dcs子系統(tǒng)介紹

1、DCS子系統(tǒng)簡(jiǎn)介,2009年4月9日,關(guān)鍵設(shè)備簡(jiǎn)介：(1)ZC:區(qū)域控制區(qū)。 一號(hào)線布置了兩臺(tái)，升仙湖站和世紀(jì)城站 區(qū)域控制器基于該區(qū)域內(nèi)所有列車(chē)的位置和方向，發(fā)出移動(dòng)權(quán)限(MAL)指令，并持續(xù)更新和傳輸；計(jì)算移動(dòng)權(quán)限，以保證列車(chē)安全隔離，并達(dá)到最小的列車(chē)運(yùn)行間隔（2）CC:車(chē)載控制器。 每臺(tái)裝備車(chē)，前后端分別裝備 車(chē)載控制器負(fù)責(zé)列車(chē)安全定位。檢測(cè)查詢應(yīng)答器，用測(cè)速器和加速度計(jì)更新列車(chē)的安全位置。該安全位置通過(guò)數(shù)

2、據(jù)通信子系統(tǒng)(DCS)，傳輸?shù)絽^(qū)域控制器 (ZC)以及列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控(ATS)系統(tǒng)。（3） Microlok II：聯(lián)鎖控制器，在七個(gè)聯(lián)鎖站安裝。成都地鐵一號(hào)線正線采用分布式聯(lián)鎖控制方式。全線分為七個(gè)聯(lián)鎖區(qū)。每個(gè)聯(lián)鎖區(qū)包括有岔站和無(wú)岔站，由位于設(shè)備集中站的聯(lián)鎖控制器Microlok II控制,一、DCS系統(tǒng)基本介紹,基本概念介紹： (1)IEEE:美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì) IEEE 802委員會(huì)，它成立于1980年2月，它的任

3、務(wù)是指定局域網(wǎng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 802.3 標(biāo)準(zhǔn)，有線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。 802.11標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，802.11g 54Mbps (2) 交換機(jī)：交換（switching）是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設(shè)備自動(dòng)完成的方法，把要傳輸?shù)男畔⑺偷椒弦蟮南鄳?yīng)路由上的技術(shù)統(tǒng)稱(chēng)。廣義的交換機(jī)（switch）就是一種在通信系統(tǒng)中完成信息交換功能的設(shè)備。 (3) RPR:RPR的簡(jiǎn)稱(chēng)R

4、esilient Packet Ring彈性分組環(huán) 主要實(shí)現(xiàn)功能：RPR可以提供在故障出先后50ms時(shí)間內(nèi)的自動(dòng)保護(hù)倒換業(yè)務(wù) (4)dbi:天線對(duì)信號(hào)變形和在特定方向聚焦的能力稱(chēng)為天線增益，用以表達(dá)在所需方向的信號(hào)有多強(qiáng)(比較最壞的天線而言)、均勻地在所有方向分布信號(hào)(一種等方性的輻射)的術(shù)語(yǔ)。 (5)CBTC:（communication based train control system )基于通

5、信的列車(chē)自動(dòng)控制,(6)丟包率 　丟包率（Loss Tolerance或packet loss rate）是指測(cè)試中所丟失數(shù)據(jù)包數(shù)量占所發(fā)送數(shù)據(jù)包的比率，通常在吞吐量范圍內(nèi)測(cè)試。丟包率與數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度以及包發(fā)送頻率相關(guān)。通常，千兆網(wǎng)卡在流量大于200Mbps時(shí)，丟包率小于萬(wàn)分之五；百兆網(wǎng)卡在流量大于60Mbps時(shí)，丟包率小于萬(wàn)分之一。 （7）吞吐量 吞吐量是指在沒(méi)有幀丟失的情況下，設(shè)備能夠接受的最大速率. 鏈路

6、上的可用帶寬（帶寬）與實(shí)際鏈路中每秒所能傳送的比特?cái)?shù)（吞吐量）。,數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)（Data Communications Subsystem, DCS）是一個(gè)寬帶通信系統(tǒng)，提供了CBTC系統(tǒng)內(nèi)的三個(gè)主要列車(chē)控制子系統(tǒng)，包括中央控制室（OCC），軌旁子系統(tǒng)（ZC、MicroLock Ⅱ）和車(chē)載子系統(tǒng)（CC）以及其他沿線地面設(shè)備之間雙向、可靠、安全的數(shù)據(jù)交換。DCS子系統(tǒng)基于開(kāi)放的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)：有線通信部分采用IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)線

7、通信部分采用先進(jìn)的WLAN技術(shù)——IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)，最大程度地采用成熟的設(shè)備。 DCS承載的業(yè)務(wù)為USSI信號(hào)系統(tǒng)的車(chē)地通信，USSI系統(tǒng)對(duì)DCS系統(tǒng)有明確的指標(biāo)要求： 1、DCS骨干網(wǎng)傳輸能力不小于500Mbps,骨干網(wǎng)是2.5GMbps 2、車(chē)地通信無(wú)線傳輸能力不小于1Mbps，最高傳輸速率54Mbps； 3、車(chē)地通信丟包率不大于1%； 4、單次報(bào)文時(shí)間的平均值是100ms，最大值要小于500ms；如果延

8、時(shí)大于500ms就會(huì)產(chǎn)生緊急制動(dòng),二、DCS子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) (1)軌旁骨干網(wǎng)絡(luò):是整個(gè)DCS系統(tǒng)的核心傳輸網(wǎng)平臺(tái)，用以連接控制中心、車(chē)輛段、設(shè)備集中站。 (2)軌旁數(shù)據(jù)接入網(wǎng)子系統(tǒng)：是DCS的車(chē)站信息節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)各種控制信號(hào)信息的邊緣有線接入 (3)車(chē)地通訊網(wǎng)子系統(tǒng)：是軌旁無(wú)線覆蓋網(wǎng)絡(luò)的集合，包括軌旁無(wú)線接入點(diǎn)及相關(guān)的光纖傳輸系統(tǒng) (4)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)：是列車(chē)信息網(wǎng)絡(luò)的集合，包括車(chē)載無(wú)線、有線和其它車(chē)載控制系統(tǒng)部件,,,

9、(1)骨干網(wǎng)的架構(gòu),軌旁骨干網(wǎng)采用業(yè)內(nèi)關(guān)鍵應(yīng)用組網(wǎng)的通用架構(gòu)構(gòu)建，由專(zhuān)用的光傳輸平臺(tái)產(chǎn)品和骨干交換機(jī)構(gòu)成，此架構(gòu)具有網(wǎng)絡(luò)層次劃分科學(xué)、高可擴(kuò)展性和可維護(hù)性等特點(diǎn)；骨干光傳輸平臺(tái)采用思科專(zhuān)業(yè)的ONS 15454E多業(yè)務(wù)傳輸產(chǎn)品以及先進(jìn)的RPR技術(shù)構(gòu)建，骨干交換機(jī)采用Catalyst 6506E核心交換機(jī)產(chǎn)品。運(yùn)營(yíng)控制中心和車(chē)輛段各部署兩臺(tái)骨干交換機(jī)以及兩臺(tái)光傳輸設(shè)備（A、B網(wǎng)分別部署，兩網(wǎng)獨(dú)立并行運(yùn)行），正線共7個(gè)設(shè)備集中站，其骨干交

10、換機(jī)采用A、B網(wǎng)交叉布放方式,世紀(jì)城站部署兩臺(tái)骨干交換機(jī)以及兩臺(tái)光傳輸設(shè)備,其余6站各部署一臺(tái)骨干交換機(jī)以及一臺(tái)光傳輸設(shè)備,骨干交換機(jī)上聯(lián)本站光傳輸設(shè)備，光傳輸設(shè)備之間通過(guò)光纖互聯(lián)組成RPR環(huán)網(wǎng)；在業(yè)務(wù)保護(hù)上, 采用RPR的保護(hù), 實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)和收斂(<50ms), 而無(wú)須依賴于底層SDH傳輸層保護(hù)機(jī)制, 大大節(jié)約了帶寬資源.,DCS系統(tǒng)從總體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上充分考慮了交換機(jī)設(shè)備的冗余配置以保證其可靠性。 A、B

11、網(wǎng)交叉布放方式： 升仙湖站、天府廣場(chǎng)站、火車(chē)南站組成一個(gè)RPR環(huán)網(wǎng) A網(wǎng) 文殊院站站、省體育館站、孵化園站組成一個(gè)RPR環(huán)網(wǎng) B網(wǎng) 使用ONS 15454E多業(yè)務(wù)光傳輸平臺(tái)，連接起來(lái)即可構(gòu)成RPR的環(huán)網(wǎng)。,正線所有車(chē)站均部署一臺(tái)軌旁無(wú)線設(shè)備接入交換機(jī)和一臺(tái)有線設(shè)備接入交換機(jī)（ A、B網(wǎng)分別部署，兩網(wǎng)獨(dú)立并行運(yùn)行）；軌旁無(wú)線設(shè)備接入交換機(jī)和有線設(shè)備接入交換機(jī)分別以星型方式千兆上聯(lián)所屬的本區(qū)域骨干

12、交換機(jī)；軌旁無(wú)線設(shè)備接入交換機(jī)以百兆光纖連接本站區(qū)域各軌旁AP，有線設(shè)備接入交換機(jī)通過(guò)百兆雙絞線為本站內(nèi)各軌旁有線設(shè)備提供接入；軌旁無(wú)線設(shè)備接入交換機(jī)采用思科ME-3400-24FS-A設(shè)備，有線設(shè)備接入交換機(jī)采用思科WS-C3560設(shè)備；,（2）軌旁數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò),是軌旁無(wú)線覆蓋網(wǎng)絡(luò)的集合，包括軌旁無(wú)線接入點(diǎn)及相關(guān)的光纖傳輸系統(tǒng) 提供車(chē)地之間雙向、可靠、安全的數(shù)據(jù)交換。無(wú)線接口采用國(guó)際先進(jìn)的IEEE 802.11g技術(shù)，并

13、遵循IEEE 802.11i無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議。 車(chē)地通訊網(wǎng)絡(luò)主要由軌旁AP、光電轉(zhuǎn)換器、天線、連接線纜、供電部分設(shè)備、保護(hù)箱設(shè)備組成。 軌旁AP采用防護(hù)等級(jí)為IP65的室外防護(hù)機(jī)箱，滿足項(xiàng)目防護(hù)等級(jí)要求； 軌旁AP分為A、B網(wǎng)設(shè)備獨(dú)立部署，采用思科1310無(wú)線AP設(shè)備及13.5dBi的八木定向天線； 任一網(wǎng)絡(luò)（A網(wǎng)或B網(wǎng)）軌旁AP的部署遵循無(wú)線信號(hào)重疊覆蓋的原則，即每個(gè)軌旁AP的無(wú)線信號(hào)覆蓋范圍為2倍的

14、軌旁AP部署間距，,(3)車(chē)地雙向通信網(wǎng)絡(luò),軌旁AP連接方式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,軌旁接入交換機(jī)-A網(wǎng),軌旁接入交換機(jī)-B網(wǎng),軌旁AP-A網(wǎng),軌旁AP-B網(wǎng),,,,N站,,N+1站,,,,,,,,,,,,,,,,,,,軌旁接入交換機(jī)-B網(wǎng),軌旁接入交換機(jī)-A網(wǎng),上圖僅為邏輯示意圖，實(shí)際項(xiàng)目中所有軌旁AP均部署在隧道弱電一側(cè),任一網(wǎng)絡(luò)（A網(wǎng)或B網(wǎng)）軌旁AP的部署遵循無(wú)線信號(hào)重疊覆蓋的原則，即每個(gè)軌旁AP的無(wú)線信號(hào)覆

15、蓋范圍為2倍的軌旁AP部署間距，如下圖所示：,,,AP01,AP03,AP02,,無(wú)線覆蓋區(qū)域,無(wú)線覆蓋區(qū)域,無(wú)線覆蓋區(qū)域,任一軌旁AP故障的情況下，仍能維持軌旁無(wú)線信號(hào)的連續(xù)覆蓋：,,AP01,AP03,AP02,,無(wú)線覆蓋區(qū)域,無(wú)線覆蓋區(qū)域,車(chē)地雙向通信網(wǎng)絡(luò)—軌旁AP無(wú)線信號(hào)重疊覆蓋,車(chē)地雙向通信網(wǎng)絡(luò)—軌旁AP布點(diǎn)原則（以單網(wǎng)為例）,根據(jù)計(jì)算以及實(shí)際工程測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，我們建議隧道內(nèi)直線區(qū)段的軌旁AP部署間距為200米左右；彎道區(qū)段的軌旁

16、AP部署間距以可視距離為參考原則；彎道、地面段等特殊環(huán)境下的AP部署方案可根據(jù)實(shí)際勘測(cè)結(jié)果最終確定； 站臺(tái)附近如存在抽風(fēng)機(jī)設(shè)備，在站臺(tái)長(zhǎng)度不長(zhǎng)的情況下，為避免抽風(fēng)設(shè)備對(duì)無(wú)線信號(hào)的阻隔和反射影響，建議站臺(tái)兩端軌旁AP部署點(diǎn)選擇距離抽風(fēng)機(jī)稍遠(yuǎn)的地方；軌旁AP的布點(diǎn)設(shè)計(jì)還需避開(kāi)隧道內(nèi)的人防段和隔斷門(mén)位置；軌旁AP天線安裝支架的設(shè)計(jì)需要能夠適應(yīng)各種不同隧道洞型的差異，以確保軌旁天線與車(chē)載天線的極化方向保持一致；,車(chē)地雙向通信無(wú)線網(wǎng)絡(luò)采用8

17、02.11g標(biāo)準(zhǔn)，A、B網(wǎng)使用Channel 1和Channel 11兩個(gè)不重疊的無(wú)線信道；在列車(chē)車(chē)頭和車(chē)尾各部署一個(gè)車(chē)載MR設(shè)備（分屬于A、B網(wǎng)），采用思科1310無(wú)線設(shè)備及10dBi八木定向天線；,（4）車(chē)載數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分別由車(chē)頭駕駛室網(wǎng)絡(luò)部分及車(chē)尾駕駛室網(wǎng)絡(luò)部分組成。其中車(chē)頭駕駛室網(wǎng)絡(luò)部分由車(chē)載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)單元即WGB 1310、車(chē)載天線、車(chē)載網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和車(chē)載CBTC系統(tǒng)設(shè)備組成。車(chē)尾駕駛室網(wǎng)絡(luò)部分也同樣由車(chē)載無(wú)線

18、網(wǎng)絡(luò)單元即WGB 1310、車(chē)載天線、車(chē)載網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和車(chē)載CBTC系統(tǒng)設(shè)備組成。具體車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓?fù)溆上聢D所示：,車(chē)載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)單元我們同樣采用Cisco Aironet 1310，只需簡(jiǎn)單的把Cisco Aironet 1310配置成WGB工作模式，Cisco Aironet 1310即工作在WGB狀態(tài)下。與軌旁天線的選擇一樣，車(chē)載無(wú)線單元的天線配置為分極天線。在列車(chē)車(chē)頭和車(chē)尾各部署一個(gè)車(chē)載MR設(shè)備（分屬于A、B網(wǎng)），采用思科1310

19、無(wú)線設(shè)備及10dBi八木定向天線；,,CBTC系統(tǒng)系統(tǒng)配置圖,1.運(yùn)營(yíng)控制中心和車(chē)輛段骨干交換機(jī)采用Catalyst 6506E核心交換機(jī)外觀圖：,2.無(wú)線設(shè)備接入交換機(jī)WS-C3560-24TS-S,3.有線設(shè)備接入交換機(jī)ME-3400-24FS-A,4.軌旁AP：接入點(diǎn) Access Point 采用的是Cisco 1310 AP產(chǎn)品,5.思科的ONS 15454E多業(yè)務(wù)光傳輸產(chǎn)品 Cisco ONS 15454 是多業(yè)務(wù)

20、光傳輸平臺(tái)，ONS 15454可以利用靈活的光傳輸技術(shù)（例如新興的彈性分組環(huán)（RPR）、SDH和DWDM/CWDM），將以太網(wǎng)、IP、存儲(chǔ)和TDM服務(wù)整合到一起，為城域網(wǎng)（MAN）電信運(yùn)營(yíng)商提供了一個(gè)極為可靠的解決方案。,三、設(shè)備介紹,1. 軌旁數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)軌旁數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)包括Cisco WS-C3560-24TS-S、WS-C3560-48TS-S和ME-3400-24FS-A交換機(jī)。這些交換機(jī)提供各軌旁子系統(tǒng)（ZC、MicroLo

21、ck Ⅱ、 ATS等）和軌旁無(wú)線設(shè)備（軌旁AP等）接入數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)的接口。接入交換機(jī)提供標(biāo)準(zhǔn)的10M/100M 以太網(wǎng)接口，遵循國(guó)際通行的IEEE 802.3u和802.3x協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層采用UDP/IP協(xié)議2．軌旁數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡(luò)軌旁數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括Cisco 15454E光傳輸設(shè)備和Cisco WS-C6506-E骨干交換機(jī)。Cisco 15454E將骨干交換機(jī)采用RPR（Resilient Packet Ring）彈性

22、分組環(huán)技術(shù)連接起來(lái)，集IP的智能化、以太網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和光纖環(huán)網(wǎng)的高帶寬效率、可靠性于一體。RPR技術(shù)在提供類(lèi)似SDH級(jí)網(wǎng)絡(luò)可靠性的同時(shí)降低了傳送費(fèi)用。Cisco WS-C6506-E為接入交換機(jī)提供了高速的上行接口，從而使其接入骨干網(wǎng)。,3．車(chē)載數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)車(chē)載數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括Cisco AIR-BR1310G-A-K9-R AP組裝成的MR。提供各車(chē)載子系統(tǒng)（自動(dòng)列車(chē)防護(hù)子系統(tǒng)ATP、自動(dòng)列車(chē)運(yùn)行子系統(tǒng)ATO等）和車(chē)載設(shè)備（司機(jī)駕

23、駛臺(tái)TOD、安全I(xiàn)/O控制器MTORE等）以及車(chē)載無(wú)線設(shè)備（如車(chē)載AP）之間的通信接口。車(chē)載交換機(jī)模塊提供標(biāo)準(zhǔn)的10M/100M 以太網(wǎng)接口，遵循國(guó)際通行的IEEE 802.3u和802.3x協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層采用UDP/IP協(xié)議。4．軌旁通訊網(wǎng)絡(luò)軌旁通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括Cisco AIR-LAP1310G-A-K9R AP組成的AP機(jī)箱（還包括光電轉(zhuǎn)換器，電源等部件），軌旁天線AIR-ANT1949。提供車(chē)地之間雙向、可靠、安全的數(shù)

24、據(jù)交換。無(wú)線接口采用國(guó)際先進(jìn)的IEEE 802.11g技術(shù)，并遵循IEEE 802.11i無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議 5．控制中心 控制中心的安全認(rèn)證系統(tǒng)包括Cisco IPS-4240-K9入侵檢測(cè)設(shè)備和網(wǎng)管認(rèn)證服務(wù)器，提供網(wǎng)絡(luò)的安全認(rèn)證保護(hù)。認(rèn)證服務(wù)器和網(wǎng)管服務(wù)器都是IBM X3250,AP機(jī)箱,DCS子系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)間的接口,中央控制室（OCC）：位于中央控制室內(nèi)的設(shè)備首先通過(guò)以太網(wǎng)接口連接到接入交換機(jī)，然后接入數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)

25、。接入交換機(jī)通過(guò)光纖連接到骨干交換機(jī)，骨干交換機(jī)再通過(guò)光纖鏈接到傳輸環(huán)（傳輸平臺(tái)）。 ZC：ZC通過(guò)以太網(wǎng)接口 連接到接入交換機(jī)，然后接入數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)。接入交換機(jī)通過(guò)光纖連接到骨干交換機(jī)。 聯(lián)鎖控制器（MicroLok Ⅱ）：MicroLok Ⅱ通過(guò)以太網(wǎng)接口連接到接入交換機(jī)，然后接入數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)。接入交換機(jī)通過(guò)光纖連接到骨干交換機(jī)。 車(chē)載控制器（CC）：車(chē)載控

26、制器通過(guò)以太網(wǎng)接口 連接到車(chē)載ESE，然后接入數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)。車(chē)載ESE連接到車(chē)載MR，并通過(guò)無(wú)線接口，接入到軌旁網(wǎng)絡(luò)。。 車(chē)載MR與列車(chē)上的車(chē)載控制器系統(tǒng)之間：車(chē)載MR提供了標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)口，可以通過(guò)車(chē)載以太網(wǎng)交換設(shè)備和列車(chē)車(chē)載控制器等設(shè)備互聯(lián)。,舉例：CC如何將安全位置傳給ZC,CC→MR →車(chē)載天線→AP天線→饋線→AP →光電轉(zhuǎn)換器→3400交換機(jī)→6506骨干交換機(jī)→15454E光傳輸平臺(tái)→升仙湖或者世紀(jì)城15454E