過渡方案如圖2所示，具體實(shí)施方案如下。

圖2 接入臨時(shí)控制中心DCS有線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)Fig.2 DCS wired network architecture diagram accessing temporary OCC

1）在臨時(shí)控制中心和鐵爐西車輛段信號(hào)機(jī)房之間新敷設(shè)4根單模光纜，并熔接到鐵爐西車輛段信號(hào)ODF架G、H、B、D側(cè)端子上。

2）將鐵爐西車輛段信號(hào)ODF架E—G側(cè)端子之間、F—H側(cè)端子之間用尾纖跳通，實(shí)現(xiàn)元通大道站—臨時(shí)控制中心—鐵爐西車輛段—市民大道站之間DCS網(wǎng)絡(luò)通信。

3）由于第二調(diào)度中心建設(shè)在奧體中心站附近，為方便后期接入第二調(diào)度中心，將市民大道站和星空路站骨干網(wǎng)熔接到奧體中心站信號(hào)ODF架A、B、C、D側(cè)端子上，同時(shí)將A—C側(cè)端子之間和B—D側(cè)端子之間用尾纖跳通，實(shí)現(xiàn)市民大道站—星空路之間的網(wǎng)絡(luò)通信。

4）由于試車線和正線共用一套LTE核心網(wǎng)設(shè)備，因此需在試車線與臨時(shí)控制中心之間單獨(dú)敷設(shè)2根單模光纜并熔接到信號(hào)ODF架上，以實(shí)現(xiàn)試車線和臨時(shí)控制中心LTE核心網(wǎng)的通信。

5）在試車線和奧體中心站之間敷設(shè)2根單模光纜，并預(yù)留有足夠的長(zhǎng)度，以便后期和第二調(diào)度中心LTE核心網(wǎng)通信。

上述方案主要是通過在信號(hào)ODF架上以尾纖跳接的方式，實(shí)現(xiàn)臨時(shí)控制中心的接入，其優(yōu)點(diǎn)如下。

1）方案易實(shí)施

該方案僅在鐵爐西車輛段和奧體中心站信號(hào)ODF架端子上用尾纖跳接，其他車站DCS有線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)保持不變。工程難度系數(shù)低，對(duì)既有線設(shè)備影響小。

2）預(yù)留第二調(diào)度中心的接入條件

由于第二調(diào)度中心離奧體中心站比較近，因此本方案將奧體中心站接入DCS有線網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)中，作為后期第二調(diào)度中心接入的轉(zhuǎn)接點(diǎn)。

3）廢棄工程量低

本方案充分利用原DCS有線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，待后期改遷至第二調(diào)度中心，僅需在鐵爐西車輛段和奧體中心站信號(hào)ODF架上重新尾纖跳接；并拆除鐵爐西車輛段至臨時(shí)控制中心、試車線至臨時(shí)控制中心的單模光纜。

4 接入第二調(diào)度中心DCS有線網(wǎng)絡(luò)改遷方案

DCS有線網(wǎng)絡(luò)的改遷主要包括拆除臨時(shí)控制中心的DCS有線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)，并將第二調(diào)度中心設(shè)備接入到DCS有線網(wǎng)絡(luò)中。接入第二調(diào)度中心DCS有線網(wǎng)絡(luò)改遷如圖3所示，具體改遷方案如下。

圖3 接入第二調(diào)度中心DCS有線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)Fig.3 DCS wired network architecture diagram accessing the 2nd dispatching center

1）在接入第二調(diào)度控制中心前，需要先拆除鐵爐西車輛段信號(hào)ODF架E—G側(cè)端子之間、F—H側(cè)端子之間的尾纖及奧體中心站信號(hào)ODF架A—C側(cè)端子之間、B—D側(cè)端子之間的尾纖，以及連接到臨時(shí)控制中心的試車線信號(hào)ODF架單模光纜。

2）將鐵爐西車輛段信號(hào)ODF架E—B側(cè)端子之間和F—D側(cè)端子之間用尾纖跳接，從而實(shí)現(xiàn)元通大道站—鐵爐西車輛段—市民大道站之間的網(wǎng)絡(luò)通信。

3）在奧體中心站信號(hào)ODF架A—G側(cè)端子之間、B—H側(cè)端子之間、C—I側(cè)端子之間、D—J側(cè)端子之間用尾纖跳通，從而實(shí)現(xiàn)市民大道站—第二調(diào)度中心—星空路站之間的網(wǎng)絡(luò)通信。

4）將預(yù)留好的試車線至第二調(diào)度中心單模光纜熔接到試車線及第二調(diào)度中心信號(hào)ODF架上。

5 結(jié)語

鄭州市軌道交通14號(hào)線一期工程信號(hào)系統(tǒng)DCS有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案本著改遷工程量最低、對(duì)既有線設(shè)備影響最小等設(shè)計(jì)原則，既要保證線路的正常開通運(yùn)營(yíng)，又要考慮到后期改遷至第二調(diào)度中心的需求。為滿足上述要求，本文對(duì)DCS有線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，通過在鐵爐西車輛段和奧體中心站信號(hào)ODF架尾纖跳接的方式，實(shí)現(xiàn)臨時(shí)控制中心/第二調(diào)度中心的靈活接入。