城市轨道交通数据通信DCS系统实用教案

《城市轨道交通数据通信DCS系统实用教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市轨道交通数据通信DCS系统实用教案（58页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、目录(ml)第一部分 DCS系统概述第二部分 DCS系统构成第三部分 DCS系统功能(gngnng)第四部分 DCS系统原理1第1页/共57页第一页，共58页。 2第2页/共57页第二页，共58页。CBTC系统的组成：ATS系统MSS系统联锁(lin su)系统ATP/ATO系统计轴、电源DCS系统1 DCS系统系统(xtng)概概述述3第3页/共57页第三页，共58页。1.1 DCS系统系统(xtng)概述概述4第4页/共57页第四页，共58页。5第5页/共57页第五页，共58页。DCS系统分为3部分：有线网络：地对地数据通信，通过(tnggu)DCS 有线部分，将轨旁应用连接起来。无线网络

2、：地对车数据通信，通过(tnggu)DCS无线部分，将车载应用连接起来。管理单元：DCS的管理、配置、监督和维护的工具。 DCS系统通过(tnggu)无线覆盖和冗余结构，实现信号系统内部各子系统间的数据流的透明双向传输；2 DCS系统系统(xtng)构成构成6第6页/共57页第六页，共58页。2.1 DCS系统系统(xtng)构成构成-系统系统(xtng)结构结构7DCS有线网络：1）环形网络结构；2）为控制中心、车站、车辆段、停车场之间提供(tgng)信息的透明传输通道3）由“DCS有线机柜+骨干网交换机+光纤”组成；DCS无线网络：1）由“DCS无线机柜+无线接入交换机+轨旁AP+无线自由

3、(zyu)波天线+波导管设备组成；2）无线网络覆盖正线、折返线、停车线、试车线、出入段线、车辆段/停车场列检库内 等DCS管理系统：1）APM-为运营维护和故障分析提供依据；2）NMS-用于系统的网络管理；第7页/共57页第七页，共58页。DCSDCS网络结构网络结构DCS有线网络结构示意图2.2 DCS系统构成系统构成(guchng)-有线有线网络网络8第8页/共57页第八页，共58页。2.2 DCS系统构成系统构成(guchng)-有线网有线网络络有线网络是基于标准的骨干网，提供冗余的数据通道。骨干网由五个独立的网络组成：冗余的ATC网、冗余的ATS网、维护(wih)网。ATC网在各车站、

4、停车场、控制中心使用二层网络，在车辆段为了与试车线进行隔离使用三层网络；ATS网和维护(wih)使用二层网络进行数据转发。第9页/共57页第九页，共58页。2.2 DCS系统构成系统构成(guchng)-有线有线网络网络DCS骨干网配线图上下行各使用一根光缆(un ln)进行组网，并采用隔站跳接的方式。 10芯用于组网，14芯作为备用。光缆(un ln)根据实际应用在DCS有线机柜内进行光纤的熔接等第10页/共57页第十页，共58页。2.2 DCS系统系统(xtng)构成构成-有线网络有线网络连接连接1、五个网络在物理上、逻辑上是完全独立(dl)的；2、ATC网通过网关计算机与ATS网络进行通

5、信；3、联锁、ZC、DSU、APM、NMS和DCS无线网络与ATC网连接； 联锁、ATS、NMS与ATS网连接； 联锁、ZC、DSU、信号维护监测设备、APM、NMS、电源监测与维护网连接；4、设备集中站、车辆段、停车场：ATC网、ATS网、维护网交换机 非设备集中站、控制中心：ATS网、维护网交换机 试车线：ATC网、维护网交换机 维修中心：ATS网、维护网交换机 培训中心： ATC网、ATS网交换机第11页/共57页第十一页，共58页。2.2 DCS系统系统(xtng)构成构成-有线网络有线网络设备设备骨干网交换机：IKS-6726A设备(shbi)集中站的ATC、ATS、MSS网控制中心

6、的ATS网、MSS网车辆段的ATS网、MSS网培训中心的ATC、ATS网试车线的ATC网维修中心的MSS网EDS-408A非设备(shbi)集中站的ATS、MSS网维修中心的ATS试车线的MSS网PT-7828车辆段的ATC网第12页/共57页第十二页，共58页。2.2 DCS系统系统(xtng)构成构成-有线网络有线网络机柜机柜布置地点：各车站、车辆段、停车场、控制中心机柜尺寸：800*600*2250mm（深*宽*高）柜内设备包括(boku)：ODF架、电源插箱、骨干网交换机第13页/共57页第十三页，共58页。DCSDCS网络结构网络结构DCS车-地无线网络示意图2.3 DCS系统系统(

7、xtng)构成构成-无无线网络线网络14无线信道传输频宽是20MHz，车-地无线通信采用的是标准草案中5MHz带宽的窄带通信技术。无线网络工作(gngzu)在（）开放频段。采用双网冗余设计，分别对应有线网络冗余的ATC网。无线接入交换机、轨旁/车载无线单元、天线均是冗余配置。车地通信传输采用无线自由波+波导管的方式；正线地下采用自由波，高架和地面采用波导管；车辆段、停车场采用自由波。第14页/共57页第十四页，共58页。DCSDCS网络结构网络结构2.3 DCS系统系统(xtng)构成构成-无线网络设备无线网络设备151、无线接入交换机 PT-7728设备集中(jzhng)站、车辆段、停车场、

8、试车线 第15页/共57页第十五页，共58页。DCSDCS网络结构网络结构2.3 DCS系统构成系统构成(guchng)-无线网络无线网络设备设备162、AP箱 箱内配置2个AP模块，对应冗余的ATC网，分别使用5和13信道(xn do)。 自由波AP箱包括：无线AP模块、供电模块、防雷模块、功分器模块、冗余220V交流电源 波导管AP箱包括：无线AP模块、供电模块、防雷模块、合路器模块冗余220V交流电源 第16页/共57页第十六页，共58页。DCSDCS网络结构网络结构2.3 DCS系统系统(xtng)构成构成-无线网络设备无线网络设备17第17页/共57页第十七页，共58页。DCSDCS

9、网络结构网络结构2.3 DCS系统系统(xtng)构成构成-无线网络设备无线网络设备18第18页/共57页第十八页，共58页。DCSDCS网络结构网络结构2.3 DCS系统系统(xtng)构成构成-无线网络设备无线网络设备193、轨旁定向天线 每个自由波AP点配置2组连接不同ATC网的天线，共计4根。每组的两个(lin )八木天线应尾部正对，安装在同一个天线支架上，组成一组天线。 一般安装在隧道壁或天线杆上。 第19页/共57页第十九页，共58页。202.3 DCS系统构成系统构成(guchng)-无线网络设无线网络设备备第20页/共57页第二十页，共58页。DCSDCS网络结构网络结构2.3

10、 DCS系统构成系统构成(guchng)-无线网络设无线网络设备备214、波导管 由波导同轴转换、裂缝波导、波导负载、滑动支架(zhji)、固定支架(zhji)及法兰等部件组成。 第21页/共57页第二十一页，共58页。DCSDCS网络结构网络结构2.3 DCS系统系统(xtng)构成构成-无线网络设备无线网络设备22第22页/共57页第二十二页，共58页。DCSDCS网络结构网络结构2.3 DCS系统系统(xtng)构成构成-无线网络设备无线网络设备23第23页/共57页第二十三页，共58页。DCSDCS网络结构网络结构2.3 DCS系统构成系统构成(guchng)-无线网络无线网络设备设备

11、245、车载子系统 由车载无线单元和车载天线组成。 车头、车尾分别安装一套车载无线单元及车载天线，分别与两个(lin )ATC网的AP关联。第24页/共57页第二十四页，共58页。DCSDCS网络结构网络结构2.3 DCS系统构成系统构成(guchng)-无线网无线网络设备络设备25车载(ch zi)无线单元车载(ch zi)定向天线 车载(ch zi)平板天线 第25页/共57页第二十五页，共58页。2.3 DCS系统系统(xtng)构成构成-无线网络无线网络机柜机柜布置地点(ddin)：设备集中站、车辆段、停车场、试车线每站无线机柜的数量与AP数量有关机柜尺寸：800*600*2250mm

12、（深*宽*高）柜内设备包括：ODF架、电源插箱、无线交换机、AC控制器第26页/共57页第二十六页，共58页。DCSDCS网络结构网络结构2.4 DCS系统系统(xtng)构成构成-APM系统系统(xtng)结构结构 APM系统由多个APM服务器和配套的KVM组成。 配置地点(ddin)：各设备集中站、车辆段、停车场、培训中心。 APM具备三网卡：两个网卡连接ATC网，一个网卡连接维护网。 对交换机做端口镜像，使得APM能够记录ZC、CI和车载ATP/ATO的发送与接收数据。27第27页/共57页第二十七页，共58页。DCSDCS网络结构网络结构NMS系统结构示意图2.5 DCS系统系统(xt

13、ng)构成构成-NMS系统系统(xtng)结构结构28第28页/共57页第二十八页，共58页。DCSDCS网络结构网络结构2.5 DCS系统系统(xtng)构成构成-网管设网管设备备291、APM连接(linji)骨干网交换机 NMS工作站连接(linji)相应的网络的骨干网交换机 NMS服务器连接(linji)网管交换机2、网管交换机-PT7828 （车辆段） 连接(linji)五个网3、APM与NMS合用一台KVM4、设备集中站、车辆段、停车场的APM系统和NMS系统的设备安装在DCS无线机柜中 控制中心的NMS设备安装在有线机柜中第29页/共57页第二十九页，共58页。30第30页/共5

14、7页第三十页，共58页。3 DCS系统系统(xtng)功能功能 数据通信DCS系统的主要作用是在各个信号子系统之间传输列车控制信息、ATS信息和维护信息，允许轨旁设备（ZC, CI, ATS）和车载设备（车载ATP/ATO）之间在正线、车辆段/停车场和试车线进行连续双向数据通信。 其系统功能有： 1)提供高可靠性的专用通信网络(wnglu)； 2)隧道采用无线自由波方式、高架采用波导管方式，实现高可靠性的专用车-地无线通信； 3)全面的抗干扰功能； 4)实时的网络(wnglu)数据记录功能； 5)全方位的网络(wnglu)管理功能；31第31页/共57页第三十一页，共58页。3.1 DCS系统

15、系统(xtng)功能功能-有线网络有线网络提供高可靠性的专用(zhunyng)通信网络1）数据通信DCS系统定位为整个信号系统的信息传输通道，对信息的传输是透明传输。透明传输就是传送网络不管传输的业务(yw)如何，只负责将需要传送的业务(yw)传送到目的节点，同时保证传输的质量即可，而不对传输的业务(yw)进行处理。 2）数据通信DCS系统在物理上和逻辑上是完全独立的，在物理上与其他网络完全隔离，不会受到其它网络的影响。 32第32页/共57页第三十二页，共58页。3.2 DCS系统系统(xtng)功能功能-无线网无线网络络安全可靠的车-地无线通信 地面无线系统(xtng)功能：1) 与车载C

16、lient关联，发送/接收数据；2) 实现有线信号（电信号）和无线信号（射频信号）相互转换；3) 接收并发送地面设备信息至列车 接收并转发车载设备信息至地面；4) 对无线信息和用户进行加密和认证。 车载无线系统(xtng)功能为：1) 与地面AP关联，发送/接收数据；2) 接收车载设备的数据，发送给地面 接收地面数据，并转发给车载；33第33页/共57页第三十三页，共58页。3.2 DCS系统系统(xtng)功能功能-无线网络无线网络34全面(qunmin)的抗干扰功能干扰源：干扰源： 针对上述各种干扰源，DCS子系统在频率选择、信道选择和系统设计方面进行充分考虑，采用了一些抗干扰措施来减少和

17、避免外界(wiji)的其他干扰。第34页/共57页第三十四页，共58页。3.3 DCS系统系统(xtng)功能功能-无线网络无线网络35Pr Pr第35页/共57页第三十五页，共58页。3.3 DCS系统系统(xtng)功能功能-无线网络无线网络36第36页/共57页第三十六页，共58页。3.4 DCS系统系统(xtng)功能功能-APM实时的网络(wnglu)数据记录功能 APM可以实时地记录信号系统地面子系统之间和车-地之间的数据交互，实现实时、不间断的网络数据记录，可以为运营维护和故障分析提供(tgng)第一线的维护数据。 APM记录ZC与其它地面子系统之间的数据交互，记录CI与其它地面

18、子系统之间的数据交互，记录地面子系统与车载ATPATO之间的数据交互。 记录内容包括数据包的源IP、目的IP、发送时间、数据包的内容等。37第37页/共57页第三十七页，共58页。3.4 DCS系统系统(xtng)功能功能-APMAPM软件界面可以修改存储时间间隔(jin g)、存储路径、开始记录、停止记录等。38第38页/共57页第三十八页，共58页。3.4 DCS系统系统(xtng)功能功能-APMAPM数据分析软件界面可以筛选源IP、目的IP、数据协议、数据类型、文件(wnjin)等查询到符合条件的数据，并可以导出。39第39页/共57页第三十九页，共58页。3.5 DCS系统系统(xt

19、ng)功能功能-NMS全方位的网络管理功能(gngnng) NMS基于SNMP协议管理全线所有的网络设备，为系统运营和维护提供全方位的网络管理。 NMS管理正线、试车线、车辆段及其列检库的接入交换机、无线接入交换机和沿线的AP，可以查询交换机和AP的工作状态，并可以设定交换机和AP的参数等。其功能如下：展现网络拓扑结构，进行网络拓扑管理及时(jsh)监测各种网络设备的工作运行状态监控交换机端口流量设置网络设备的运行参数网络故障报警提供维护数据40第40页/共57页第四十页，共58页。3.5 DCS系统系统(xtng)功能功能-NMS展现网络拓扑结构(jigu)，进行网络拓扑管理41第41页/共

20、57页第四十一页，共58页。3.5 DCS系统系统(xtng)功能功能-NMS及时(jsh)监测各种网络设备的工作运行状态42第42页/共57页第四十二页，共58页。3.5 DCS系统系统(xtng)功能功能-NMS配置网络设备的运行(ynxng)参数43第43页/共57页第四十三页，共58页。3.5 DCS系统系统(xtng)功能功能-NMS配置(pizh)网络设备的运行参数44第44页/共57页第四十四页，共58页。3.5 DCS系统系统(xtng)功能功能-NMS网络故障报警(bo jng)45第45页/共57页第四十五页，共58页。4.1 DCS系统原理系统原理(yunl)-有线网络原

21、理有线网络原理(yunl) 有线网络协议 DCS有线网络的核心是标准的骨干网。CBTC信号设备采用UDP/IP协议进行通信。 透明传输功能原理 系统流量负载规划设计 端口广播(gungb)流量的限制：限制广播(gungb)包在整个网络中的传播和扩散，防止网络风暴在网络中的产生。 端口速率限制：屏蔽非业务流量的端口的流量总数，保证正常业务能够取得合理的带宽以及高优先级别。 Qos设置：保证重要的业务数据优先转发。 环网冗余协议46第46页/共57页第四十六页，共58页。4.2 DCS系统系统(xtng)原理原理-无线网络原无线网络原理理 无线网络协议 采用标准。 自由波与波导管组合的车-地无线传

22、输方案 漫游切换 完全冗余设计 轨旁自由波天线安装 两组天线的距离大于200mm（3550/3850）；射频电缆长度不能超过(chogu)20m；与其他无线系统的天线或者漏缆距离应大于200mm；AP箱安装在隧道内列车运行方向右侧47第47页/共57页第四十七页，共58页。4.3 DCS系统系统(xtng)原理原理-APM子系统子系统(xtng)原理原理 APM子系统通过骨干网接入交换机的映射端口记录ATC网各子系统之间的数据交互情况。 APM子系统通过信号维护子系统的以太网交换机向信号维护子系统发送心跳信息，用以表明APM子系统的正常。 APM子系统通过查询记录文件，可以查看网络中数据交互信

23、息，通过APM软件将列表的形式将记录的交互情况表现出来。数据文件按每半小时进行记录，记录可以保存60天，超过60天的故障记录将被覆盖。硬盘剩余(shngy)空间小于等于100GByte时，APM系统将自动删除最早一天的数据。48第48页/共57页第四十八页，共58页。4.4 DCS系统系统(xtng)原理原理-NMS子系统子系统(xtng)原理原理 NMS子系统通过SNMP协议(xiy)对信号系统的所有网络设备进行轮询，用以管理全线所有的网络交换机和无线AP，为系统运营和维护提供全方位的网络管理。 DCS正线网络管理子系统通过DCS骨干网接入交换机同时与两个DCS骨干网相连接。 DCS正线网络

24、管理子系统通过维护网接入交换机与维护网相连接，将所有监控设备的工作状态发送给信号系统维护子系统(MSS)，并接收MSS的反馈信息。 网络设备工作状态的更新周期为10s。 记录文件或数据采用循环记录-删除方式存储，记录文件或数据保留30天以供查询-分析。49第49页/共57页第四十九页，共58页。 AP箱紧固螺丝松动。可使用52Nm力矩扳手检查螺栓是否松动。如有松动则需要重新紧固。 AP箱防雷模块。模块上指示灯为熄灭状态，则说明防雷模块失效，需要更换新的防雷模块。 接地线故障(gzhng)。当AP箱接地电阻，阻值大于4，说明接地电阻超标。需要检查接地点是否松动，或接地点连接端子是否锈蚀，当锈蚀面

25、积超过超过1/3时，需要更换连接端子。 接入线缆故障(gzhng)。应每隔3个月对AP箱内的线缆检查一次。对有松动迹象的线缆进行紧固。505.1 DCS系统维护系统维护-AP箱箱第50页/共57页第五十页，共58页。515.1 DCS系统维护系统维护-AP箱箱第51页/共57页第五十一页，共58页。 每一个月应当对天馈线进行一次巡检。对于严重损坏或变形的的天线及馈线应当及时的报修更换，对于各支架上的螺栓松动，应当及时进行紧固。对各线缆标识破损(p sn)丢失的，应当及时进行补装。 备注：此项维护可与相应的AP箱维护工作同时进行。 每三个月应当对全线的天馈线进行一次全面维护，维护内容包括但不限于

26、对严重损坏或变形的的天馈线及支架进行及时的报修更换，对松动的螺栓进行紧固，检查各射频接头的紧固情况及防水性，检查各线缆及支架的紧固状态及防水性等 备注：此项维护可与相应的AP箱维护工作同时进行。525.2 DCS系统维护系统维护-射频射频(sh pn)电缆电缆第52页/共57页第五十二页，共58页。室内的DCS设备主要包括红蓝网光交换机，ODF，光纤跳线，以及网管服务器和KVM。其中，红蓝网光交换机及ODF集成在DCS无线机柜中。 在每日的信号设备例行检查时，应当对DCS设备进行状态确认，内容包括： 1.确认光纤跳线与ODF和交换机的插接紧固，无松动现象。 2.确认连接在光交换机以及网管服务器

27、背后的网线插接紧固，无松动脱落现象。 3.确认各设备供电正常，电源(dinyun)指示灯状态正常，电源(dinyun)插头插接紧固。无松动现象。 4.确认光交换机已接入光纤的端口状态指示灯正常闪烁，无灭灯或常亮现象。 5.确认网管服务器正常运转。 6.确认KVM电源(dinyun)指示灯亮起，能正常登入系统且网管软件正常运行。 备注：如发现有任何异常，严禁在行车时间进行任何操作。5.3 DCS系统维护系统维护-室内室内(sh ni)DCS设备设备53第53页/共57页第五十三页，共58页。 网管后台所使用的数据文件，禁止用户登录修改信息。 因设备集中站停电致使网管运行的服务器关机，待上电开机后

28、，请检查软件是否已启动。 网管可以对所管辖的AP进行重启操作，但因重启AP操作可能影响列车运行，未防止误操作，对密码进行了设置，重启密码由专人管理。 因网管检测AP的数量的不同，其轮询时间会有不同，所以对设备的反应时间存在延迟。 程序开始运行前，请查看设备所连接的网线是否通畅，确认后方可运行。 位于正线和试车线的网络管理系统应当每周进行一次例行的状态确认，若工作状态正常(zhngchng)，则不必做操作，若工作状态出现异常，应当及时退出程序后重新运行。 位于列检库和停车场的网络管理系统，考虑到其具有发车日检功能，建议每天都应当进行一次状态确认，若工作状态正常(zhngchng)，则不必做操作，

29、若出现异常，应当及时重新运行程序。5.4 DCS系统维护系统维护-NMS54第54页/共57页第五十四页，共58页。 开始运行前，请查看设备所连接的网线是否都通畅，确认后方可运行APM数据记录软件(run jin)，并保证相应的IP地址的正确配置 因设备集中站停电致使APM运行的服务器关机，待上电开机后，请检查软件(run jin)是否已启动。 555.5 DCS系统维护系统维护-APM第55页/共57页第五十五页，共58页。56第56页/共57页第五十六页，共58页。感谢您的观看(gunkn)！第57页/共57页第五十七页，共58页。NoImage内容(nirng)总结目录。3）由“DCS有线机柜+骨干网交换机+光纤”组成。机柜尺寸：800*600*2250mm（深*宽*高）。正线地下采用自由波，高架和地面采用波导管。车头、车尾分别安装一套车载无线单元及车载天线，分别与两个ATC网的AP关联。每站无线机柜的数量与AP数量有关。2)隧道采用无线自由波方式(fngsh)、高架采用波导管方式(fngsh)，实现高可靠性的专用车-地无线通信。展现网络拓扑结构，进行网络拓扑管理。感谢您的观看第五十八页，共58页。