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华为助力沈阳地铁9号线实现智能化管理

应急安全在线    2019-07-17 字体【
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  地铁从诞生至今,渐渐成为大城市的主动脉,它输送着通勤的上班族,也承载着居民的生活住行。随着ICT技术与轨道交通行业的加速融合,一个更美好的数字化智能轨道交通时代正在来临。

  沈阳地铁9号线正线全长36.35km,全部为地下线,工程分两期实施,其中一期工程线路全长28.99km,共设车站23 座(其中有道岔站2座、换乘站5 座),于2019年5月25日开通运行。

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  关卡重重,挑战性高

  CBTC信号系统是城市轨道交通基于无线通信的列车自动控制系统,以安全为核心,以保证和提高列车运行效率为目标,调节列车运行间隔和运行时分,保证列车和乘客安全,并实现列车高效运行和有序指挥管理,是城市轨道交通自动控制系统中的重要组成部分。

  沈阳地铁9号线的CBTC信号系统采用LTE-M实现车地通信,在LTE技术体制下,地铁CBTC子系统主要面临以下三个方面的挑战:

  信号系统对网络可靠性要求高

  根据《城市轨道交通CBTC信号系统行业技术规范需求规范》要求,DCS骨干网络必须具备50ms故障自愈能力;同时,对于网络,要求单向传输时延不超过150ms,越区切换通信延时不超过100ms,丢包率不超过1%。

  传统时钟同步方案施工难度大,成本高

  LTE FDD/TDD对于时钟频率精度要求达到0.05ppm,尤其LTE TDD,要求时钟相位偏差不能超过+/-1.5?s。传统的LTE时间同步需要在每个LTE基站安装GPS接收天线,采用射缆电缆将GPS天线从楼顶将GPS信号引入到基站,射频电缆工程施工难度极高,而且每个基站都要配套GPS,成本高,运维复杂。

  设备安装、联调环境恶劣

  CBTC信号系统调试周期长,是地铁最早进行设备安装和调试的系统,通常在信号系统安装时,设备机房通风、空调均未完成调试安装,信号设备安装运行条件恶劣。因此,在信号系统中,网络设备必须具有工业级特性,能够满足复杂环境条件下对温度、湿度、防水防尘的要求 。

  华为城轨无线解决方案挑战新高度

  不难看出,CBTC作为地铁列车运行控制的核心系统,稳定安全是该系统的核心诉求,并且该系统对可靠性、时钟同步以及调测环境等都有着近乎苛刻的要求,经过多轮审视,客户选择了华为新一代城轨eLTE车地无线解决方案。在该方案中,DCS子系统采用A/B双网设计,A网和B网是两个完全相同、相互独立的网络,并行工作,互不影响。当其中一张网络故障,另一张网络可无缝切换,以确保CBTC业务的连续性。整体网络结构如下图所示:

 

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  在设备集中站、控制中心、车辆段各配置1套核心网,构建A、B完全独立的无线网络,非设备集中站部署RRU接入设备,通过光纤传输直接接入到相邻设备集中站BBU;在设备集中站(本方案中共7个设备集中站)部署GPS(位于集中站屋顶空旷位置),通过GPS获取时钟信号。

  华为新一代城轨eLTE车地无线解决方案既满足了CBTC业务系统网络承载需求,同时又完美解决了系统搭建所面临的三个方面的挑战。

  网络的高可靠性

  网络结构采用A/B双网组网方式,互为冗余备份; 一张网络出现故障不影响业务正常运行。

  高精度时钟同步

  LTE对时钟的要求非常苛刻,不同基站之间的频率必须同步在一定精度之内,否则基站切换时会出现掉线。当采用LTE承载地铁列车信号时,需要保障轨旁沿线基站间的时间高精度同步(<=0.05PPM),否则会造成小区切换丢包、延时,影响列车正常运行。目前采用GPS方式来解决基站间的时间同步问题,同时在控制中心和车辆段分别配置时钟同步服务器,既完美解决时钟同步问题,也降低了建设成本。

  地铁复杂环境适配方案

  在地铁环境适配方面,本方案组网设备RRU采用工业级设计,支持在地铁隧道环境下稳定运行,运行温度-40°~70°,运行湿度:5%~95%,能够满足地铁隧道的复杂环境下对设备温度、湿度、防尘的苛刻要求。

  华为新一代城轨eLTE车地无线解决方案不仅延续了传统方案稳定可靠的特点,同时采用GPS+时钟同步服务器的主备时钟的方式,创新性地解决了CBTC子系统在LTE技术体制下时钟同步难的问题。并且,工业级设备完全适配沈阳地铁9号线隧道的复杂环境,获得了沈阳地铁9号线客户的好评与认可,为后续辽宁省地铁LTE综合承载及全自动驾驶方案的应用打下坚实基础。

  目前,华为已经为全球12万公里的铁路、100多条城市轨道提供了优质的产品及服务。基于对轨道交通客户需求的深入洞察,华为不断探索5G、云、大数据、人工智能等新ICT技术在交通行业中的应用,进一步助力交通行业数字化转型,为构建万物互联的智能世界添砖加瓦。


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关键词: 华为
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