大规模网络化运营下城市轨道交通通信系统设备维护要点

陈自勇

（重庆市轨道交通（集团）有限公司，重庆 401120）

1 大规模互联网运营下城轨交通体系的变革

城轨网络体系在建立初期通常以线路为单元进行构建，对通信中的各个子系统按照单线运用的方式来做出适应性布局安排。随着线路的规模扩大，每一个线路的通信系统都完成了联通，以适应城市统一管理的需要，但原来的单线布局结构并没有发生变化。大型城市轨道交通网络化经营的发展趋势对互联网、集约化经营管理的需求也大大提高，并且为充分发挥城际轨道交通体系大面积联网的规模资源优势，对通信网络系统的各重要子系统实行了重复布局与设置，从而引起了城市通信系统结构与技术条件的重大变革。

首先，广播、乘客信息系统从两个互不干扰的系统完成统一协调并做到了进一步的完善和优化，更好地弥补了单线布局系统存在的弊端，并呈现出基于全网多媒体影音信息系统的发展趋势。利用统一的内部接口协议，在深度标准化的前提下完成类型匹配，以通用软硬件平台方式搭建内核框架。其次，将专用无线通信网络系统、专用电话系统、公务电话系统、信息服务子系统等从传统单线布局转变为路网级的服务互联模式，彻底代替传统单线自助更换内核的方式，并借助上层骨干数据传输网络系统进行服务数据交换，能够有效提升各子系统信息传递以及运营的效率。再次，将闭路电视监视子系统从单线布局、全网互连向全面网络化的扁平结构过渡。以视讯监测系统为基础的闭路电视监视系统体系目前正处于从仿真控制系统向高清视讯控制系统转变的关键阶段，以实现企业在面对大型互联网运营的多元需求时提供准确高效的视频数据，并可以将企业后台人脸识别、客流识别以及车辆情况信息系统中的数据同步提供给客户。最后，将总电源、电缆、钟表、数据传输系统等基本的网络资源从单线布局、有线联网向遍及全网、规格要求统一的大规模互联网过渡。

2 大规模网络化运营带来的挑战

我国重庆地区的轨道交通通信体系主要由信息传输系统、特定通信系统、特定无线电话系统、公务电话系统、闭路电视监视系统、无线广播系统、乘客个人信息系统、钟点系统、综合电源系统以及光电缆系统等十多个子系统构成。因为建立时间的前后差异大，所以其所使用的设备类型和整体结构也有很着巨大的差异性。随着城轨大规模互联网的建立，对跨路网的服务需求也日益扩大，每日路网级的通信数据变多，也体现了数据的重要性，使网络运维受到了多维度的挑战[1]。

2.1 系统安全性得到提高

在大规模互联网背景下，每天的游客均以数百万人次计算，这也为系统运行带来了巨大的压力。网络通信各子系统在车辆调配、车站经营组织以及运营数据信息的发送和各种核心数据的传输、存储方面都充分发挥了巨大的作用。在集约化的发展管理模式下，对通信系统内获取的各类型资源和数据依赖性也都在逐步提升，同时也对数据传输系统以及其他子系统运行过程中的安全性和规范性有了新的要求[2]。

2.2 无法对设备情况做精准把握

目前，城轨工程通信总系统、子系统设施数量庞大，所有站点、段场以及轨道段都设置了通信系统，可见通信系统已经覆盖了轨道交通系统的每个角落。其各个子系统安装、移动端口、固定端口的信息传递数量已经达到了上亿级，涉及到如此庞大的数据信息量，在对设备通信状况进行检测的过程中，也需要更加精细的巡检体系和反馈机制才能够实现。移动端口数量庞大，在端口检修工作中，也可能会由于巨大的工作量造成检修周期较长、检修结果不精准的问题[3]。

2.3 设备标准和规格不一致

大规模网络化的都市轨道交通通信体系的构建并不是一朝一夕就能够完成的，而是需要几十年的不断部署、升级才能确保安装成功。尽管政府在建立初期就做出了比较长远的规划，但由于经济形势的持续变动、新需求的持续增长、信息技术的发展速度加快，再加上产业链的升级和供应商的变化以及城轨通信控制系统设备技术标准、品牌、型号等的不统一，也导致网络化经营模式下系统的规模效应无法完全转换为经济效益，严重制约着城市集约化、智能化经营管理的进展与实现[4]。

3 大规模网络化运营背景下轨道交通通信网络的运维技术

为适应城市轨道交通规模网络化经营模式下所带来的新挑战，需要从最顶层及全局角度调整运维管理体系架构，重新设计建立适应城际轨道交通规模网络化经营背景下的综合通信网络系统运维的管理体系框架，并确定了各子系统的技术演进发展方向。从企业指导思想、系统管理计划、经营体制优化以及员工团队优化等方面进行了细化研究，并建立了行动计划。

3.1 从传统单线思维向互联思维发展过渡

城轨系统在形成大规模的网络化运行体系以前，通信控制系统一般以线路为基本单元进行建设、运行维护及更新改造，本线路的技术资料一般只供本线路利用，可以针对性地解决本线路运行过程中出现的技术难题。为了配合大规模网络化运作模式下的信息通信新方式，还可以利用各类软硬件资料组成资源库，快速发现设备故障的基础表现形式和故障原因，最终利用互联共享网络管理平台在全网内协调处理问题。由此可见，大规模网络运营模式下城市轨道交通通信网络体系的构建必须要建立起与之相适配的运维管理制度，能够从传统的单向管理思维向现代化的互联网络运营管理思维过渡[5]。城市轨道通信系统构架如图1所示。

图1 城市轨道通信系统构架

3.2 系统管理规划

首先，大规模网络运营模式下的城市轨道交通通信网络系统相比于传统的单线路通信网络系统来说，能够结合当前社会经济持续发展背景下轨道交通企业对于轨道交通运行的管理要求以及技术要求，在利用智能化网络平台的基础上，实现了对轨道交通不同运行系统的集成化管理，并且通过协调统一的管理模式认定不同通信系统内各系统的功能要求以及功能框架，也能根据轨道交通系统运营过程中的资金投入预算对信息通信系统进行灵活的改造，是轨道交通的通信系统，真正意义上实现了不同子系统之间的互联互通。其次，城轨网络体系应突破原来单线网络的管理模式，建立通信网络的统一结构，提升顶层设备管控性能，提高终端侧的通用性，以达到最高层面的统一控制与共享。在全线网络覆盖的情况下完成网络信息传输，并做到了扁平化管理和架构构建。通过采用更加专业的方式培养核心工程维护团队，能够实现在语音技术下对整体通信系统的有效维护[6]。最后，对于数据传输、时钟源、光电缆、电源等通信体系应该制定标准的设备信号以及设备构建方式，并且连接到后台统一管理中心，实现对不同运维系统的集中化管理。专用无线通信、专用电话、公务电话、乘客信息、广播以及闭路电视监视系统等服务性质的子系统，也应该实现统一管理。对于固定无线电话、有线通话、固定公务通话等专业性较强的业务子系统应该探究分层维护和管理技术，能够针对不同的子系统运维方式找到统一的管理模式。而乘客信息、广播、闭路电视监视系统等综合部分则充分考虑根据企业运维的需要进一步发展自有应用软件，在中心侧依靠企业数据中心资源，在端口侧使用企业通用硬件整合[7]。

3.3 业务体系优化

首先，城轨大规模互联网运行场景下的通信管理系统必须以服务不中断、应用无故障感知为优化对象，实现冗余设置完善、报警制度健全、问题的快速检测措施完善以及问题处理快捷[8]。其次，预警体系完善、事故迅速判断和处理的前提是必须全面掌握事故情况和当前设备状况，根据技术人员对各种通信子系统的认识和逻辑判断做出合理的判断。整个网络各子系统的网管设备较为齐全，在单线运维的状况下，庞大的网管系统和本线路的工程人员能够很迅速地检测并处理故障。当发展到了数字化经营阶段后，在故障处理的过程中就必须考虑不同网管信息系统的特征，通过人工反复排查的方式才能够比较全方位地掌握当前设备状况，尽可能及早地排查系统中存在着的显性故障以及隐性问题，为系统故障的诊断以及维修争取最佳时机。最后，在城轨信息系统规模标准化运行条件下，应该建立一个能够跨路径、跨网络的智慧运维网络平台，收集汇总当前设备状况，从而在第一时间可预警故障、显示故障范围和影响区域。在经过一定时期的运用经验数据累积，就可以逐渐完成对故障的准确预警、精确快速定位，从而给出合理的故障弱化范围和处理意见[9]。

3.4 人员组织优化

随着轨道交通通信系统大规模网络化运行的推进，人才队伍将突破以原有线路为单元的运维队伍管理模式，运维人员构架从单线运维向分层运维过渡。分层建立调度统筹队伍、专业技术人员队伍、现场维护队伍和数据分析团队，划分层级配置、顶层负责的维护人员团队结构。调度协调队伍主要负责借助智能运维服务平台实时监测全网同步系统工作状况，并统筹各横向单元的工作，统一管理调度人员、物料和车辆及时监控系统维修和排故作业，及时接报并闭环检查确认系统故障。专业技术队伍可按专业类别设立，对各专业领域开展研究，并借助本专业系统网络平台对系统运行的状况进行监控和业务配置调度，针对系统状况制定针对性的修复计划，对系统性故障进行处置，引导并帮助现场维护技术队伍进行系统维修和故障排查作业。现场维护技术队伍还应该承担应用系统保养、修理责任，并做好对通信机房的巡检工作，协调专业技术队伍处置系统性故障。数据分析团队将借助智能运维业务平台，对各专业子系统的告警、状态和特性等数据进行强大数据挖掘分析，与专业的技术开发队伍共同优化系统故障诊断、处理手段与方法，并持续提升智能运维业务平台算法。

4 结 论

城市轨道交通的通信体系是保障轨道交通正常运营的前提条件，同时也是轨道交通运营体系中最关键的构成部分。目前，随着大规模网络化的城市轨道交通创新运营模式的不断发展，轨道交通通信体系的运维管理工作中存在的各类型弊端也逐渐显现出来。因此，更应该通过优化运维组织人员构架、完善业务体系、对轨道交通通信体系进行系统化管理等方式保障大规模网络化运营模式下城市轨道交通通信系统的安全运营。