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華為助力沈陽地鐵9號線實現智能化管理

指揮調度網    2019-07-17 字體【
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  地鐵從誕生至今,漸漸成為大城市的主動脈,它輸送著通勤的上班族,也承載著居民的生活住行。隨著ICT技術與軌道交通行業的加速融合,一個更美好的數字化智能軌道交通時代正在來臨。

  沈陽地鐵9號線正線全長36.35km,全部為地下線,工程分兩期實施,其中一期工程線路全長28.99km,共設車站23 座(其中有道岔站2座、換乘站5 座),于2019年5月25日開通運行。

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  關卡重重,挑戰性高

  CBTC信號系統是城市軌道交通基于無線通信的列車自動控制系統,以安全為核心,以保證和提高列車運行效率為目標,調節列車運行間隔和運行時分,保證列車和乘客安全,并實現列車高效運行和有序指揮管理,是城市軌道交通自動控制系統中的重要組成部分。

  沈陽地鐵9號線的CBTC信號系統采用LTE-M實現車地通信,在LTE技術體制下,地鐵CBTC子系統主要面臨以下三個方面的挑戰:

  信號系統對網絡可靠性要求高

  根據《城市軌道交通CBTC信號系統行業技術規范需求規范》要求,DCS骨干網絡必須具備50ms故障自愈能力;同時,對于網絡,要求單向傳輸時延不超過150ms,越區切換通信延時不超過100ms,丟包率不超過1%。

  傳統時鐘同步方案施工難度大,成本高

  LTE FDD/TDD對于時鐘頻率精度要求達到0.05ppm,尤其LTE TDD,要求時鐘相位偏差不能超過+/-1.5?s。傳統的LTE時間同步需要在每個LTE基站安裝GPS接收天線,采用射纜電纜將GPS天線從樓頂將GPS信號引入到基站,射頻電纜工程施工難度極高,而且每個基站都要配套GPS,成本高,運維復雜。

  設備安裝、聯調環境惡劣

  CBTC信號系統調試周期長,是地鐵最早進行設備安裝和調試的系統,通常在信號系統安裝時,設備機房通風、空調均未完成調試安裝,信號設備安裝運行條件惡劣。因此,在信號系統中,網絡設備必須具有工業級特性,能夠滿足復雜環境條件下對溫度、濕度、防水防塵的要求 。

  華為城軌無線解決方案挑戰新高度

  不難看出,CBTC作為地鐵列車運行控制的核心系統,穩定安全是該系統的核心訴求,并且該系統對可靠性、時鐘同步以及調測環境等都有著近乎苛刻的要求,經過多輪審視,客戶選擇了華為新一代城軌eLTE車地無線解決方案。在該方案中,DCS子系統采用A/B雙網設計,A網和B網是兩個完全相同、相互獨立的網絡,并行工作,互不影響。當其中一張網絡故障,另一張網絡可無縫切換,以確保CBTC業務的連續性。整體網絡結構如下圖所示:

 

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  在設備集中站、控制中心、車輛段各配置1套核心網,構建A、B完全獨立的無線網絡,非設備集中站部署RRU接入設備,通過光纖傳輸直接接入到相鄰設備集中站BBU;在設備集中站(本方案中共7個設備集中站)部署GPS(位于集中站屋頂空曠位置),通過GPS獲取時鐘信號。

  華為新一代城軌eLTE車地無線解決方案既滿足了CBTC業務系統網絡承載需求,同時又完美解決了系統搭建所面臨的三個方面的挑戰。

  網絡的高可靠性

  網絡結構采用A/B雙網組網方式,互為冗余備份; 一張網絡出現故障不影響業務正常運行。

  高精度時鐘同步

  LTE對時鐘的要求非常苛刻,不同基站之間的頻率必須同步在一定精度之內,否則基站切換時會出現掉線。當采用LTE承載地鐵列車信號時,需要保障軌旁沿線基站間的時間高精度同步(<=0.05PPM),否則會造成小區切換丟包、延時,影響列車正常運行。目前采用GPS方式來解決基站間的時間同步問題,同時在控制中心和車輛段分別配置時鐘同步服務器,既完美解決時鐘同步問題,也降低了建設成本。

  地鐵復雜環境適配方案

  在地鐵環境適配方面,本方案組網設備RRU采用工業級設計,支持在地鐵隧道環境下穩定運行,運行溫度-40°~70°,運行濕度:5%~95%,能夠滿足地鐵隧道的復雜環境下對設備溫度、濕度、防塵的苛刻要求。

  華為新一代城軌eLTE車地無線解決方案不僅延續了傳統方案穩定可靠的特點,同時采用GPS+時鐘同步服務器的主備時鐘的方式,創新性地解決了CBTC子系統在LTE技術體制下時鐘同步難的問題。并且,工業級設備完全適配沈陽地鐵9號線隧道的復雜環境,獲得了沈陽地鐵9號線客戶的好評與認可,為后續遼寧省地鐵LTE綜合承載及全自動駕駛方案的應用打下堅實基礎。

  目前,華為已經為全球12萬公里的鐵路、100多條城市軌道提供了優質的產品及服務。基于對軌道交通客戶需求的深入洞察,華為不斷探索5G、云、大數據、人工智能等新ICT技術在交通行業中的應用,進一步助力交通行業數字化轉型,為構建萬物互聯的智能世界添磚加瓦。


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