從城軌通信專業(yè)看計算機網絡與通信知識的應用

◇江蘇省徐州技師學院 李曙俏 李冰濤

本文闡述了城市軌道交通通信專業(yè)設備中對計算機網絡與通信知識的基本應用，并且主要分析了軌道通信專業(yè)中的pis系統(tǒng)的網絡結構、通信傳輸系統(tǒng)的接口應用、無線系統(tǒng)的虛擬網概況，希望能為相關研究人員及從業(yè)者提供參考。

在城市軌道交通通信專業(yè)的服務設備中，無論是pis系統(tǒng)、通信傳輸系統(tǒng)還是無線系統(tǒng)，他們全部都是憑借多媒體網絡技術來運行，是以計算機系統(tǒng)為重要核心的地鐵服務系統(tǒng)。在當今的信息化、數字化時代中，系統(tǒng)對數據信息的快速采集、傳輸和應用要求越來越高，因此關于計算機網絡與通信技術的研究，成為決定城市軌道交通通信未來發(fā)展方向的決定性因素。

1 從PIS系統(tǒng)的網絡結構來分析計算機網絡應用

PIS系統(tǒng)從組成結構上來看共含有五個子系統(tǒng)：分別為控制中心的中心子系統(tǒng)、正線上各個車站的車站子系統(tǒng)、車輛段/停車場子系統(tǒng)、車輛上的車載子系統(tǒng)和傳輸數據信息的網絡子系統(tǒng)，消息需要傳輸時，無論是從控制中心至各個車站方向還是反方向，傳輸系統(tǒng)都會提供傳輸通道，該通道是由2個有效寬帶不小于500M的以太網通道組成，地面至列車的信息傳輸采用車地綜合承載網提供無線傳輸通道。

車站子系統(tǒng)應該說是PIS系統(tǒng)的現場部分，它的主要工作是根據控制中心的要求來完成編輯播放內容的現場播放、管理及控制等，目的是為在該車站乘車的旅客盡可能的提供有用的信息。在該系統(tǒng)中，車站內的視頻全部采用光纖傳輸，控制中心視音頻信號通過網絡發(fā)送給LCD播放控制器，LCD播放控制器通過HDMI直連線纜將視頻信號發(fā)送給視頻轉換分配器發(fā)送端，視頻轉換分配器將視頻信號轉換成光信號，通過星形連接方式將視頻信號發(fā)送給視頻轉換分配器兩外一邊的接收端，然后再將信息還原成HDMI電信號傳送至終端LCD顯示屏。

網絡子系統(tǒng)主要工作內容是提供PIS信息的網絡傳輸通道，在這些網絡的傳輸通道中，一部分是地面使用的有線傳輸網絡，一部分是車輛和地面設備信息傳輸使用的車-地無線網絡，另外還有的車輛中裝有的車載有線網絡，共三個部分。其中有線傳輸網絡的有線網絡設備主要有：負責網絡交換連接的核心以太網交換機（為保障信息傳輸不間斷，使用冗余設置）、負責車站/車輛段/停車場網絡傳輸的以太網交換機（非冗余設置）以及必要的網絡安全措施，如防火墻及必須的安全防御系統(tǒng)、網絡病毒防御系統(tǒng)，最后是網絡層工作的網絡連接設備路由器等[1]。

中心至車站主干傳輸網是由通信傳輸系統(tǒng)提供的，包括2個有效帶寬大于500M的共享傳輸通道。然后將控制中心以及所有車站的相應設備全部連接到這個傳輸網絡，以此來構成PIS 系統(tǒng)的信息傳輸路徑[2]。

有線網絡子系統(tǒng)應用的是最先進的網絡體系結構，即基于TCP/IP協(xié)議的開放體系結構，并且使用的是標準的路由交換協(xié)議網絡技術，該項技術成功的為中心、各個車站、車輛段以及停車場的數據、視頻和控制信息提供了的數據通信網絡。

在控制中心網絡使用的是一臺核心交換機，它的主要模塊（如引擎、電源、風扇）采用冗余備份設置，目的是在單個模塊出現故障時，整個控制中心信息不會因此模塊故障而不能及時的傳送各個車站，這種冗余設置方式大大的提高了網絡信息傳輸的可靠性[3]。

2 通信傳輸系統(tǒng)的接口應用

通信傳輸系統(tǒng)擁有軌道交通通信系統(tǒng)的核心地位，該系統(tǒng)能夠快速、準確、及時地傳遞地鐵通信系統(tǒng)所需要的各種信息[4]。傳輸系統(tǒng)與信號專業(yè)、運管專業(yè)及供電專業(yè)的系統(tǒng)之間的接口介紹如下所示。

（1）傳輸與信號系統(tǒng)的接口提供傳輸系統(tǒng)的接口特性，它配合接口的連接測試，信號系統(tǒng)的信息傳輸依賴于通信傳輸系統(tǒng)，地鐵各個車站、車輛段及最核心的控制中心的集中監(jiān)控畫面和信息數據的傳輸和交換全部依賴通信專業(yè)的傳輸系統(tǒng)，傳輸系統(tǒng)為這些內容的傳輸提供了至少兩個以太網傳輸通道，該通道的有效帶寬都大于100M，并且包含兩個雙絞線電氣端口。

（2）傳輸與自動售檢票系統(tǒng)接口作用是為AFC系統(tǒng)提供的需要的冗余共享以太網傳輸通道，數據帶寬暫定100M。包括控制中心、車站、車輛段。該接口的控制界面通常會設置在地鐵OCC、正線各個車站及車輛段的通信設備室，安裝在通信綜合配線架的外線側。

（3）傳輸與清分中心（ACC）的接口是傳輸系統(tǒng)提供ACC所需要的冗余共享以太網傳輸通道，數據帶寬暫定100M。包括控制中心、車輛段。傳輸系統(tǒng)與運營管理的清分中心（ACC）的接口界面會設置在地鐵OCC、正線各個車站及車輛段的通信設備室，安裝在通信綜合配線架的外線側。

（4）傳輸系統(tǒng)與雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)的接口是傳輸系統(tǒng)提供雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)所需要的冗余共享以太網傳輸通道，數據帶寬暫定10M。包括車站、車輛段。傳輸系統(tǒng)與雜散電流監(jiān)測（ZSDL）系統(tǒng)的接口界面在正線各個車站及車輛段的通信設備室，安裝在通信綜合配線架的外線側。

（5）傳輸系統(tǒng)與電能管理系統(tǒng)的接口是傳輸系統(tǒng)提供電能管理系統(tǒng)所需要的冗余共享以太網傳輸通道，數據帶寬通常設為10M。

（6）傳輸系統(tǒng)與可視化接地系統(tǒng)的接口是傳輸系統(tǒng)提供可視化接地（KSHJD）系統(tǒng)所需要的冗余共享以太網傳輸通道，數據帶寬一般設定為100M[5]。

3 無線系統(tǒng)的虛擬網

無線通信系統(tǒng)是通過800MHz頻段TETRA數字集群系統(tǒng)，它通常使用的傳輸介質為漏纜，通過漏纜實現了線路的各個區(qū)間、各個車站的站廳及車輛段全范圍的網絡覆蓋，也可使用光纖直放站來實現對車輛段、停車場等區(qū)域進行信號補盲。

在實際的連接中，通常是多條線共享一個MSO，通過多個節(jié)點交換機互聯(lián)，來形成一個傳輸網絡，從管理上完成同一個網絡的分線管理，必須依靠VPN技術來實現。

（1）設備管理的VPN。TETRA系統(tǒng)是無線傳輸系統(tǒng)的核心部分，其內部的各個設備之間配合緊密，為了避免多人操作造成的系統(tǒng)問題，通常我們會從總網管進行配置的整體管理，分網管只有查詢權限（獲取告警信息，第一時間得知故障并處理故障），沒有管理操作權限。除了TETRA系統(tǒng)之外，無線系統(tǒng)中的直放站、電源等設備也需要網管的集中控制和管理，并且網管需要通過終端解決無線系統(tǒng)中全部設備的集中告警。另外，無線通信系統(tǒng)設備還包括直放站、電源等設備，也是通過集中網管終端實現對這些設備的集中管理。

（2）調度通信的VPN。調度話音通話是地鐵無線通信的重要部分，調度通信設備包括OCC調度中心，各個線路上的車載臺，固定電話、手持臺等，在不同的線路上會分配不同的號段，每個號段是由個人身份號和組號兩個部分組成，依靠管理員權限的方式去管理本線路的用戶和組號，實現了本線路調度臺對本線路中全部用戶的監(jiān)聽和管理，從而實現了調度通信的VPN。

（3）數據通信的VPN。雖然每個線路都擁有自己獨立的工作基站和調度臺子系統(tǒng)，但是數據的傳輸過程依然是信息先匯總到MSO，之后再從MSO傳送到各個不同線路的數據主機。該功能的實現需要依賴GGSN設備，通過GGSN的IP隧道技術將屬于不同線路的數據路由分配到不同線路的CAD服務器和調度臺，對不同的IP隧道進行通信隔離，從而實現數據通信的VPN。

4 結語

綜上所述，在城市軌道交通通信系統(tǒng)中，計算機網絡與通信技術做出了突出貢獻。同時，基于相關技術的通信網絡環(huán)境，為地鐵設備的信息溝通交流、信息資源共享，帶來了強有力的技術支撐，所以我們應該更加重視對網絡技術和通信技術的深入研究。