廣州市軌道交通三號線主控系統(tǒng)骨干網(wǎng)的設計和選用

1、廣州市軌道交通三號線主控系統(tǒng)骨干網(wǎng)的設計和選用摘要本文從三號線主控骨干網(wǎng)的選型原那么、組網(wǎng)方式、網(wǎng)絡特點分析等幾個方面進展介紹，并根據(jù)工程檢驗闡述主控骨干網(wǎng)在應用過程中需關注的幾個技術關鍵。關鍵詞千兆以太網(wǎng)主控系統(tǒng)應用Abstrat:ThistextintreduestheSeletin,thepse,theSpeialty,theappliatinftheSBakbneNetrkinGuangzhuetrline3.ItexpundsthateshuldainlyephasizethesereralkeyftehniqueissueintheappliatinftheSBakbneNetrk

2、.Keyrds:1Gb/sEthernetSAppliatin1概述廣州地鐵積極學習世界先進技術，大膽創(chuàng)新，繼在地鐵二號線率先在國內(nèi)采用集中冷站對地鐵車站進展供冷、屏蔽門系統(tǒng)及全非接觸式I卡自動售檢票系統(tǒng)，又在地鐵三號線率先在國內(nèi)構建地鐵綜合自動化系統(tǒng)主控系統(tǒng)。廣州地鐵三號線主控系統(tǒng)集成了變電所自動化系統(tǒng)PSADA、火災報警系統(tǒng)FAS、機電設備監(jiān)控系統(tǒng)ES、屏蔽門系統(tǒng)PSD、防淹門FG。同時互聯(lián)了：播送系統(tǒng)PA、閉路電視系統(tǒng)TV、車載信息系統(tǒng)TIS、車站信息系統(tǒng)SIS、自動售檢票系統(tǒng)AF、信號系統(tǒng)SIG、時鐘系統(tǒng)LK等。與行車指揮、防災和平安及乘客效勞管理等有關的信息應進入主控系統(tǒng)。通過將各集

3、成和互聯(lián)絡統(tǒng)的信息進展整合，提供一個友好、完好、統(tǒng)一的人機界面，方便上述崗位人員的操作。當出現(xiàn)異常情況由正常運行形式轉(zhuǎn)為災害運行形式時，主控系統(tǒng)能迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閼毙问?，為防災、救援和事故處理的指揮提供方便。2地鐵環(huán)境特點1各種機電、通訊、有線、無線、信號等設備發(fā)射、輻射出大量無規(guī)那么電磁信號。2采用1500VD牽引形成畸變電常3其它不可預見干擾。4風機等設備為回、排風、排煙公用。5控制信號要求極高。3選型主控骨干網(wǎng)(BN)承當著主控系統(tǒng)信息交換、傳送的任務，因此骨干網(wǎng)的選型必須遵循：1網(wǎng)絡和設備的高可靠性。網(wǎng)絡的拓撲構造必須設計合理可靠，需要考慮物理鏈路的冗余保護；網(wǎng)絡設備必須具有高可靠性，需要

4、考慮主要設備如交換機的冗余配置；網(wǎng)絡一旦發(fā)生故障后必須有很強的自愈才能。2數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性。主控系統(tǒng)集中控制的特點，決定了主干網(wǎng)絡主要承載車站節(jié)點和節(jié)點之間的流量，和所有車站、車輛段的數(shù)據(jù)通信均需BN完成，故需要足夠的帶寬保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性，并且可以通過QS機制保證重要數(shù)據(jù)的實時傳輸。3網(wǎng)絡的可擴展性。考慮到今后站點增加的需要，BN的節(jié)點擴展必須方便，并且不能影響網(wǎng)絡的性能。4網(wǎng)絡管理的方便性?？紤]到網(wǎng)絡維護的方便性，必須有統(tǒng)一的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，對整個網(wǎng)絡的狀況和故障進展監(jiān)測。4網(wǎng)絡構成1主控系統(tǒng)骨干網(wǎng)網(wǎng)絡構成廣州地鐵三號線系統(tǒng)的主控骨干網(wǎng)(BN)采用雙環(huán)千兆工業(yè)以太網(wǎng)構建，車站、車輛段和等每

5、個網(wǎng)絡節(jié)點采用主備兩套工業(yè)級的千兆以太網(wǎng)交換機。所有車站、車輛段和的S設備都連接到交換機上進展數(shù)據(jù)通信。過對辦公級以太網(wǎng)、彈性分組網(wǎng)RPR、工業(yè)以太網(wǎng)的主控系統(tǒng)方案提供商和網(wǎng)絡設備提供商的考察，特別是針對軌道交通及本工程的要求，交換機采用德國Hirshann公司的AH3000系列產(chǎn)品，構建地鐵三號線的主控系統(tǒng)的骨干網(wǎng)。其中采用兩臺AH3005交換機,背板處理才能為40G，每臺配置8個模塊：4塊100的RJ45模塊,可接32個RJ45口；3塊千兆光纖模塊,每塊模塊含有2個光纖接口，共計6個,可接多模或單模光纖；其中兩個連接BN雙環(huán)千兆以太網(wǎng)；兩個連接中央實時主、備效勞器；兩個連接中央歷史主、備效

6、勞器；1塊路由模塊。車站、車輛段均采用兩臺AH3002交換機，背板處理才能為16G，每臺配置4塊模塊，其中3塊100的RJ45模塊，共有24個100接口；1塊千兆光纖模塊，用于連接雙環(huán)千兆工業(yè)以太網(wǎng)。網(wǎng)絡方案詳見下列圖：車站設備采用星型接入方法，網(wǎng)絡即可滿足車站的本地數(shù)據(jù)交換要求，又可以滿足數(shù)據(jù)流在骨干網(wǎng)上的傳輸需求。同時星形構造又具有良好的可擴展性和伸縮性，并易于隔離故障點。2赫茲曼全雙工雙環(huán)千兆以太網(wǎng)路的技術特點赫茲曼千兆工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)交換機組成的全雙工冗余主控骨干網(wǎng)的技術特點如下：HIRSHANN的雙環(huán)以太網(wǎng)具有優(yōu)良的性能，有力地支持S平安、穩(wěn)定運行。具有多重冗余和高可靠性。采用“超級環(huán)H

7、IPER-RING、雙鏈路冗余LinkRedundany、雙節(jié)點冗余Dual-hing和生成樹SpanningTree等多種冗余方式，采用雙電源冗余、無源背板大大進步了系統(tǒng)的可靠性。其工作環(huán)境溫度范圍可以到達050，防護等級達IP30。采用模塊化設計，便于將來擴展。采用雙環(huán)網(wǎng)冗余和環(huán)間冗余。環(huán)間冗余下聯(lián)冗余，即可以在兩個環(huán)網(wǎng)在中央建立兩條互為熱備的連接通道，當其中一條發(fā)生故障時可以自動切換到另外一條通道，為系統(tǒng)的擴展提供了很大的方便。主干鏈路物理徑路冗余保護，冗余網(wǎng)絡的切換時間不大于500s。在以太環(huán)網(wǎng)鏈路切換時，采用HIPER-Ring技術在鏈路層已經(jīng)開場糾錯。較高的實時性。高優(yōu)先級64By

8、te的幀格式實時傳輸時間為97.36us，低優(yōu)先級1518Byte的幀格式實時傳輸時間為457.76us，它的實時性完全可以滿足工業(yè)控制實時性需要。具有QS性能，可以進展優(yōu)先級控制。因此組成雙環(huán)網(wǎng)允許的故障點為：當1處出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)可以通過另一環(huán)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)；當2處出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)可以通過另一環(huán)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)；當3處出現(xiàn)故障，赫斯曼交換機B的管理口偵測到3出現(xiàn)故障，自動閉合Redundant線路，使環(huán)網(wǎng)自愈；當4處出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)可以通過車輛段交換機之間的連接傳輸數(shù)據(jù)，反之亦然。因此這種方案可以做到1，2，3，4同時出現(xiàn)故障。3網(wǎng)絡管理系統(tǒng)網(wǎng)絡管理系統(tǒng)NS用于配置、監(jiān)視和管理整個S網(wǎng)絡。NS系統(tǒng)功能由赫

9、茲曼的網(wǎng)管軟件Hivisin和英國Invensys公司itet監(jiān)控軟件完成，整個NS系統(tǒng)基于SNP協(xié)議。其中Hivisin主要完成交換機的監(jiān)視和配置功能，itet完成除交換機之外的其他網(wǎng)絡設備如UPS、PS控制器、效勞器、工作站、打印機等的監(jiān)視功能。5千兆以太網(wǎng)組網(wǎng)過程中應考慮的問題1網(wǎng)絡效率考慮。網(wǎng)絡效率來自于多方面的措施：選用高帶寬背板、高效率的交換機保證網(wǎng)絡系統(tǒng)的高效率；利用交換機的VLAN技術或三層路由交換功能，將每個接入網(wǎng)均劃分為不同的網(wǎng)端或VLAN，進展有效的播送隔離，進步網(wǎng)絡系統(tǒng)的效率；利用交換機的優(yōu)先級機制，對BN的帶寬進展劃分給予重要節(jié)點較高的優(yōu)先級，以保證重要信息的及時傳輸

10、。2網(wǎng)絡可靠性考慮。采用雙網(wǎng)設計，中央采用雙網(wǎng)平衡、動態(tài)尋徑的策略，一個節(jié)點上某一個網(wǎng)卡或網(wǎng)線的損壞不會影響此節(jié)點的網(wǎng)絡功能，一臺交換機的損壞也不會影響系統(tǒng)的網(wǎng)絡功能，保證網(wǎng)絡方案的可靠性，雙環(huán)網(wǎng)冗余的網(wǎng)絡拓撲可以允許交換機、三處光纖(共四處)或者交換機、兩處光纖、網(wǎng)線網(wǎng)卡四種故障。3網(wǎng)絡平安性考慮。在連接的路由交換機上，配置防火墻功能，阻擋對中央級控制系統(tǒng)的非法訪問；同時采用VLAN技術，在交換機中的虛網(wǎng)劃分也能進步網(wǎng)絡的平安性，比方使中央歷史主、備效勞器就不在車站級節(jié)點的網(wǎng)絡可達范圍內(nèi)；在各網(wǎng)絡節(jié)點上的操作系統(tǒng)級采取必要的平安措施。6完畢語從共享式網(wǎng)絡到交換式網(wǎng)絡，從第二層交換到到多層交換，從以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)到千兆以太網(wǎng)，網(wǎng)絡技術飛速開展，千兆以太網(wǎng)的應用已非常成熟，千兆以太網(wǎng)組網(wǎng)技術與多媒體技術如PEG-4的有機結合，將使我們在將來的相當一段時間里，充分享受到千兆以太網(wǎng)技術給