現(xiàn)在，城市軌道交通快步從單線路運(yùn)營進(jìn)入了跨線路聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營階段，聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營的復(fù)雜性對通信基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性和維護(hù)能力的挑戰(zhàn)越來越大。一方面，大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營時(shí)業(yè)務(wù)眾多，相互之間交互信息量大，對接復(fù)雜，給系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用帶來了巨大挑戰(zhàn)。另一方面，移動互聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)式增長對城市軌道交通車地通信、旅客體驗(yàn)的要求越來越高。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，ICT基礎(chǔ)設(shè)施不斷演進(jìn)，在各關(guān)鍵領(lǐng)域都出現(xiàn)了眾多解決方案，其中在雙平面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)、車地寬帶無線通信和業(yè)務(wù)系統(tǒng)云平臺三方面尤為突出。
華為作為全球領(lǐng)先的ICT基礎(chǔ)設(shè)施提供商，在雙平面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)、車地寬帶無線通信和業(yè)務(wù)系統(tǒng)云平臺化都有自己成熟的解決方案和應(yīng)用。華為基于客戶需求持續(xù)創(chuàng)新，不斷地將新技術(shù)帶到軌道交通領(lǐng)域，給城市軌道交通運(yùn)營商和乘客帶來新的價(jià)值和便利。
雙平面網(wǎng)絡(luò)充分滿足地鐵不同類型的傳輸需求
軌道交通通信網(wǎng)絡(luò)不但規(guī)模龐大而且融合了數(shù)據(jù)與語音，高速與低速，高優(yōu)先級業(yè)務(wù)與低優(yōu)先級業(yè)務(wù)的通信網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)前軌道交通領(lǐng)域主要使用“TDM承載，多種業(yè)務(wù)接入”的方式。而IP化網(wǎng)絡(luò)帶來的“扁平化，維護(hù)簡單和彈性帶寬管理”的特點(diǎn)已經(jīng)越來越收到業(yè)界青睞。
網(wǎng)絡(luò)IP化后，帶寬要求也急劇增大，給城軌承載網(wǎng)絡(luò)在高效運(yùn)營、可靠、運(yùn)維等方面帶來了新的問題和挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在：IP業(yè)務(wù)帶寬動態(tài)變化，而傳統(tǒng)的城市軌道交通傳輸網(wǎng)絡(luò)都是SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)，SDH網(wǎng)絡(luò)帶寬都是固定分配，若通過SDH網(wǎng)絡(luò)傳送IP業(yè)務(wù)，需要按最大業(yè)務(wù)量分配帶寬，這樣導(dǎo)致資源利用率非常低�；诔擒墏鬏斁W(wǎng)絡(luò)的這種特點(diǎn)和趨勢，一些廠商提出雙平面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)的概念，如下圖所示:
在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，傳輸平面分成SDH平面和分組平面兩個(gè)平面， 其中SDH平面對業(yè)務(wù)的帶寬固定分配，用于傳輸調(diào)度電話、SCADA等高優(yōu)先級，低速率的業(yè)務(wù)。而分組平面則傳輸日益增長的IP業(yè)務(wù)， 雙平面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)有如下的優(yōu)點(diǎn)：
帶寬利用率高。從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)承載的軌道業(yè)務(wù)流量類型來看，網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)主要有類電路域業(yè)務(wù)（調(diào)度電話，傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)），低速數(shù)據(jù)、高QoS業(yè)務(wù)（SCADA，列控?cái)?shù)據(jù)），流媒體業(yè)務(wù)（視頻監(jiān)控）和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（日常辦公數(shù)據(jù)等）。傳統(tǒng)SDH技術(shù)基于TDM技術(shù)，雖然能保證高QoS，但對流量彈性很強(qiáng)的軌道業(yè)務(wù)缺乏豐富的流量動態(tài)管理手段，帶寬效率低。而IP技術(shù)基于包交換，有豐富的“彈性”流量網(wǎng)絡(luò)管理手段，也能通過PWE技術(shù)提供類似TDM業(yè)務(wù)的QoS保障，極大提高了帶寬效率。目前隨著列控、SCADA等高QoS業(yè)務(wù)流在IP化承載的網(wǎng)絡(luò)上逐步得到應(yīng)用并在實(shí)踐中得到認(rèn)可，IP技術(shù)越來越得到業(yè)界認(rèn)可。
接口簡單，便于接入。軌道交通環(huán)境中設(shè)備種類多，接口復(fù)雜，既有傳統(tǒng)語音接口、IP接口，又有各種低速數(shù)據(jù)接口，如RS232等，接口管理復(fù)雜。目前從業(yè)界來看大多數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)備都在向IP演進(jìn)，如傳統(tǒng)方案使用E1接口的TETRA系統(tǒng)目前已經(jīng)過渡到VoIP方案。采用全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)未來任何設(shè)備在任何地方都可以接入網(wǎng)絡(luò)。
LTE是車地寬帶無線通信的最佳選擇
近年來隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，用戶對“anywhereaccess”的需求越來越強(qiáng)烈，車載PIS、視頻監(jiān)控等一系列設(shè)備對車地實(shí)時(shí)寬帶通信的需求越來越大。目前的WLAN技術(shù)由于采用公共頻段，容易受外界信號干擾導(dǎo)致無線通信質(zhì)量不穩(wěn)定。隨著LTE的逐步商用，車地通信帶寬將快速增長。
除了抗干擾性外，LTE在移動性方面也要優(yōu)于Wi-Fi。這是因?yàn)閃i-Fi受協(xié)議本身限制，在列車高速運(yùn)行時(shí)其帶寬和穩(wěn)定性都無法保證。Wi-Fi的覆蓋范圍較小，列車在運(yùn)行過程中需要頻繁地重選和關(guān)聯(lián)新的AP，由此帶來的高時(shí)延會直接影響到網(wǎng)絡(luò)接入的穩(wěn)定性。
由于現(xiàn)有車地?zé)o線通信方案在列車的高速移動下經(jīng)常出現(xiàn)無線鏈路不穩(wěn)定、掉話、斷網(wǎng)現(xiàn)象，阻礙了運(yùn)營者在列車上提供更多服務(wù)。給LTE在城軌的應(yīng)用帶了機(jī)會，通過LTE可以實(shí)現(xiàn)車地寬帶無線通信，協(xié)助城軌運(yùn)營單位安全可靠運(yùn)營，同時(shí)帶來讓乘客更安心，舒適的乘坐體驗(yàn)。LTE車地?zé)o線寬帶及其應(yīng)用如下圖所示：
在列車內(nèi)部，應(yīng)用服務(wù)也日益豐富，對車廂內(nèi)信息化設(shè)備提出了更高的要求，需要車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)對車載視頻監(jiān)控、乘客信息系統(tǒng)、乘客Wi-Fi系統(tǒng)等提供多樣化的業(yè)務(wù)支持。車載視頻監(jiān)系統(tǒng)將駕駛室及客室內(nèi)的攝像機(jī)進(jìn)行圖像采集，上傳到地面控制中心，當(dāng)車廂內(nèi)發(fā)生緊急情況時(shí)，列車司機(jī)和地面指揮中心能夠切換到事故現(xiàn)場，及時(shí)響應(yīng)保障旅客的生命財(cái)產(chǎn)安全。車載實(shí)時(shí)乘客信息系統(tǒng)，除了讓乘客及時(shí)獲知到站信息的情況外，還能及時(shí)獲取到最新的咨詢，最新鮮的多媒體內(nèi)容；在發(fā)生緊急狀態(tài)情況下，地面指揮中心通過實(shí)時(shí)了解車廂狀態(tài)，有效發(fā)布疏導(dǎo)信息，避免更大的安全隱患。另外，還需要在列車上提供無線上網(wǎng)服務(wù)，在滿足乘客Wi-Fi上網(wǎng)需求的同時(shí)，避免對現(xiàn)有無線系統(tǒng)的干擾和影響，保證行車效率。
對地鐵運(yùn)營商而言，當(dāng)前最主要需求是在保證安全的前提下提高運(yùn)能，并進(jìn)一步提高乘客的出行滿意度。LTE車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)，能保證各種業(yè)務(wù)所需的高帶寬接入能力。通過承載列控信息，根據(jù)流量實(shí)時(shí)調(diào)配列車，以更加高效的集群通信提高調(diào)度效率；通過車廂和軌道的視頻監(jiān)控提高運(yùn)輸安全性，以車載PIS（乘客信息系統(tǒng)）業(yè)務(wù)和車內(nèi)寬帶接入業(yè)務(wù)提升乘客的出行體驗(yàn)。
集語音、視頻和數(shù)據(jù)為一體的LTE寬帶數(shù)字集群技術(shù)必將成為地鐵運(yùn)營調(diào)度和應(yīng)急指揮的必然選擇�？深A(yù)見，在移動寬帶浪潮的推動下，與其它各行各業(yè)的信息化過程一樣，軌道交通車地通信也將步入LTE時(shí)代。
云平臺化是業(yè)務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
在軌道交通領(lǐng)域，業(yè)務(wù)系統(tǒng)眾多。近年來，CCTV等視頻類業(yè)務(wù)在軌道交通應(yīng)用越來越多，數(shù)據(jù)量越來越大，業(yè)務(wù)處理邏輯也越發(fā)復(fù)雜，給現(xiàn)有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)帶來巨大的挑戰(zhàn)。目前隨著ICT技術(shù)的深度融合，云計(jì)算在處理大數(shù)據(jù)量和復(fù)雜業(yè)務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)勢能力越發(fā)突出。
將來，可以在一個(gè)城市的軌道交通網(wǎng)絡(luò)里建設(shè)一個(gè)云信息平臺，它是一個(gè)提供信息交換，數(shù)據(jù)存儲，分析計(jì)算，資源共享的服務(wù)平臺。
通過建設(shè)城市軌道云平臺，將給城市軌道交通帶來巨大的好處：
全網(wǎng)集中化建設(shè)，大幅降低成本:通過存儲與服務(wù)器的虛擬化，共享硬件資源，實(shí)現(xiàn)集中化運(yùn)營，降低成本。業(yè)務(wù)系統(tǒng)集中化建設(shè)，可以支撐軌道交通全網(wǎng)一體化統(tǒng)一運(yùn)營，通過存儲與服務(wù)器的虛擬化，共享硬件資源，減少額外的存儲與計(jì)算能力，為了降低IT投資。
數(shù)據(jù)共享，提高運(yùn)營效率：云化后的信息平臺能夠?yàn)榈罔F運(yùn)營商提供強(qiáng)有力的分析工具、實(shí)時(shí)的事件采集、強(qiáng)有力的分析工具，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的無縫協(xié)作，快速聯(lián)動，提高運(yùn)營效率。整合后的云信息平臺，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)間信息共享，其強(qiáng)大的支撐能力，能實(shí)現(xiàn)新業(yè)務(wù)的快速部署、接入。
