淺談萬兆網在京珠南高速機電系統改造中的應用與實施

吳李彬

（廣東路路通有限公司，廣東 廣州 510000）

我國高速公路在近10年得到了快速發展，修建的高速里程數已位居世界前列，廣東已經實現縣縣通高速的目標。高速公路的發展進一步推動了區域經濟、教育、文化等領域的發展，其地位越來越重要，在建設發展智慧交通的同時，高速公路發展逐漸與大數據、互聯網、云平臺等新技術深度融合，通信系統基礎建設步伐隨之加快。目前，新建的高速公路施工建設優先運用最新科技前沿的通信技術和產品，在營運的高速公路上也加大了對傳統的通信設備的改造進度。

1 京珠南高速公路萬兆網建設項目概況

京珠南高速公路的起始點為韶關甘塘，經起自韶關甘塘，北面接京珠北高速公路，南面接有龍懷高速、華南快速干線和廣州北二環高速公路，終點在廣州太和鎮，公路總長度為199.3km。

京珠南高速公路由三個公路段構成，主要包括廣州段、清遠段和韶關段。沿線收費站的數量為13個，分別為鐘落潭站、北興站、鰲頭站、湯塘站、佛岡站、高崗站、魚灣站、大鎮站、翁城站、沙溪站、韶關南站、韶關站、太和站。同時，將管理中心設置到湯塘互通處，以發揮出監控、管理和運用通信系統以及收費的功能。結合京珠南高速業主的實際需求，本項目需要替換原有的通信網絡，通過萬兆通信以太網的使用，提高信號的傳輸效率和質量，從而保證各項業務開展的效果。

2 京珠南高速公路萬兆網升級改造工程的應用

2.1 萬兆網系統改造升級前的監控傳輸網絡狀況

本項目實施前，京珠南高速公路管理中心和13個收費站已實施了監控千兆以太環網，采用以管理中心作為整個網絡的核心節點，其余13個站分別隔站環形接入，其中，太和主線站已于2014年拆除，但無人通信站仍在使用。目前，建設單位對千兆網VLAN劃分為：視頻監控和高清卡口VLAN、各收費站OA辦公VLAN、與集團路由器互聯VLAN。

監控千兆以太環網自投入運營以來，很大程度上促進了本路段的信息化發展，但隨著外場和隧道視頻高清化改造的推進，以及車道防逃費工程中車道攝像機全部更換為高清網絡攝像機，新業務對帶寬需求的大量增加，導致現有監控千兆以太環網面臨帶寬不足、視頻卡頓等風險，且現有站級盒式交換機均無法升級至萬兆交換機，因此，構建一套基于主流網絡技術（IP）的，具有高性能、高可擴展性、高安全性、高可靠性的萬兆以太網就勢在必行。

2.2 萬兆網升級改造方案

京珠南高速公路本次新建的萬兆以太網，將主要承載著未來的數字化視頻和外場數據傳輸，覆蓋到黃花湖通信中心和13個通信站，分別為太和站、鐘落潭站、北興站、鰲頭站、湯塘站、佛岡站、高崗站、魚灣站、大鎮站、翁城站、沙溪站、韶關南站、韶關站。

從各通信站的物理距離和黃花湖通信中心的地理位置綜合考慮，本次萬兆以太網設計采用雙域雙環架構，與原有千兆網架構相同，以黃花湖通信中心作為整個網絡的核心節點，其余13站環形接入，如圖1所示：

圖1 京珠南高速公路萬兆以太環網

新增萬兆網采用“雙域相切環”架構，將整個網絡作為2個單域，以湯塘為界，分成2個環，其中清遠、韶關部分為一環，一環主節點設在管理中心，傳輸節點為佛岡、高崗、大鎮、沙溪、韶關站、韶關南、翁城、漁灣。廣州部分為二環，二環主節點設在管理中心，傳輸節點為鐘落潭、北興、鰲頭、湯塘、太和站。由于是相切環設計，所以，管理中心同時成為一環和二環的傳輸節點。

各通信站與通信中心之間采用環形萬兆以太網互連以實現快速網絡自愈，以確保各站與通信中心互連的高可用性，本次改造將依舊使用現有光纖通道。

考慮到全線視頻接入業務分布，本次新增萬兆網將新增萬兆交換機分為3類：

第1類：核心機架式萬兆以太網交換機1臺，部署于黃花湖通信中心；

第2類：站級機架式萬兆以太網交換機4臺，部署于北興、鐘落潭、漁灣、沙溪；

第3類：站級盒式萬兆以太網交換機9臺，署于佛岡、高崗、大鎮、韶關、韶關南、翁城、太和、鰲頭、湯塘。

黃花湖通信中心為全網核心，同時，也是業務系統集中點，為確保系統的高可靠性，通信中心配置1臺高端核心交換機，采用雙引擎、雙電源冗余方式。核心交換機配置至少48×2個10/100/1000M千兆以太網電口(RJ45)以及至少16個1/10GE 萬兆以太網光口(SFP+)，滿足各類業務的高速接入，將來可以根據通信中心工作站等終端的數量，配置相應的接入交換機。

北興、鐘落潭、漁灣、沙溪站級節點中，交換機配置至少48×2個10/100/1000M千兆以太網電口(RJ45)以及至少8個1/10GE萬兆以太網光口(SFP+)，滿足附近主線和隧道視頻匯聚、站內收費視頻等終端的接入需求。

佛岡、高崗、大鎮、韶關、韶關南、翁城、太和、鰲頭、湯塘站級節點中，交換機配置至少48個10/100/1000M千兆以太網電口(RJ45)以及至少4個1/10GE萬兆以太網光口(SFP+)，滿足附近主線和隧道視頻匯聚、站內收費視頻等終端的接入需求。

本項目在黃花湖通信中心新增1臺萬兆網管理工作站和萬兆網網管平臺，實現對全網的統一管理。

3 京珠南高速公路萬兆網升級改造工程的實施方案

3.1 確定萬兆網升級改造工程目標

總體工期：開工時間2016年12月5日，完工時間2017年1月17日。

工期目標：如圖2。

質量目標：工程質量合格和不發生一般及以上質量責任事故，質量等級為優良。

圖2 京珠南高速萬兆網升級改造工程施工橫道圖

安全目標：無發生人員傷亡和無財產損失。

環境及文明施工目標：作業環境整潔有序，標識清晰，工完場清料清，形象統一。

3.2 項目組織形式

公司組建項目經理部，組織精干隊伍，配備一流設備，做好本項工程。設項目經理1名，項目總工1名，項目副經理1名，技術工程師4人，安全員1人，資料員1人，勞動作業人員若干。

3.3 施工技術管理

施工圖是安裝工程施工的主要依據，按圖施工是施工企業里的施工準則，項目總工加強施工圖的自審和會審，以及做好圖紙交底和技術交底相關工作。

3.4 進度計劃管理

施工進度計劃管理是項目施工中的控制重點之一，它是保證施工項目按期完成、合理安排資源供應、節約工程成本的重要措施。京珠南高速位于京珠大動脈，車輛通行密集，在車輛通行高鋒期是不容許中斷網絡通信，實際施工會與計劃會產生偏差，界時要及時調整偏差。

3.5 萬兆網升級改造具體實施過程

（1）工廠監造和驗收。公司與京珠南業主簽定合同后，派出專人跟蹤了解合同內產品的制造過程，確保到場的設備符合設計技術特征、合同要求。

（2）設備運輸。交換機、光模塊等設備屬于精密設備，在運輸過程中要采取有效的措施進行保護，避免受外力因素影響受損。

（3）材料報驗。設備、材料到位后，項目部及時做好報驗工作，監理和業主同時簽字驗收。

（4）設備安裝和線纜敷設。交換機等設備要根據設計圖紙要求進行安裝并做好接地。線纜敷設過程中，電源電纜、信號電纜應分開；機柜內部的纜線或與插頭應貼標簽或套號碼管，避免混淆。

（5）設備單調與系統聯調。各類通信線纜、交換機和網管計算機安裝完成后，及時配置交換機和安裝網管系統，并開展單機調試工作，在確保各單機設備均運行正常后，方能調試子系統。在子系統獨立開通后，系統聯調正式進行。

（6）完工測試和驗收。邀請監理工程師和業主代表參加全部完成測試工作并給予確認。完工測試的內容應包括單項設備通電測試、組網測試和各類告警切換測試等。

3.6 工程質量保證措施

成立了以項目總工為領導的質檢小組，對設備、材料、工序交接、分項分部工程進行檢查驗收，切實開展工程質量否決制、嚴禁不合格材料入場、不合格工序不得交接、“誰施工誰負責”等質量管理制度，確保機電工程能在質量受控的狀態下有序進行。

3.7 安全生產管理

項目部要始終將安全第一貫穿項目施工全過程，首先，成立以項目經理為組長安全領導小組；其次，嚴格執行安全技術交底制度；最后，遵守安全生產操作規程，杜絕“三違”現象。

3.8 環境及文明施工管理

本次改造升級項目主要工作場所是在機房，所有施工作業人員必須遵守機房管理規定，嚴禁亂扔亂擺，及時處理施工垃圾，做到環境整潔有序、標識清晰。

3.9 工程資料管理

本工程要求做到施工與資料管理同步進行，資料管理是指對整個項目實施過程中的派工單，施工日志、工程報表、工程施工相片、工程施工檔案等進行的科學、合理、及時的收集整理、保管和歸檔管理。

4 結語

京珠南高速公路萬兆網升級改造項目通過科學、合理的設計和優質、高效的施工建設，實現了通信站點之間高速通信，解決了監控帶寬不足、視頻卡頓等問題。隨著科學技術進一步發展，通信萬兆網技術也將迎來飛躍式發展，在高速公路機電系統領域，將發揮越來越大的作用，在2019年全國取消省界收費站中得到了證實。