dcs子系統(tǒng)介紹

1、DCS子系統(tǒng)簡介,2009年4月9日,關(guān)鍵設(shè)備簡介：(1)ZC:區(qū)域控制區(qū)。 一號線布置了兩臺，升仙湖站和世紀(jì)城站 區(qū)域控制器基于該區(qū)域內(nèi)所有列車的位置和方向，發(fā)出移動權(quán)限(MAL)指令，并持續(xù)更新和傳輸；計算移動權(quán)限，以保證列車安全隔離，并達到最小的列車運行間隔（2）CC:車載控制器。 每臺裝備車，前后端分別裝備 車載控制器負責(zé)列車安全定位。檢測查詢應(yīng)答器，用測速器和加速度計更新列車的安全位置。該安全位置通過數(shù)

2、據(jù)通信子系統(tǒng)(DCS)，傳輸?shù)絽^(qū)域控制器 (ZC)以及列車自動監(jiān)控(ATS)系統(tǒng)。（3） Microlok II：聯(lián)鎖控制器，在七個聯(lián)鎖站安裝。成都地鐵一號線正線采用分布式聯(lián)鎖控制方式。全線分為七個聯(lián)鎖區(qū)。每個聯(lián)鎖區(qū)包括有岔站和無岔站，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:美國電氣和電子工程師協(xié)會 IEEE 802委員會，它成立于1980年2月，它的任

3、務(wù)是指定局域網(wǎng)的國際標(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)，無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，802.11g 54Mbps (2) 交換機：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。廣義的交換機（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的簡稱R

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

5、信的列車自動控制,(6)丟包率 　丟包率（Loss Tolerance或packet loss rate）是指測試中所丟失數(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)測試。丟包率與數(shù)據(jù)包長度以及包發(fā)送頻率相關(guān)。通常，千兆網(wǎng)卡在流量大于200Mbps時，丟包率小于萬分之五；百兆網(wǎng)卡在流量大于60Mbps時，丟包率小于萬分之一。 （7）吞吐量 吞吐量是指在沒有幀丟失的情況下，設(shè)備能夠接受的最大速率. 鏈路

6、上的可用帶寬（帶寬）與實際鏈路中每秒所能傳送的比特數(shù)（吞吐量）。,數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)（Data Communications Subsystem, DCS）是一個寬帶通信系統(tǒng)，提供了CBTC系統(tǒng)內(nèi)的三個主要列車控制子系統(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)，無線

7、通信部分采用先進的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信號系統(tǒng)的車地通信，USSI系統(tǒng)對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、車地通信無線傳輸能力不小于1Mbps，最高傳輸速率54Mbps； 3、車地通信丟包率不大于1%； 4、單次報文時間的平均值是100ms，最大值要小于500ms；如果延

8、時大于500ms就會產(chǎn)生緊急制動,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DCS系統(tǒng)的核心傳輸網(wǎng)平臺，用以連接控制中心、車輛段、設(shè)備集中站。 (2)軌旁數(shù)據(jù)接入網(wǎng)子系統(tǒng)：是DCS的車站信息節(jié)點，實現(xiàn)各種控制信號信息的邊緣有線接入 (3)車地通訊網(wǎng)子系統(tǒng)：是軌旁無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)的集合，包括軌旁無線接入點及相關(guān)的光纖傳輸系統(tǒng) (4)車載網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)：是列車信息網(wǎng)絡(luò)的集合，包括車載無線、有線和其它車載控制系統(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，由專用的光傳輸平臺產(chǎn)品和骨干交換機構(gòu)成，此架構(gòu)具有網(wǎng)絡(luò)層次劃分科學(xué)、高可擴展性和可維護性等特點；骨干光傳輸平臺采用思科專業(yè)的ONS 15454E多業(yè)務(wù)傳輸產(chǎn)品以及先進的RPR技術(shù)構(gòu)建，骨干交換機采用Catalyst 6506E核心交換機產(chǎn)品。運營控制中心和車輛段各部署兩臺骨干交換機以及兩臺光傳輸設(shè)備（A、B網(wǎng)分別部署，兩網(wǎng)獨立并行運行），正線共7個設(shè)備集中站，其骨干交

10、換機采用A、B網(wǎng)交叉布放方式,世紀(jì)城站部署兩臺骨干交換機以及兩臺光傳輸設(shè)備,其余6站各部署一臺骨干交換機以及一臺光傳輸設(shè)備,骨干交換機上聯(lián)本站光傳輸設(shè)備，光傳輸設(shè)備之間通過光纖互聯(lián)組成RPR環(huán)網(wǎng)；在業(yè)務(wù)保護上, 采用RPR的保護, 實現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)和收斂(<50ms), 而無須依賴于底層SDH傳輸層保護機制, 大大節(jié)約了帶寬資源.,DCS系統(tǒng)從總體網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)上充分考慮了交換機設(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、天府廣場站、火車南站組成一個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RPR環(huán)網(wǎng) B網(wǎng) 使用ONS 15454E多業(yè)務(wù)光傳輸平臺，連接起來即可構(gòu)成RPR的環(huán)網(wǎng)。,正線所有車站均部署一臺軌旁無線設(shè)備接入交換機和一臺有線設(shè)備接入交換機（ A、B網(wǎng)分別部署，兩網(wǎng)獨立并行運行）；軌旁無線設(shè)備接入交換機和有線設(shè)備接入交換機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；軌旁無線設(shè)備接入交換機以百兆光纖連接本站區(qū)域各軌旁AP，有線設(shè)備接入交換機通過百兆雙絞線為本站內(nèi)各軌旁有線設(shè)備提供接入；軌旁無線設(shè)備接入交換機采用思科ME-3400-24FS-A設(shè)備，有線設(shè)備接入交換機采用思科WS-C3560設(shè)備；,（2）軌旁數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò),是軌旁無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)的集合，包括軌旁無線接入點及相關(guān)的光纖傳輸系統(tǒng) 提供車地之間雙向、可靠、安全的數(shù)據(jù)交換。無線接口采用國際先進的IEEE 802.11g技術(shù)，并

13、遵循IEEE 802.11i無線網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議。 車地通訊網(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、保護箱設(shè)備組成。 軌旁AP采用防護等級為IP65的室外防護機箱，滿足項目防護等級要求； 軌旁AP分為A、B網(wǎng)設(shè)備獨立部署，采用思科1310無線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的部署遵循無線信號重疊覆蓋的原則，即每個軌旁AP的無線信號覆蓋范圍為2倍的

14、軌旁AP部署間距，,(3)車地雙向通信網(wǎng)絡(luò),軌旁AP連接方式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,軌旁接入交換機-A網(wǎng),軌旁接入交換機-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-B網(wǎng),軌旁接入交換機-A網(wǎng),上圖僅為邏輯示意圖，實際項目中所有軌旁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的部署遵循無線信號重疊覆蓋的原則，即每個軌旁AP的無線信號覆

15、蓋范圍為2倍的軌旁AP部署間距，如下圖所示：,,,AP01,AP03,AP02,,無線覆蓋區(qū)域,無線覆蓋區(qū)域,無線覆蓋區(qū)域,任一軌旁AP故障的情況下，仍能維持軌旁無線信號的連續(xù)覆蓋：,,AP01,AP03,AP02,,無線覆蓋區(qū)域,無線覆蓋區(qū)域,車地雙向通信網(wǎng)絡(luò)—軌旁AP無線信號重疊覆蓋,車地雙向通信網(wǎng)絡(luò)—軌旁AP布點原則（以單網(wǎng)為例）,根據(jù)計算以及實際工程測試經(jīng)驗，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)實際勘測結(jié)果最終確定； 站臺附近如存在抽風(fēng)機設(shè)備，在站臺長度不長的情況下，為避免抽風(fēng)設(shè)備對無線信號的阻隔和反射影響，建議站臺兩端軌旁AP部署點選擇距離抽風(fēng)機稍遠的地方；軌旁AP的布點設(shè)計還需避開隧道內(nèi)的人防段和隔斷門位置；軌旁AP天線安裝支架的設(shè)計需要能夠適應(yīng)各種不同隧道洞型的差異，以確保軌旁天線與車載天線的極化方向保持一致；,車地雙向通信無線網(wǎng)絡(luò)采用8

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

18、網(wǎng)絡(luò)單元即WGB 1310、車載天線、車載網(wǎng)絡(luò)交換機和車載CBTC系統(tǒng)設(shè)備組成。具體車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓撲由下圖所示：,車載無線網(wǎng)絡(luò)單元我們同樣采用Cisco Aironet 1310，只需簡單的把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，車載無線單元的天線配置為分極天線。在列車車頭和車尾各部署一個車載MR設(shè)備（分屬于A、B網(wǎng)），采用思科1310

19、無線設(shè)備及10dBi八木定向天線；,,CBTC系統(tǒng)系統(tǒng)配置圖,1.運營控制中心和車輛段骨干交換機采用Catalyst 6506E核心交換機外觀圖：,2.無線設(shè)備接入交換機WS-C3560-24TS-S,3.有線設(shè)備接入交換機ME-3400-24FS-A,4.軌旁AP：接入點 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，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、存儲和TDM服務(wù)整合到一起，為城域網(wǎng)（MAN）電信運營商提供了一個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。這些交換機提供各軌旁子系統(tǒng)（ZC、MicroLo

21、ck Ⅱ、 ATS等）和軌旁無線設(shè)備（軌旁AP等）接入數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)的接口。接入交換機提供標(biāo)準(zhǔn)的10M/100M 以太網(wǎng)接口，遵循國際通行的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。Cisco 15454E將骨干交換機采用RPR（Resilient Packet Ring）彈性

22、分組環(huán)技術(shù)連接起來，集IP的智能化、以太網(wǎng)的經(jīng)濟性和光纖環(huán)網(wǎng)的高帶寬效率、可靠性于一體。RPR技術(shù)在提供類似SDH級網(wǎng)絡(luò)可靠性的同時降低了傳送費用。Cisco WS-C6506-E為接入交換機提供了高速的上行接口，從而使其接入骨干網(wǎng)。,3．車載數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)車載數(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。提供各車載子系統(tǒng)（自動列車防護子系統(tǒng)ATP、自動列車運行子系統(tǒng)ATO等）和車載設(shè)備（司機駕

23、駛臺TOD、安全I/O控制器MTORE等）以及車載無線設(shè)備（如車載AP）之間的通信接口。車載交換機模塊提供標(biāo)準(zhǔn)的10M/100M 以太網(wǎng)接口，遵循國際通行的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機箱（還包括光電轉(zhuǎn)換器，電源等部件），軌旁天線AIR-ANT1949。提供車地之間雙向、可靠、安全的數(shù)

24、據(jù)交換。無線接口采用國際先進的IEEE 802.11g技術(shù)，并遵循IEEE 802.11i無線網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議 5．控制中心 控制中心的安全認證系統(tǒng)包括Cisco IPS-4240-K9入侵檢測設(shè)備和網(wǎng)管認證服務(wù)器，提供網(wǎng)絡(luò)的安全認證保護。認證服務(wù)器和網(wǎng)管服務(wù)器都是IBM X3250,AP機箱,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)備首先通過以太網(wǎng)接口連接到接入交換機，然后接入數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)

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

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