城市轨道交通信号系统DCS有线网络过渡方案研究

马 龙

（北京城建设计发展集团股份有限公司，北京 100037）

1 概况

郑州市轨道交通14号线一期工程线路总长约7.54 km，全部为地下线。设车站6座，依次为元通大道站、铁炉站、市民大道站、市委党校站、奥体中心站、星空路站。根据线网规划14号线控制中心设于奥体中心站附近的第二调度中心。但由于第二调度中心建设进度滞后，无法满足14号线一期开通运营的需求，因此需要在第二调度中心投入运营前，在车辆段建立临时控制中心来保障14号线一期的按时开通运营，待条件成熟后再改迁至第二调度中心。

2 DCS有线网络原设计方案

14号线一期工程信号系统配置完整的CBTC系统设备，包括ATS、ATP、ATO、联锁、DCS、MSS等子系统设备。DCS子系统为CBTC系统构建连续双向的数据通信网络，包括有线通信网络和无线通信网络。其中有线通信网络为控制中心、车站、车辆段、试车线、维修中心设备之间提供连续双向的数据传输通道。

14号线一期DCS有线网络采用基于工业以太网技术的环网组网方案，利用骨干网交换机的MRP协议来实现光纤保护。在设备集中站（元通大道站、市民大道站、星空路站）、铁炉西车辆段、控制中心设置LTE环网交换机和ATS环网交换机，非设备集中站ATS设备通过MOXA交换机连接到设备集中站ATS环网交换机。全线各车站的LTE环网交换机和ATS环网交换机通过骨干以太网光纤组成4个相互独立的环状网络。联锁、ATP等安全信息和ATS等非安全信息均由2个环状网络组成，并通过VWLAN技术实现数据流相互隔离、互不干扰。同时在星空路站信号ODF架上预留14号线二期工程的接入端口。

DCS骨干网光缆采用2根单模光缆组环。非设备集中站（铁炉站、市委党校站、奥体中心站）到相邻的两个设备集中站各敷设1根光缆。试车线到控制中心单独敷设2根单模光缆。DCS有线网络拓扑结构如图1所示。

图1 DCS有线网络架构Fig.1 DCS wired network architecture diagram

3 接入临时控制中心DCS有线网络过渡方案

为实现控制中心安全、高效的过渡，过渡方案的设计需满足以下原则：必须在DCS有线网络方案基础上调整，实现环网组网；DCS有线网络要预留第二调度中心的接入条件；便于工程实施，降低改迁风险，不得影响正常运营；考虑资源共享，降低工程投资。

因此过渡方案需结合工业以太网技术的环网特点，通过在ODF架上尾纤跳接的方式，将临时控制中心纳入到环网中，并在临时控制中心设置环网交换机。同时根据线网规划，在奥体中心站预留接入第二调度中心的条件，便于后期工程改迁实施。接入临时控制中心DCS有线网络过渡方案如图2所示，具体实施方案如下。

图2 接入临时控制中心DCS有线网络架构Fig.2 DCS wired network architecture diagram accessing temporary OCC

1）在临时控制中心和铁炉西车辆段信号机房之间新敷设4根单模光缆，并熔接到铁炉西车辆段信号ODF架G、H、B、D侧端子上。

2）将铁炉西车辆段信号ODF架E—G侧端子之间、F—H侧端子之间用尾纤跳通，实现元通大道站—临时控制中心—铁炉西车辆段—市民大道站之间DCS网络通信。

3）由于第二调度中心建设在奥体中心站附近，为方便后期接入第二调度中心，将市民大道站和星空路站骨干网熔接到奥体中心站信号ODF架A、B、C、D侧端子上，同时将A—C侧端子之间和B—D侧端子之间用尾纤跳通，实现市民大道站—星空路之间的网络通信。

4）由于试车线和正线共用一套LTE核心网设备，因此需在试车线与临时控制中心之间单独敷设2根单模光缆并熔接到信号ODF架上，以实现试车线和临时控制中心LTE核心网的通信。

5）在试车线和奥体中心站之间敷设2根单模光缆，并预留有足够的长度，以便后期和第二调度中心LTE核心网通信。

上述方案主要是通过在信号ODF架上以尾纤跳接的方式，实现临时控制中心的接入，其优点如下。

1）方案易实施

该方案仅在铁炉西车辆段和奥体中心站信号ODF架端子上用尾纤跳接，其他车站DCS有线网络架构保持不变。工程难度系数低，对既有线设备影响小。

2）预留第二调度中心的接入条件

由于第二调度中心离奥体中心站比较近，因此本方案将奥体中心站接入DCS有线网络骨干网中，作为后期第二调度中心接入的转接点。

3）废弃工程量低

本方案充分利用原DCS有线网络架构，待后期改迁至第二调度中心，仅需在铁炉西车辆段和奥体中心站信号ODF架上重新尾纤跳接；并拆除铁炉西车辆段至临时控制中心、试车线至临时控制中心的单模光缆。

4 接入第二调度中心DCS有线网络改迁方案

DCS有线网络的改迁主要包括拆除临时控制中心的DCS有线网络接入点，并将第二调度中心设备接入到DCS有线网络中。接入第二调度中心DCS有线网络改迁如图3所示，具体改迁方案如下。

图3 接入第二调度中心DCS有线网络架构Fig.3 DCS wired network architecture diagram accessing the 2nd dispatching center

1）在接入第二调度控制中心前，需要先拆除铁炉西车辆段信号ODF架E—G侧端子之间、F—H侧端子之间的尾纤及奥体中心站信号ODF架A—C侧端子之间、B—D侧端子之间的尾纤，以及连接到临时控制中心的试车线信号ODF架单模光缆。

2）将铁炉西车辆段信号ODF架E—B侧端子之间和F—D侧端子之间用尾纤跳接，从而实现元通大道站—铁炉西车辆段—市民大道站之间的网络通信。

3）在奥体中心站信号ODF架A—G侧端子之间、B—H侧端子之间、C—I侧端子之间、D—J侧端子之间用尾纤跳通，从而实现市民大道站—第二调度中心—星空路站之间的网络通信。

4）将预留好的试车线至第二调度中心单模光缆熔接到试车线及第二调度中心信号ODF架上。

5 结语

郑州市轨道交通14号线一期工程信号系统DCS有线网络设计方案本着改迁工程量最低、对既有线设备影响最小等设计原则，既要保证线路的正常开通运营，又要考虑到后期改迁至第二调度中心的需求。为满足上述要求，本文对DCS有线网络架构进行了调整，通过在铁炉西车辆段和奥体中心站信号ODF架尾纤跳接的方式，实现临时控制中心/第二调度中心的灵活接入。