从城轨通信专业看计算机网络与通信知识的应用

2023-01-28江苏省徐州技师学院李曙俏李冰涛

内江科技 2022年1期

◇江苏省徐州技师学院李曙俏李冰涛

本文阐述了城市轨道交通通信专业设备中对计算机网络与通信知识的基本应用，并且主要分析了轨道通信专业中的pis系统的网络结构、通信传输系统的接口应用、无线系统的虚拟网概况，希望能为相关研究人员及从业者提供参考。

在城市轨道交通通信专业的服务设备中，无论是pis系统、通信传输系统还是无线系统，他们全部都是凭借多媒体网络技术来运行，是以计算机系统为重要核心的地铁服务系统。在当今的信息化、数字化时代中，系统对数据信息的快速采集、传输和应用要求越来越高，因此关于计算机网络与通信技术的研究，成为决定城市轨道交通通信未来发展方向的决定性因素。

1 从PIS系统的网络结构来分析计算机网络应用

PIS系统从组成结构上来看共含有五个子系统：分别为控制中心的中心子系统、正线上各个车站的车站子系统、车辆段/停车场子系统、车辆上的车载子系统和传输数据信息的网络子系统，消息需要传输时，无论是从控制中心至各个车站方向还是反方向，传输系统都会提供传输通道，该通道是由2个有效宽带不小于500M的以太网通道组成，地面至列车的信息传输采用车地综合承载网提供无线传输通道。

车站子系统应该说是PIS系统的现场部分，它的主要工作是根据控制中心的要求来完成编辑播放内容的现场播放、管理及控制等，目的是为在该车站乘车的旅客尽可能的提供有用的信息。在该系统中，车站内的视频全部采用光纤传输，控制中心视音频信号通过网络发送给LCD播放控制器，LCD播放控制器通过HDMI直连线缆将视频信号发送给视频转换分配器发送端，视频转换分配器将视频信号转换成光信号，通过星形连接方式将视频信号发送给视频转换分配器两外一边的接收端，然后再将信息还原成HDMI电信号传送至终端LCD显示屏。

网络子系统主要工作内容是提供PIS信息的网络传输通道，在这些网络的传输通道中，一部分是地面使用的有线传输网络，一部分是车辆和地面设备信息传输使用的车-地无线网络，另外还有的车辆中装有的车载有线网络，共三个部分。其中有线传输网络的有线网络设备主要有：负责网络交换连接的核心以太网交换机（为保障信息传输不间断，使用冗余设置）、负责车站/车辆段/停车场网络传输的以太网交换机（非冗余设置）以及必要的网络安全措施，如防火墙及必须的安全防御系统、网络病毒防御系统，最后是网络层工作的网络连接设备路由器等[1]。

中心至车站主干传输网是由通信传输系统提供的，包括2个有效带宽大于500M的共享传输通道。然后将控制中心以及所有车站的相应设备全部连接到这个传输网络，以此来构成PIS 系统的信息传输路径[2]。

有线网络子系统应用的是最先进的网络体系结构，即基于TCP/IP协议的开放体系结构，并且使用的是标准的路由交换协议网络技术，该项技术成功的为中心、各个车站、车辆段以及停车场的数据、视频和控制信息提供了的数据通信网络。

在控制中心网络使用的是一台核心交换机，它的主要模块（如引擎、电源、风扇）采用冗余备份设置，目的是在单个模块出现故障时，整个控制中心信息不会因此模块故障而不能及时的传送各个车站，这种冗余设置方式大大的提高了网络信息传输的可靠性[3]。

2 通信传输系统的接口应用

通信传输系统拥有轨道交通通信系统的核心地位，该系统能够快速、准确、及时地传递地铁通信系统所需要的各种信息[4]。传输系统与信号专业、运管专业及供电专业的系统之间的接口介绍如下所示。

（1）传输与信号系统的接口提供传输系统的接口特性，它配合接口的连接测试，信号系统的信息传输依赖于通信传输系统，地铁各个车站、车辆段及最核心的控制中心的集中监控画面和信息数据的传输和交换全部依赖通信专业的传输系统，传输系统为这些内容的传输提供了至少两个以太网传输通道，该通道的有效带宽都大于100M，并且包含两个双绞线电气端口。

（2）传输与自动售检票系统接口作用是为AFC系统提供的需要的冗余共享以太网传输通道，数据带宽暂定100M。包括控制中心、车站、车辆段。该接口的控制界面通常会设置在地铁OCC、正线各个车站及车辆段的通信设备室，安装在通信综合配线架的外线侧。

（3）传输与清分中心（ACC）的接口是传输系统提供ACC所需要的冗余共享以太网传输通道，数据带宽暂定100M。包括控制中心、车辆段。传输系统与运营管理的清分中心（ACC）的接口界面会设置在地铁OCC、正线各个车站及车辆段的通信设备室，安装在通信综合配线架的外线侧。

（4）传输系统与杂散电流监测系统的接口是传输系统提供杂散电流监测系统所需要的冗余共享以太网传输通道，数据带宽暂定10M。包括车站、车辆段。传输系统与杂散电流监测（ZSDL）系统的接口界面在正线各个车站及车辆段的通信设备室，安装在通信综合配线架的外线侧。

（5）传输系统与电能管理系统的接口是传输系统提供电能管理系统所需要的冗余共享以太网传输通道，数据带宽通常设为10M。

（6）传输系统与可视化接地系统的接口是传输系统提供可视化接地（KSHJD）系统所需要的冗余共享以太网传输通道，数据带宽一般设定为100M[5]。

3 无线系统的虚拟网

无线通信系统是通过800MHz频段TETRA数字集群系统，它通常使用的传输介质为漏缆，通过漏缆实现了线路的各个区间、各个车站的站厅及车辆段全范围的网络覆盖，也可使用光纤直放站来实现对车辆段、停车场等区域进行信号补盲。

在实际的连接中，通常是多条线共享一个MSO，通过多个节点交换机互联，来形成一个传输网络，从管理上完成同一个网络的分线管理，必须依靠VPN技术来实现。

（1）设备管理的VPN。TETRA系统是无线传输系统的核心部分，其内部的各个设备之间配合紧密，为了避免多人操作造成的系统问题，通常我们会从总网管进行配置的整体管理，分网管只有查询权限（获取告警信息，第一时间得知故障并处理故障），没有管理操作权限。除了TETRA系统之外，无线系统中的直放站、电源等设备也需要网管的集中控制和管理，并且网管需要通过终端解决无线系统中全部设备的集中告警。另外，无线通信系统设备还包括直放站、电源等设备，也是通过集中网管终端实现对这些设备的集中管理。

（2）调度通信的VPN。调度话音通话是地铁无线通信的重要部分，调度通信设备包括OCC调度中心，各个线路上的车载台，固定电话、手持台等，在不同的线路上会分配不同的号段，每个号段是由个人身份号和组号两个部分组成，依靠管理员权限的方式去管理本线路的用户和组号，实现了本线路调度台对本线路中全部用户的监听和管理，从而实现了调度通信的VPN。

（3）数据通信的VPN。虽然每个线路都拥有自己独立的工作基站和调度台子系统，但是数据的传输过程依然是信息先汇总到MSO，之后再从MSO传送到各个不同线路的数据主机。该功能的实现需要依赖GGSN设备，通过GGSN的IP隧道技术将属于不同线路的数据路由分配到不同线路的CAD服务器和调度台，对不同的IP隧道进行通信隔离，从而实现数据通信的VPN。