安全可靠高效实用的轨道交通通信系统解决方案1方案背景 “安全、便捷、准点、舒适”是轨道交通运营的目标。经过近10年的发展,我国的轨道交通正逐步从单一的线路建设发展到整个轨道交通网络的建设,其中安全、迅捷、通畅的信息通信平台将为轨道交通的运营提供重要保障。 基于上述考虑,上海贝尔阿尔卡特公司依据“安全可靠、升级灵活、面向运营”的总原则,从可靠性、可用性、维修性、安全性等四方面,对通信设施进行系统设计和优化,并选用具有轨道交通实际运用实例的设备组成各分系统;同时依托项目管理,从工期、分包商/供应商和接口管理角度,加强风险控制。本文依托某轨道交通线工程,提出了一个安全可靠、高效实用的轨道交通通信系统解决方案。2通信系统解决方案 上海贝尔阿尔卡特遵循以下原则来进行整个通信系统的方案设计: 高安全性、可靠性; 易维护性,系统组成模块化,维护管理自动化; 易扩展和升级; 先进与实用相结合; 符合相关国家标准、国际标准以及用户的特殊要求。2.1系统组成 通信系统不是单一的子系统,而是多个独立的子系统的组合。它以传输系统为核心,各子系统配合提供语音、数据,以及视频、无线通信、乘客信息等业务。一个典型的轨道交通通信系统的组成如表1所示。这些子系统在设计上协调工作,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。2.2系统结构 轨道交通专用通信系统的基本架构以骨干传输网为核心,根据用户实际需要由通信子系统、信息系统、安全系统和管理系统实现功能。其主要系统结构包括: (1)传输子系统———连接各通信子系统,提供话音、数据、图像等多种业务的传输,为信号(ＡＴＳ)、自动售检票(ＡＦＣ)、防灾报警(ＦＡＳ)、设备监控(ＢＡＳ)和电力监控(ＳＣＡＤＡ)等系统提供传输通道。 (2)内部通信业务子系统———包括专用通信和专用无线通信,专用于轨道交通运营的调度电话和无线调度电话,并提供维护调度功能;公安无线通信和消防无线通信用于紧急情况下,为地下区域提供公安和消防的无线覆盖;公务电话系统和办公自动化系统提供日常办公通信功能。 (3)旅客信息和安全系统———包括广播(ＰＡ)系统、时钟系统和电视监视系统等。为旅客提供广播和时间信息,并及时监测旅客的动态。 (4)监测系统———包括综合显示屏、光纤监测、集中网管等系统,提供对车站和各子系统的监测,可对ＣＣＴＶ、ＡＴＳ、ＳＣＡＤＡ、ＢＡＳ、ＦＡＳ等信号集中显示等;光纤监测系统可提高光纤故障的诊断能力;集中网管便于在控制中心对各子系统分别管理。 (5)支持功能———包括防雷、电源等系统。 传输平台、功能平台和管理平台构成了上海贝尔阿尔卡特轨道交通运营管理系统的完整解决方案(如图1)。 整个系统以传输网络为核心。它作为一个统一的传输平台为各子系统提供传送各类语音、数据、视频等信号的服务。所有的子系统根据其功能被划分为无线通信系统、乘客安全信息系统、语音服务与控制系统等功能平台。作为一个完整、有效的系统,管理平台是不可或缺的。上海贝尔阿尔卡特针对轨道交通系统的特点,提供了两个管理平台:传输管理平台和运营管理平台。传输管理平台提供综合网管;运营管理平台实现轨道交通信息互通、资源共享,以提升自动化水平,提高各系统的安全性、可靠性和适应性。2.3系统设计中的要求 系统设计是在满足轨道交通运营需要的基础上,根据技术性能要求,重点对ＲＡＭＳ和电磁兼容性等方面进行分析并提出切合实际的设计方案和保障措施。ＲＡＭＳ是系统可靠性(Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ)、可用性(Ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ)、维修性(Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ)以及安全性(Ｓｅ ｃｕｒｉｔｙ)的简称。(1)ＲＡＭＳ的性能要求 ＲＡＭＳ的控制过程是通过制定整个项目过程中的性能保证计划,定性分析各种性能要求,并根据需要采取改进ＲＡＭＳ性能的措施。针对目前项目所处的阶段,在方案设计时,各子系统尽可能考虑引入保障措施,保证系统的可靠性。 ＲＡＭＳ的性能提高是一个持续改进的过程,其中经验积累和分析非常重要。系统设计者需要深刻理解用户的需求。以系统可靠性为例,要从系统和网络、子系统、设备、电路板层等方面来具体保证,主要内容包括: 系统设计方面考虑多种冗余和保护手段; 选择有良好轨道交通业绩的设备以保证系统的稳定性,适应轨道交通环境要求; 各层面的冗余机制可保证故障情况下不影响通信业务; “故障弱化”能力可减少通信故障造成的影响; 采用能提高系统可靠性的先进技术。(2)电磁兼容性的要求 目前,多数发达国家对电子产品以及信息技术设备(包括通信设备)都以法律法规的形式规定了电磁兼容性能的强制要求。如欧共体以89/336/ＥＥＣ电磁兼容指令的形式规定电磁兼容性能不符合标准要求的电子产品和信息技术设备不能进入欧洲市场。 为了早日与国际接轨,我国国家质量技术监督部门依据通用范围内基础性的强制性标准进行改革的要求,为推进电磁兼容强制性标准的改革制定了强制性国家标准《国家电磁兼容规范》(以下简称《规范》)。《规范》中对包括“电信设备”和“无线电通信业务”的10大类产品或业务提出了强制检测所依据的标准、限值和判椐等。《规范》将在近期发布,并强制实施。我国的“中国电磁兼容认证中心”也依据现行的电磁兼容国家标准和相关行业标准在全国范围内针对部分家电、通信产品开展了电磁兼容认证制度,推行ＣＥＭＣ(中国电磁适应性)标识。 系统和子系统遵循以下ＥＭＣ(电磁适应性)要求:遵循所有的步骤以保证电子系统内部和外部接口的ＥＭＣ;展示系统的安全性和正常工作不受电磁干扰问题的影响,不会因此导致功能和数据的丧失以及对无线通信的干扰;在干扰和抗干扰方面考虑与相邻系统和设备的关系;考虑与建设过程中所使用设备的ＥＭＣ问题。 针对轨道交通通信的特点,依据ＥＭＣ的不同要求,将通信设备的安装环境分为4种类型的区域。 区域1,轨旁区域:在离最近轨道的中心线3ｍ以内或者与30ｍ长的电缆相连且距离轨道区域3ｍ以内(这种环境比工业环境条件更恶劣)。 区域2,中央区域:设备没有安放在轨旁区域或存在电磁干扰噪声源的特殊区域(工业环境)。 区域3,特殊区域:车站中存在电磁干扰噪声源的特殊区域(其要求高于工业环境)。区域4,居民区域:设备所处的位置与居民区的干扰环境类似的区域(要求较低的工业环境)。 由此设备所处的位置可以确定设备的干扰限值和抗干扰性能要求。对于整个系统中存在电磁干扰问题时,则需要针对具体问题来分析。 多年来,上海贝尔阿尔卡特承接了众多国内外大型项目的建设,例如长春轻轨环线通信集成项目、天津地铁通信项目、北京八通线、广州地铁3号线、广州地铁4号线、上海轨道交通3号线等。此外,阿尔卡特还成功实施了哥本哈根、都柏林、德里、巴黎等城市轨道交通的通信集成项目。在系统设计、设备外购、工程实施、项目管理、运营维护等方面积累了丰富的经验。3结语 阿尔卡特从事轨道交通领域已经有数十年之久,在全球范围内承接了许多“交钥匙”工程,获得了大量的成功案例和行业经验,且有众多行业经验丰富的专业项目管理人员能有效的管理大型复杂的项目。上海贝尔阿尔卡特设计的通信方案保证了客户的运营维护效率、乘客舒适度和安全性。方案集成了最有效的技术,提供全范围的通信、信息、保安和控制系统并集成到一个高速骨干网上。高度的网络冗余和中央网络运行系统确保业主的网络可靠、有效和安全。无论是优化、更新或新建一个全新的网络,上海贝尔阿尔卡特都能为业主精心设计、建设、集成、测试和代理维护其网络。