毛 建 石琦玉 張 寧

(1. 南京地鐵建設(shè)有限責(zé)任公司 南京 210008； 2. 東南大學(xué)智能運(yùn)輸系統(tǒng)研究中心 南京 210018)

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城市軌道交通綜合信息網(wǎng)業(yè)務(wù)接入的實(shí)現(xiàn)

毛 建1石琦玉2張 寧2

(1. 南京地鐵建設(shè)有限責(zé)任公司 南京 210008； 2. 東南大學(xué)智能運(yùn)輸系統(tǒng)研究中心 南京 210018)

為實(shí)現(xiàn)城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營較高的資源共享率以及較強(qiáng)的協(xié)調(diào)運(yùn)營能力，首先對(duì)城市軌道交通控制中心各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的通信需求進(jìn)行分析，根據(jù)需求分析結(jié)果獲取各業(yè)務(wù)系統(tǒng)傳輸信息業(yè)務(wù)的種類以及業(yè)務(wù)容量的大??；然后，對(duì)綜合通信網(wǎng)的組成與功能定位進(jìn)行描述；最后，根據(jù)信息傳輸種類以及業(yè)務(wù)容量大小等因素,確定綜合通信網(wǎng)上層系統(tǒng)和控制中心業(yè)務(wù)系統(tǒng)接入綜合信息網(wǎng)的接口類型與相關(guān)通信協(xié)議。 關(guān)鍵詞 城市軌道交通；通信；業(yè)務(wù)接入；綜合信息網(wǎng)

城市軌道交通只有在形成線網(wǎng)的情況下才能發(fā)揮其自身的高度集散能力，然而，形成線網(wǎng)之后，各條線路之間的協(xié)調(diào)運(yùn)營、信息資源共享以及互聯(lián)互通需要綜合考慮[1]。因此，必須有一個(gè)專門的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)各線路之間的協(xié)調(diào)運(yùn)營以及互聯(lián)互通，能夠承擔(dān)這一職能任務(wù)的只有城市軌道交通控制中心，它同時(shí)兼具應(yīng)急指揮中心的能力。

城市軌道交通控制中心業(yè)務(wù)內(nèi)容龐雜，承載的信息量極大，是各線路信息資源共享以及互聯(lián)互通的中樞，所以控制中心需要一個(gè)可靠的通信網(wǎng)來支撐其完成對(duì)各線路的協(xié)調(diào)指揮以及信息資源的共享等。城市軌道交通綜合信息網(wǎng)就是連接控制中心和各條線路的紐帶，輔助控制中心完成對(duì)各條線路的相關(guān)業(yè)務(wù)，是控制中心的專用信息通道?？刂浦行牡母黝愋畔I(yè)務(wù)較多，幾乎所有的信息業(yè)務(wù)都是通過綜合信息網(wǎng)進(jìn)行傳輸?shù)模?，控制中心的各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的支撐信息系統(tǒng)如何接入綜合通信網(wǎng)顯得極其關(guān)鍵。研究綜合信息網(wǎng)的業(yè)務(wù)接入首先應(yīng)當(dāng)明確綜合信息網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求和功能定位。

1 綜合信息網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求

城市軌道交通綜合信息網(wǎng)是連接城市軌道交通控制中心和線網(wǎng)內(nèi)各線路中心的信息紐帶，承載著軌道交通的各項(xiàng)信息業(yè)務(wù)。支撐各項(xiàng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息系統(tǒng)通過接入綜合信息網(wǎng)完成自身功能，而其接入方式取決于對(duì)應(yīng)各項(xiàng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息類型、業(yè)務(wù)容量以及互聯(lián)互通需求。換言之，各項(xiàng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的信息系統(tǒng)的接入方式取決于業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)綜合信息網(wǎng)的具體需求。

控制中心的功能是協(xié)調(diào)軌道交通各線路之間的運(yùn)營關(guān)系，完成線網(wǎng)內(nèi)信息資源的共享，實(shí)現(xiàn)各線路及各系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通，同時(shí)在災(zāi)害情況下能夠具有應(yīng)急指揮中心的能力[2]?？刂浦行牡闹饕蝿?wù)包括監(jiān)控軌道交通內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備和重要進(jìn)程的運(yùn)行情況，采集軌道交通各類數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行分析挖掘，根據(jù)分析挖掘結(jié)果形成科學(xué)決策意見供控制中心及其上級(jí)部門參考?？刂浦行哪軌?qū)⒅匾能壍澜煌I(yè)務(wù)信息上傳給城市主管部門，同時(shí)能夠向各條線路統(tǒng)一下發(fā)相關(guān)業(yè)務(wù)信息及控制信息。控制中心的架構(gòu)設(shè)置原則是便于各條線路的集中管理，其具體組織架構(gòu)是按照各業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)置中央級(jí)的管理機(jī)構(gòu)，其中應(yīng)急指揮中心的管理權(quán)限最高。在每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置線路級(jí)的具體管理機(jī)構(gòu)，分別對(duì)各個(gè)線路進(jìn)行監(jiān)控管理，線路級(jí)機(jī)構(gòu)從屬于中央級(jí)，這樣的管理架構(gòu)模式有助于統(tǒng)一協(xié)調(diào)各條線路之間的各項(xiàng)業(yè)務(wù)。

具體來說，作為軌道交通各線路的運(yùn)營協(xié)調(diào)中心，控制中心應(yīng)當(dāng)具備監(jiān)督管理、運(yùn)營管理、計(jì)劃管理的功能，這些功能通過控制中心的線網(wǎng)運(yùn)營信息化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。作為軌道交通各線路互聯(lián)互通的樞紐，控制中心應(yīng)當(dāng)具備信息數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)挖掘分析、數(shù)據(jù)分析結(jié)果應(yīng)用等功能?？刂浦行牡木€網(wǎng)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)分析等相關(guān)功能；作為緊急情況下的應(yīng)急指揮中心，控制中心應(yīng)當(dāng)具備日常應(yīng)急準(zhǔn)備以及應(yīng)急管理功能等。針對(duì)應(yīng)急管理問題，控制中心設(shè)置專門的應(yīng)急指揮中心業(yè)務(wù)系統(tǒng)完成災(zāi)害情況下的協(xié)調(diào)應(yīng)急指揮。同時(shí)，控制中心還應(yīng)當(dāng)具備票務(wù)結(jié)算的清分中心系統(tǒng)以及服務(wù)于乘客的信息編播中心系統(tǒng)。

線網(wǎng)運(yùn)營信息化系統(tǒng)的業(yè)務(wù)內(nèi)容主要包括監(jiān)督管理、運(yùn)營管理和計(jì)劃管理等，因此其通信需求以數(shù)據(jù)信息業(yè)務(wù)類型為主，但是數(shù)據(jù)種類不一，要求系統(tǒng)在接入綜合信息網(wǎng)時(shí)能夠傳輸多種數(shù)據(jù)信息，同時(shí)要求綜合信息網(wǎng)具備較高的通信質(zhì)量，保證數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。

線網(wǎng)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)是控制中心收集、存儲(chǔ)、分析和挖掘處理數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)功能系統(tǒng)，其主要通過數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)以及分析挖掘?qū)崿F(xiàn)軌道交通數(shù)據(jù)的一體化整合、線網(wǎng)信息的統(tǒng)計(jì)分析和信息發(fā)布等多項(xiàng)功能。因此，線網(wǎng)數(shù)據(jù)中心要求綜合信息網(wǎng)能夠傳輸較大業(yè)務(wù)容量的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)與其他系統(tǒng)之間具有較強(qiáng)的互聯(lián)互通性。線網(wǎng)運(yùn)營信息化系統(tǒng)和線網(wǎng)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的支撐信息系統(tǒng)分別是綜合監(jiān)控系統(tǒng)和自動(dòng)售檢票系統(tǒng)，設(shè)備數(shù)據(jù)信息的主要來源是綜合監(jiān)控系統(tǒng)，客流數(shù)據(jù)信息的主要來源是自動(dòng)售檢票系統(tǒng)。

軌道交通應(yīng)急指揮中心系統(tǒng)是指揮、協(xié)調(diào)全市軌道交通網(wǎng)的信息系統(tǒng)，其主要功能是信息采集、線網(wǎng)綜合監(jiān)視及運(yùn)營調(diào)度、線網(wǎng)應(yīng)急事件處理、線網(wǎng)信息共享及發(fā)布等。應(yīng)急指揮中心的業(yè)務(wù)功能繁多，其通信需求涵蓋了多種信息業(yè)務(wù)類型。系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求對(duì)應(yīng)的支撐信息系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 應(yīng)急指揮中心業(yè)務(wù)系統(tǒng)與對(duì)應(yīng)支撐信息系統(tǒng)的邏輯關(guān)系

由圖1可知，應(yīng)急指揮中心對(duì)綜合通信的需求涵蓋了各種信息業(yè)務(wù)類型，這就要求應(yīng)急指揮中心對(duì)應(yīng)的支撐信息系統(tǒng)在接入綜合信息網(wǎng)時(shí)能夠承載數(shù)據(jù)、語音和視頻等各種通信業(yè)務(wù)類型，同時(shí)，需要保證在綜合信息網(wǎng)與應(yīng)急指揮中心進(jìn)行信息交換的過程中具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。

信息編播中心系統(tǒng)通過綜合信息網(wǎng)的傳輸通道與軌道交通各線路的乘客信息服務(wù)系統(tǒng)連接，向各線路乘客信息服務(wù)系統(tǒng)下發(fā)信息。乘客信息服務(wù)系統(tǒng)的主要信息載體是多媒體，所以信息編播中心系統(tǒng)的通信需求主要是多媒體信息業(yè)務(wù)，同樣對(duì)通信的實(shí)時(shí)性要求較高，并且信息編播中心要求綜合信息網(wǎng)與各線路之間具有較高的互聯(lián)互通性。信息編播中心對(duì)應(yīng)的支撐信息系統(tǒng)是乘客信息系統(tǒng)。

清分中心是城市軌道交通線網(wǎng)內(nèi)各條線路自動(dòng)售檢票系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯總和處理的唯一中心，其數(shù)據(jù)主要是乘客票卡交易數(shù)據(jù)[3]。清分中心除了通過綜合信息網(wǎng)匯集線網(wǎng)內(nèi)各線路自動(dòng)售檢票的交易數(shù)據(jù)信息外，還會(huì)通過綜合信息網(wǎng)監(jiān)控城市軌道交通線網(wǎng)內(nèi)各條線路自動(dòng)售檢票系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。因此，清分中心的主要通信需求為數(shù)據(jù)信息業(yè)務(wù)，各線路自動(dòng)售檢票系統(tǒng)的票卡交易數(shù)據(jù)需要通過綜合信息網(wǎng)上傳至清分中心。清分中心對(duì)應(yīng)的支撐信息系統(tǒng)是自動(dòng)售檢票系統(tǒng)。

控制中心各業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自身功能都依賴于具體的設(shè)備系統(tǒng)，綜合信息網(wǎng)接入各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)的關(guān)鍵是綜合信息網(wǎng)與各相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)的接口銜接問題，由于控制中心內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)涉及的設(shè)備系統(tǒng)較多，因此，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的需求體現(xiàn)為業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)部所有相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)對(duì)綜合信息網(wǎng)的需求。

綜合以上分析，控制中心的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)接入綜合信息網(wǎng)的具體要求有所差異，影響接入的各項(xiàng)需求指標(biāo)如表1所示。綜合信息網(wǎng)需要承載數(shù)據(jù)、語音、視頻以及多媒體等多種綜合業(yè)務(wù)才能滿足控制中心各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的接入要求?？刂浦行氖蔷C合信息網(wǎng)的主要服務(wù)對(duì)象，符合控制中心各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的通信需求是綜合信息網(wǎng)業(yè)務(wù)接入的前提。

表1 控制中心業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)綜合信息網(wǎng)各項(xiàng)指標(biāo)的需求情況

2 綜合信息網(wǎng)的功能定位

控制中心需要對(duì)城市內(nèi)各條軌道交通線路進(jìn)行及時(shí)、可靠的協(xié)調(diào)指揮，因此各條線路至控制中心的通信網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)其功能的關(guān)鍵因素。根據(jù)需求分析可知，綜合信息網(wǎng)應(yīng)當(dāng)包括公務(wù)電話系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、無線通信指揮系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、線網(wǎng)廣播系統(tǒng)等，為與軌道交通正線通信系統(tǒng)相區(qū)別，稱這些系統(tǒng)為上層系統(tǒng)；作為通信網(wǎng)，綜合信息網(wǎng)還應(yīng)當(dāng)包括傳輸系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)、電源與接地系統(tǒng)以及集中告警系統(tǒng)等。綜合信息網(wǎng)的各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)具有不同的功能，在實(shí)現(xiàn)控制中心與各線路中心信息交換過程中所表現(xiàn)出的作用也不盡相同。

2.1 傳輸平臺(tái)的功能定位

綜合信息網(wǎng)的傳輸平臺(tái)是為各上層系統(tǒng)以及控制中心業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的通信而構(gòu)建的，傳送的主要是高速率信息業(yè)務(wù)，這與軌道交通正線上的傳輸系統(tǒng)有一定區(qū)別?？刂浦行膬?nèi)部子系統(tǒng)之間的業(yè)務(wù)都是通過與綜合信息網(wǎng)傳輸平臺(tái)的接入來實(shí)現(xiàn)，綜合信息網(wǎng)傳輸平臺(tái)與軌道交通正線傳輸系統(tǒng)的最大區(qū)別就是其數(shù)據(jù)傳輸量遠(yuǎn)大于正線傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸量；同時(shí)，綜合信息網(wǎng)傳輸平臺(tái)還是上層系統(tǒng)與軌道交通各線路中心之間的連接紐帶，所以傳輸平臺(tái)的業(yè)務(wù)接口非常豐富。除此之外，傳輸系統(tǒng)還需要專門的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)來完成對(duì)傳輸設(shè)備的配置、監(jiān)測(cè)、控制及故障管理等任務(wù)，以此保證綜合信息網(wǎng)的穩(wěn)定可靠?？傊C合信息網(wǎng)傳輸平臺(tái)是控制中心業(yè)務(wù)系統(tǒng)、上層系統(tǒng)和線路中心接入綜合信息網(wǎng)的重要渠道。

2.2 上層系統(tǒng)的功能定位

公務(wù)電話系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、無線通信指揮系統(tǒng)等上層系統(tǒng)是直接服務(wù)于控制中心的職能通信子系統(tǒng)，自身具備相應(yīng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力。公務(wù)電話系統(tǒng)除了具備普通軌道交通正線公務(wù)電話系統(tǒng)的功能外，還需要具備各線路公務(wù)電話系統(tǒng)之間話務(wù)的轉(zhuǎn)接以及網(wǎng)內(nèi)與外網(wǎng)間部分話務(wù)的轉(zhuǎn)接。專用電話系統(tǒng)實(shí)際上是正線專用電話的上級(jí)系統(tǒng)，其基本功能是為列車運(yùn)營、電力供應(yīng)、日常維護(hù)及防災(zāi)救護(hù)提供指揮平臺(tái)，保證控制中心各專業(yè)調(diào)度員與各線路調(diào)度員之間的正常通話，災(zāi)害情況下這一點(diǎn)顯得尤為重要。無線通信指揮系統(tǒng)通常應(yīng)用在行車指揮中，正常運(yùn)營模式下控制中心對(duì)行車指揮只監(jiān)不控，所以通常情況下無線通信指揮系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)，緊急情況下能通過無線通信指揮系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)指揮中心的功能。閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)能夠及時(shí)獲取線網(wǎng)內(nèi)各線路任意車站和任意車輛內(nèi)的實(shí)時(shí)視頻圖像信息，并且具有對(duì)圖像采集設(shè)備的控制能力，同時(shí)可以回放存儲(chǔ)的歷史視頻圖像數(shù)據(jù)。

時(shí)鐘系統(tǒng)、電源與接地系統(tǒng)作為輔助系統(tǒng)，分別為綜合信息網(wǎng)提供統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)及連續(xù)可靠、無瞬變的電壓，同時(shí)設(shè)置集中告警系統(tǒng)全面監(jiān)控綜合信息網(wǎng)的各個(gè)設(shè)備以及各項(xiàng)進(jìn)程，保證綜合信息網(wǎng)具有可靠的數(shù)據(jù)交換能力。

綜合信息網(wǎng)的上層系統(tǒng)與控制中心的業(yè)務(wù)系統(tǒng)必須通過合適的接口接入綜合信息網(wǎng)的傳輸系統(tǒng)才能夠?qū)崿F(xiàn)自身的業(yè)務(wù)功能。

3 綜合信息網(wǎng)的業(yè)務(wù)接入

綜合信息網(wǎng)業(yè)務(wù)接入的內(nèi)涵不僅包括接入綜合信息網(wǎng)的系統(tǒng)業(yè)務(wù)內(nèi)容及其相應(yīng)的通信需求，而且還包括各業(yè)務(wù)系統(tǒng)接入綜合信息網(wǎng)的方式，接入方式是指業(yè)務(wù)系統(tǒng)與綜合信息網(wǎng)之間的接口類型以及與接口相對(duì)應(yīng)的通信協(xié)議。前述對(duì)各系統(tǒng)業(yè)務(wù)內(nèi)容和通信需求的分析能夠?yàn)闃I(yè)務(wù)系統(tǒng)的接入方式選擇提供依據(jù)。

3.1 上層系統(tǒng)接入的實(shí)現(xiàn)

上層系統(tǒng)是綜合信息網(wǎng)的重要組成部分，線網(wǎng)級(jí)的通信業(yè)務(wù)功能全部由綜合信息網(wǎng)的上層系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，綜合信息網(wǎng)的骨干架構(gòu)是傳輸系統(tǒng)，所有上層系統(tǒng)都是通過接入傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自身的業(yè)務(wù)功能。各上層系統(tǒng)接入傳輸系統(tǒng)的接口形式如圖2所示，不同上層系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型和業(yè)務(wù)容量不同，采用的接口形式也不同。

圖2 上層系統(tǒng)接入傳輸系統(tǒng)的接口形式示意

公務(wù)電話系統(tǒng)傳輸?shù)氖钦Z音數(shù)據(jù)，因此采用E1接口實(shí)現(xiàn)與傳輸系統(tǒng)的連接，同時(shí)公務(wù)電話系統(tǒng)也可以應(yīng)用IP電話業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)語音溝通，所以接入傳輸系統(tǒng)的公務(wù)電話接口可以是以太網(wǎng)接口，根據(jù)軌道交通的話務(wù)量，通常采用10/100 BASE-T接口進(jìn)行傳輸。

專用電話系統(tǒng)直接用于運(yùn)營調(diào)度和應(yīng)急指揮，所以其地位十分重要。IP電話技術(shù)無法很好地解決語音通信中的時(shí)分復(fù)用業(yè)務(wù)，并且每次進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)都需要重新建立連接，因此其時(shí)延較高(在秒級(jí)以上)，這在專用電話系統(tǒng)中是不允許出現(xiàn)的，所以對(duì)于專用電話系統(tǒng)，調(diào)度交換機(jī)的接口形式主要采用E1接口，數(shù)字終端用戶通常采用2B+D接口[4]。無線指揮系統(tǒng)的無線集群交換機(jī)以E1接口連接在公務(wù)電話系統(tǒng)的主交換機(jī)上，同時(shí)以RJ11接口連接在專用電話系統(tǒng)的錄音設(shè)備上，方便無線手持臺(tái)的通話管理。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)承載的是視頻數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)容量較大，通常采用以太網(wǎng)接口接入傳輸系統(tǒng)。視頻控制業(yè)務(wù)采用數(shù)據(jù)傳輸量一般的10/100 BASE-T接口，視頻傳輸業(yè)務(wù)則采用10/100/1000 BASE-T接口，以此保證實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)不失真，歷史錄像調(diào)看業(yè)務(wù)采用10/100 BASE-T接口。

線網(wǎng)廣播系統(tǒng)是覆蓋在城市軌道交通全線網(wǎng)內(nèi)的語音通信輔助管理系統(tǒng)，其主要作用是通過語音廣播進(jìn)行應(yīng)急疏散和重要信息通告。目前較為高效的廣播技術(shù)是IP廣播或者IP數(shù)據(jù)傳輸音頻，所以廣播系統(tǒng)采用以太網(wǎng)接口接入傳輸系統(tǒng)，結(jié)合系統(tǒng)的容量可以確定廣播數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)和廣播控制業(yè)務(wù)的接口均采用10/100 BASE-T接口。

時(shí)鐘系統(tǒng)為整個(gè)綜合信息網(wǎng)乃至全線自動(dòng)化系統(tǒng)提供統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，其需求主要是低速數(shù)據(jù)TDM(time division multiplexing,時(shí)分多路復(fù)用)業(yè)務(wù)，所以其接入傳輸系統(tǒng)通過RS 422或者RS 485接口[5]，如果采用IP技術(shù)進(jìn)行傳輸，接口也可以是E1或者10/100 BASE-T。

集中告警系統(tǒng)為綜合信息網(wǎng)內(nèi)部各上層系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備統(tǒng)一配置、網(wǎng)絡(luò)性能和故障監(jiān)視等各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管服務(wù)，所以集中告警系統(tǒng)與綜合信息網(wǎng)其他上層系統(tǒng)之間存在相關(guān)接口，接口形式采用適用于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管服務(wù)的10/100 BASE-T以太網(wǎng)接口。

3.2 控制中心業(yè)務(wù)系統(tǒng)接入的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)控制中心業(yè)務(wù)內(nèi)容的分析結(jié)果可知，控制中心的業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換頻繁，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型較多且數(shù)據(jù)量較大，所以控制中心的業(yè)務(wù)系統(tǒng)采用容量較大的1 000 BASE-T以太網(wǎng)接口接入綜合信息網(wǎng)的傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。為緩解綜合信息網(wǎng)骨干傳輸通道的壓力，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間也存在專門的通信路徑，這些通信路徑也是綜合信息網(wǎng)的組成部分。

線網(wǎng)運(yùn)營信息化系統(tǒng)與應(yīng)急指揮中心之間的接口采用1 000 BASE-F。線網(wǎng)運(yùn)營信息化中心通過RJ 45接口與信息編播中心相連，通過兩者的聯(lián)合作用可以提升城市軌道交通的管理水平和服務(wù)水平。

清分中心與線網(wǎng)數(shù)據(jù)中心之間同樣是通過1 000 BASE-F以太網(wǎng)接口實(shí)現(xiàn)各類業(yè)務(wù)交叉協(xié)作，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)接入綜合信息網(wǎng)使得城市軌道交通內(nèi)部信息資源得到優(yōu)化，方便資源的共享管理。清分中心和線網(wǎng)數(shù)據(jù)中心都是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量較大的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，兩者之間存在數(shù)量較大的信息交換，所以它們之間采用1 000 BASE-T以太網(wǎng)接口。

應(yīng)急指揮中心系統(tǒng)負(fù)責(zé)在災(zāi)害突發(fā)情況下協(xié)調(diào)各線路緊急救援，同時(shí)調(diào)度線網(wǎng)內(nèi)各類資源迅速處理災(zāi)害事故，保證人員安全以及盡量降低事故損失。應(yīng)急指揮中心系統(tǒng)通過以太網(wǎng)1 000 BASE-F獲取線網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)，為可能發(fā)生的災(zāi)害制定科學(xué)的預(yù)案；應(yīng)急指揮中心系統(tǒng)與乘客信息編播系統(tǒng)的接口為冗余RJ 45，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)可以通過它對(duì)線網(wǎng)發(fā)布相關(guān)疏散處理信息；應(yīng)急指揮中心系統(tǒng)與上層視頻監(jiān)控系統(tǒng)的接口為冗余1 000 BASE-T，在災(zāi)害發(fā)生第一時(shí)間通過大屏系統(tǒng)直觀查看災(zāi)害的具體情況，準(zhǔn)確地判斷災(zāi)害的性質(zhì)，從而能夠合理地啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。清分中心為應(yīng)急指揮中心的客流疏散提供業(yè)務(wù)支持，因此，兩者之間應(yīng)當(dāng)具有專門的通信路徑，由于兩個(gè)系統(tǒng)設(shè)置的位置相距較遠(yuǎn)，所以兩者之間的接口采用1 000 BASE-F。綜合信息網(wǎng)的時(shí)鐘系統(tǒng)通過RS 422或者RS 485接口為應(yīng)急指揮中心提供標(biāo)準(zhǔn)的同步時(shí)間。

線路中心是軌道交通單條線路的信息匯集點(diǎn)，是綜合信息網(wǎng)服務(wù)的下游系統(tǒng)，所以各線路中心包含的信息系統(tǒng)需要合理地接入綜合信息網(wǎng)，才能實(shí)現(xiàn)全線網(wǎng)的互聯(lián)互通。由于正線自動(dòng)化系統(tǒng)的專業(yè)較多，數(shù)據(jù)量大，所以應(yīng)當(dāng)采用1 000 BASE-F以太網(wǎng)接口接入綜合信息網(wǎng)。線路中心各個(gè)正線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)經(jīng)過綜合信息網(wǎng)分流至控制中心各業(yè)務(wù)系統(tǒng)，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間也可以根據(jù)需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行交換。

綜合信息網(wǎng)擁有以太網(wǎng)、E1、2B+D、RS 422以及RS 485等各類數(shù)據(jù)接口，且以太網(wǎng)接口類型豐富，具有不同基帶傳輸速率的電接口和光接口，可以滿足控制中心各業(yè)務(wù)系統(tǒng)與各線路中心的通信需求。以上分析確定了各系統(tǒng)接入綜合信息網(wǎng)的硬件接口形式，硬件接口只有配備了合適的協(xié)議才能正常工作。根據(jù)硬件接口的規(guī)劃內(nèi)容可以看出，各系統(tǒng)接入綜合信息網(wǎng)的硬件接口主要包括不同帶寬的以太網(wǎng)接口、E1接口、RS 485接口、2B+D接口、RJ 45接口(100 BASE-T的一種具體接口形式)以及RJ 11接口等。其中，不同帶寬的以太網(wǎng)接口和RJ 45接口采用目前應(yīng)用最為廣泛的通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IP，該協(xié)議成熟穩(wěn)定可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)綜合信息網(wǎng)的各類以太網(wǎng)業(yè)務(wù)功能[6]；E1接口較為成熟的協(xié)議有兩種，分別是G.703協(xié)議和V.35協(xié)議[7]，多數(shù)設(shè)備只符合V.35協(xié)議的部分子集，所以采用G.703協(xié)議作為E1接口的通信協(xié)議;RS 485接口在綜合信息網(wǎng)中主要傳輸控制信息，所以采用Modbus協(xié)議來實(shí)現(xiàn)該類接口的通信[8]；2B+D接口也稱BRI(basic rate interface,基本速率接口)，是ISDN(intergrated services digital network,綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)的一種接口，所以應(yīng)符合ISDN網(wǎng)的相關(guān)協(xié)議，并且該接口的B信道和D信道采用的協(xié)議也不相同，B信道在鏈路層上采用PPP協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)層上采用IP協(xié)議，而D信道在鏈路層上采用LAPD協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)層上采用X.25協(xié)議；RJ 11接口的協(xié)議是在TCP/IP協(xié)議的基礎(chǔ)上加入呼叫控制以及網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議而形成的VoIP協(xié)議堆棧[9]。接入綜合信息網(wǎng)的各 種 硬 件接口在相關(guān)協(xié)議的配合下就能實(shí)現(xiàn)與綜合信息網(wǎng)之間信息交換。

4 結(jié)語

通過分析控制中心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的通信需求，從而確定各業(yè)務(wù)系統(tǒng)在信息類型、業(yè)務(wù)容量、實(shí)時(shí)性及可靠性等方面對(duì)綜合信息網(wǎng)的要求，根據(jù)這些具體要求選擇合適的接口類型完成各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的接入，并且為各類接口匹配了相應(yīng)的通信協(xié)議?？刂浦行臉I(yè)務(wù)系統(tǒng)以及線路中心接入綜合信息網(wǎng)的具體形式由各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的相關(guān)通信需求決定，業(yè)務(wù)系統(tǒng)的合理接入一方面能夠?qū)崿F(xiàn)綜合信息網(wǎng)與不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的信息交換，另一方面為控制中心的業(yè)務(wù)功能擴(kuò)展以及新建線路接入控制中心提供借鑒。

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(編輯：王艷菊)

Service Access of Integrated Communication Networks for Urban Rail Transit

Mao Jian1Shi Qiyu2Zhang Ning2

(1. Nanjing Railway Co., Ltd., Nanjing 210008； 2. ITS Institute of Southeast University, Nanjing 210018)

In order to achieve a higher rate of information resource sharing and better coordinated operation, first, the communication requirements of the urban rail transit control center are analyzed, and the type of service and the capacity of the information of each service system are obtained according to the demand analysis. Then, the composition and function of the integrated communication network are described. Finally, according to the information types and the information capacity, the interface types and related communication protocols of integrated communication networks have been determined.Key words: urban rail transit; communication; service access; integrated communication networks

10.3969/j.issn.1672-6073.2016.06.024

2016-04-05

2016-06-16

毛建，男，高級(jí)工程師，從事軌道交通設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)管理研究，mao_j@njmetro.com.cn

江蘇省科技廳產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合創(chuàng)新基金項(xiàng)目(BY2012497)

U231.7

A

1672-6073(2016)06-0120-05