鐵路安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通道建設(shè)

顧 聞

（中鐵武漢勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，武漢 430071）

鐵路安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通道建設(shè)

顧 聞

（中鐵武漢勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，武漢 430071）

簡要介紹鐵路局安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)通道的需求，以及在結(jié)合既有網(wǎng)絡(luò)資源及近年來網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基礎(chǔ)上，如何建設(shè)本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通道，從而實(shí)現(xiàn)局中心、站段、車站、車間、班組之間系統(tǒng)數(shù)據(jù)的高速、穩(wěn)定傳輸。

安全生產(chǎn)指揮中心；網(wǎng)絡(luò)通道；IP數(shù)據(jù)網(wǎng)；GPON系統(tǒng)

1 概述

近年來，鐵路系統(tǒng)大力推進(jìn)信息化建設(shè)，各鐵路局針對運(yùn)輸組織、客貨營銷、經(jīng)營管理等方面的需求，采用信息化手段，運(yùn)用大量的新技術(shù)、新裝備，建設(shè)大批應(yīng)用信息系統(tǒng)。已建設(shè)的各信息系統(tǒng)大部分采用專業(yè)內(nèi)垂直化管理模式，相對獨(dú)立，自成體系，各專業(yè)系統(tǒng)間信息資源不能高度共享。同時(shí)，為了保證各信息系統(tǒng)，特別是各種視頻類信息系統(tǒng)的使用效果，部分系統(tǒng)采用專用的網(wǎng)絡(luò)通道，使得既有的網(wǎng)絡(luò)資源日趨飽和。

建設(shè)鐵路局級(jí)及站段級(jí)安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)，需要及時(shí)將生產(chǎn)崗位及現(xiàn)場的大量數(shù)據(jù)和視頻信息接入到相應(yīng)系統(tǒng)中，作為支撐各系統(tǒng)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時(shí)，安全生產(chǎn)指揮中心也需要及時(shí)了解現(xiàn)場情況，便于安全生產(chǎn)指揮中心針對系統(tǒng)分析、統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場情況進(jìn)行各項(xiàng)決策。所有這些需求，都必須要有一個(gè)穩(wěn)定、高速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境作為支撐，如何搭建一個(gè)良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，是建設(shè)安全生產(chǎn)指揮中心的重中之重。

2 網(wǎng)絡(luò)通道需求

局中心及各站段新建安全生產(chǎn)指揮系統(tǒng)，需要接入大量既有和新建系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和視頻信息，作為指揮系統(tǒng)中各子系統(tǒng)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。現(xiàn)按專業(yè)進(jìn)行劃分，需要接入安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)的主要有以下信息系統(tǒng)。

2.1調(diào)度

車流計(jì)劃、機(jī)調(diào)、客調(diào)、貨調(diào)、施工調(diào)、電調(diào)、十八點(diǎn)統(tǒng)計(jì)、調(diào)度綜合分析、災(zāi)害監(jiān)測等調(diào)度指揮系統(tǒng)等。

2.2運(yùn)輸

編組站管理信息系統(tǒng)、危險(xiǎn)品管理、集裝箱管理、開放式列車預(yù)確報(bào)查詢系統(tǒng)、列車追蹤查詢系統(tǒng)、十八點(diǎn)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)、運(yùn)輸效率分析平臺(tái)、清算運(yùn)統(tǒng)一監(jiān)控平臺(tái)等。

2.3機(jī)務(wù)

機(jī)車運(yùn)用安全管理系統(tǒng)、LAIS（列車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信息）系統(tǒng)、EOAS系統(tǒng)（動(dòng)車組司機(jī)操縱監(jiān)控系統(tǒng)）、鐵路救援指揮系統(tǒng)、6A系統(tǒng)（機(jī)車動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)）等。

2.4工務(wù)

防洪信息系統(tǒng)、道口視頻監(jiān)控系統(tǒng)、高速鐵路自然災(zāi)害及異物侵限監(jiān)測系統(tǒng)、客專防災(zāi)視頻監(jiān)測系統(tǒng)、可視化調(diào)度指揮系統(tǒng)、站區(qū)視頻監(jiān)測系統(tǒng)、工務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)等。

2.5通信

客專視頻監(jiān)控、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控、通信網(wǎng)管等。

2.6信號(hào)

信號(hào)集中監(jiān)測、預(yù)警平臺(tái)、TDCS/CTC、DMS、電務(wù)安全信息管理系統(tǒng)、電務(wù)動(dòng)態(tài)智能管理平臺(tái)等。

2.7供電

供電數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)、SCADA供電遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、供電安全生產(chǎn)指揮及可視化施工搶修指揮系統(tǒng)、6C數(shù)據(jù)分析交換處理系統(tǒng)等。

2.8客運(yùn)

各主要客運(yùn)站客運(yùn)服務(wù)系統(tǒng)（包括售票、客運(yùn)組織等）、視頻監(jiān)控。

2.9貨運(yùn)

超限檢測、超偏載、軌道衡、危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸安全監(jiān)控、局分界口視頻監(jiān)控等系統(tǒng)及編組站、貨運(yùn)站、貨檢站、重點(diǎn)專用線視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。

2.10車輛

車輛運(yùn)輸安全生產(chǎn)日常指揮系統(tǒng)，車輛技術(shù)管理信息系統(tǒng)（包括KMIS、HMIS、動(dòng)車組生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)），5T系統(tǒng)（即THDS、TADS、TPDS、TFDS、TCDS等），研發(fā)動(dòng)車組車載運(yùn)用信息實(shí)時(shí)回傳系統(tǒng)（TWD），對動(dòng)車組、客車、貨車運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.11安監(jiān)

鐵路安全問題信息管理監(jiān)督系統(tǒng)、線路及站場實(shí)景救援搶險(xiǎn)信息系統(tǒng)。

上述各專業(yè)信息系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)、視頻信息的傳輸，如數(shù)據(jù)和視頻信息共用傳輸通道，在傳輸視頻信息時(shí)，會(huì)占用大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，可能會(huì)造成數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)难訒r(shí)，影響到全局安全生產(chǎn)調(diào)度指揮。

結(jié)合目前既有各信息系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀，為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，選用既有TMIS系統(tǒng)承載相關(guān)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息。為保證視頻信息的高速上傳，選用能提供較大網(wǎng)絡(luò)帶寬的IP數(shù)據(jù)網(wǎng)承載信息系統(tǒng)的視頻信息。針對TDCS/CTC查詢系統(tǒng)，為確保TDCS/CTC系統(tǒng)基本功能的可靠及安全，選用傳輸系統(tǒng)提供2 M專線通道承載系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

鐵路安全生產(chǎn)指揮系統(tǒng)需要覆蓋的范圍包括局中心、各專業(yè)站段及管轄內(nèi)車站、車間和班組。結(jié)合表1中各信息系統(tǒng)的使用需求，對各類網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)帶寬需求統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1　網(wǎng)絡(luò)通道帶寬需求統(tǒng)計(jì)表

3 網(wǎng)絡(luò)通道建設(shè)

3.1TMIS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)改造

鐵路運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)（Transportation Management Information System，TMIS），各鐵路局均既有TMIS系統(tǒng)，一般利用鐵路傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)，主要承載各類車站、站段、路局生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)，TMIS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)帶寬多為2 Mb/s，由于網(wǎng)絡(luò)帶寬小，承載信息量大，在數(shù)據(jù)傳輸比較集中的時(shí)段，較容易發(fā)生延時(shí)或掉線的現(xiàn)象。為了在不影響TMIS系統(tǒng)內(nèi)既有數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤嵯拢ＷC安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，需要對既有TMIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬進(jìn)行擴(kuò)容改造。

TMIS系統(tǒng)改造應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀，充分利用既有網(wǎng)絡(luò)通道和設(shè)備資源，盡量維持既有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減少對既有TMIS系統(tǒng)干擾原則。改造后的TMIS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)為3層，分為核心層、匯聚層和接入層，采用雙核心、雙匯聚的層次化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)采用星型和環(huán)型結(jié)合的方式。如圖1所示。

3.1.1核心層

核心層的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)原則上設(shè)置在鐵路局中心信息機(jī)房，設(shè)置核心路由器2臺(tái)。結(jié)合鐵路局的管理現(xiàn)狀，也可以設(shè)置多處核心節(jié)點(diǎn)。

圖1　TMIS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

圖2　IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

3.1.2匯聚層

匯聚層的匯聚節(jié)點(diǎn)利用傳輸設(shè)備提供的通道，實(shí)現(xiàn)雙線上聯(lián)至核心節(jié)點(diǎn)。匯聚節(jié)點(diǎn)原則上設(shè)置在各專業(yè)站段，各設(shè)置匯聚路由器2臺(tái)，與核心節(jié)點(diǎn)間采用星型組網(wǎng)方式，網(wǎng)絡(luò)帶寬為30 M。車務(wù)站段的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備宜設(shè)置在信息中心機(jī)房，其他各專業(yè)站段的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備宜設(shè)置在安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)機(jī)房。

3.1.3接入層

接入層的接入節(jié)點(diǎn)利用傳輸設(shè)備提供的通道，上聯(lián)至匯聚節(jié)點(diǎn)。接入節(jié)點(diǎn)原則上設(shè)置在各沿線車站和各專業(yè)車間、班組，各設(shè)置接入路由器或接入交換機(jī)1臺(tái)。各沿線車站以環(huán)型和星型結(jié)合的組網(wǎng)方式接入主管車務(wù)站段的匯聚節(jié)點(diǎn)，當(dāng)采用環(huán)型組網(wǎng)方式時(shí)，原則上每個(gè)單環(huán)內(nèi)的車站數(shù)量應(yīng)不超過8個(gè)，沿線車站的網(wǎng)絡(luò)帶寬為4～8 M，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備宜設(shè)置在車站信息機(jī)房或運(yùn)轉(zhuǎn)室；各專業(yè)車間及班組以星型組網(wǎng)方式接入各主管專業(yè)站段的匯聚節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)帶寬均為2 M，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備宜設(shè)置在系統(tǒng)終端設(shè)備處。

3.2IP數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)

鐵路IP數(shù)據(jù)網(wǎng)在總體架構(gòu)上是以核心網(wǎng)、匯聚網(wǎng)、接入網(wǎng)構(gòu)成的3層網(wǎng)絡(luò)。采用雙核心、雙匯聚、全冗余的層次化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)采用星型和環(huán)型結(jié)合的方式。如圖2所示。

3.2.1核心層

核心層的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)原則上設(shè)置在鐵路局中心數(shù)據(jù)網(wǎng)機(jī)房，安裝核心路由器及路由反射器（RR）各2臺(tái)。新設(shè)核心路由器雙線上聯(lián)鐵路總公司IP數(shù)據(jù)網(wǎng)核心節(jié)點(diǎn)，雙線下聯(lián)鐵路局IP數(shù)據(jù)網(wǎng)各匯聚節(jié)點(diǎn)。結(jié)合鐵路局的管理現(xiàn)狀，也可以設(shè)置多處核心節(jié)點(diǎn)。

3.2.2匯聚層

匯聚層采用一級(jí)結(jié)構(gòu)，各匯聚節(jié)點(diǎn)利用OTN設(shè)備提供的光通道上聯(lián)至鐵路局IP數(shù)據(jù)網(wǎng)核心節(jié)點(diǎn)。每處匯聚節(jié)點(diǎn)各安裝2臺(tái)高性能的路由器，新設(shè)匯聚路由器上聯(lián)鐵路局IP數(shù)據(jù)網(wǎng)核心節(jié)點(diǎn)、下聯(lián)IP數(shù)據(jù)網(wǎng)各接入節(jié)點(diǎn)。

3.2.3接入層

接入層采用本地鏈型歸屬組網(wǎng)方式，接入節(jié)點(diǎn)至匯聚節(jié)點(diǎn)間利用OTN或MSTP系統(tǒng)提供的2個(gè)GE（o）接口互聯(lián)。接入層將部分車站設(shè)置為端點(diǎn)站，設(shè)置高配置的接入路由器，其他車站配置低配置的接入路由器。采用高配置路由器的接入節(jié)點(diǎn)至匯聚節(jié)點(diǎn)間利用OTN或MSTP系統(tǒng)提供的2個(gè)GE（o）接口，雙線上聯(lián)至鐵路局IP數(shù)據(jù)網(wǎng)匯聚節(jié)點(diǎn)；采用低配置路由器的接入節(jié)點(diǎn)間利用鐵路沿線的光纜纖芯鏈型組網(wǎng)，并接入高配置路由器的接入節(jié)點(diǎn)。

采用GPON （吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò) Gigabit-Capable PON） 組網(wǎng)方式，從車站的數(shù)據(jù)網(wǎng)接入節(jié)點(diǎn)，將數(shù)據(jù)網(wǎng)延伸至站段、車間及班組。在沿線車站設(shè)置OLT（光線路終端）設(shè)備，上聯(lián)至車站數(shù)據(jù)網(wǎng)接入節(jié)點(diǎn)，在站段、車間及班組設(shè)置ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）設(shè)備，通過敷設(shè)至車站的短途光纜，接入車站的OLT設(shè)備。

3.3TDCS/CTC查詢系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

列車調(diào)度指揮系統(tǒng)（TDCS/CTC）是國家計(jì)算機(jī)等級(jí)保護(hù)四級(jí)系統(tǒng)，是直接指揮列車運(yùn)行設(shè)備，采集各個(gè)子系統(tǒng)的諸多信息。TDCS/CTC查詢系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用2層結(jié)構(gòu)，設(shè)核心層和接入層。如圖3所示。

圖3　TDCS/CTC查詢系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

3.3.1核心層

核心層原則上設(shè)置在鐵路局TDCS中心，設(shè)置核心路由器1臺(tái)。

3.3.2接入層

接入層宜設(shè)置在各站段安全生產(chǎn)指揮中心機(jī)房，各設(shè)置接入路由器1臺(tái)。由傳輸系統(tǒng)提供接入路由器至核心路由器的2 M網(wǎng)絡(luò)通道。

4 小結(jié)

鐵路安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通道建設(shè)，既滿足鐵路局級(jí)及站段級(jí)安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)對各種數(shù)據(jù)信息及視頻信息的傳輸需求，還很大程度的緩解了目前既有網(wǎng)絡(luò)資源日趨飽和，數(shù)據(jù)傳輸通道擁擠的現(xiàn)狀。同時(shí)，還為未來在鐵路系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展信息化建設(shè)提供了一個(gè)良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

The paper introduces the demand for network channels of the dispatching control system for safety production. Combined with existing network resources and network construction in recent years， the paper illustrates the way to build the network channels of the dispatching control system， in order to realize the data transmission between systems of administration centers， depots， stations， workshops rapidly and stably.

safety production command center； network channel； IP data network； Gigabit-Capable PON system

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.04.013

2016-04-31）