在經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，城市軌道交通也從單線路運營快速的進入了跨線路聯(lián)網(wǎng)運營階段，通信基礎設施的可靠性和維護能力也是對聯(lián)網(wǎng)運營復雜性的極大挑戰(zhàn)。一方面來說，對系統(tǒng)的建設和應用上比較大的挑戰(zhàn)是大規(guī)模網(wǎng)絡聯(lián)網(wǎng)運營時業(yè)務眾多，相互之間交互信息量大，對接復雜。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、旅客體驗的要求越來越高。ICT基礎設施不斷演進，眾多的解決方案也從各關鍵領域?qū)映霾桓F，這寫均是為了應對那些挑戰(zhàn)，其中在雙平面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡、車地寬帶無線通信和業(yè)務系統(tǒng)云平臺三方面尤為突出。
華為作為全球領先的ICT基礎設施提供商，在雙平面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡、車地寬帶無線通信和業(yè)務系統(tǒng)云平臺化都有自己成熟的解決方案和應用。華為基于客戶需求持續(xù)創(chuàng)新，不斷地將新技術帶到軌道交通領域，給城市軌道交通運營商和乘客帶來新的價值和便利。
雙平面網(wǎng)絡充分滿足地鐵不同類型的傳輸需求
軌道交通通信網(wǎng)絡不但規(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)務與低優(yōu)先級業(yè)務的通信網(wǎng)絡，當前軌道交通領域主要使用“TDM承載，多種業(yè)務接入”的方式。而IP化網(wǎng)絡帶來的“扁平化，維護簡單和彈性帶寬管理”的特點已經(jīng)越來越收到業(yè)界青睞。
網(wǎng)絡IP化后， 帶寬要求也急劇增大，給城軌承載網(wǎng)絡在高效運營、可靠、運維等方面帶來了新的問題和挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在：IP業(yè)務帶寬動態(tài)變化，而傳統(tǒng)的城市軌道交通傳輸網(wǎng)絡都是 SDH/MSTP網(wǎng)絡，SDH網(wǎng)絡帶寬都是固定分配，若通過SDH網(wǎng)絡傳送IP業(yè)務，需要按最大業(yè)務量分配帶寬，這樣導致資源利用率非常低。基于城軌傳輸網(wǎng)絡的這種特點和趨勢， 一些廠商提出雙平面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡的概念，如下圖所示:
在這種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)下，傳輸平面分成SDH平面和分組平面兩個平面， 其中SDH平面對業(yè)務的帶寬固定分配，用于傳輸調(diào)度電話、SCADA等高優(yōu)先級，低速率的業(yè)務。而分組平面則傳輸日益增長的IP業(yè)務， 雙平面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡有如下的優(yōu)點：
帶寬利用率高。從現(xiàn)有網(wǎng)絡承載的軌道業(yè)務流量類型來看，網(wǎng)絡承載的業(yè)務主要有類電路域業(yè)務(調(diào)度電話，傳統(tǒng)語音業(yè)務)，低速數(shù)據(jù)、高QoS業(yè)務(SCADA，列控數(shù)據(jù))，流媒體業(yè)務(視頻監(jiān)控)和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(日常辦公數(shù)據(jù)等)。傳統(tǒng)SDH技術基于TDM技術，雖然能保證高QoS，但對流量彈性很強的軌道業(yè)務缺乏豐富的流量動態(tài)管理手段，帶寬效率低。而IP技術基于包交換，有豐富的“彈性”流量網(wǎng)絡管理手段，也能通過PWE技術提供類似TDM業(yè)務的QoS保障，極大提高了帶寬效率。目前隨著列控、SCADA等高QoS業(yè)務流在IP化承載的網(wǎng)絡上逐步得到應用并在實踐中得到認可，IP技術越來越得到業(yè)界認可。
接口簡單，便于接入。軌道交通環(huán)境中設備種類多，接口復雜，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，接口管理復雜。目前從業(yè)界來看大多數(shù)數(shù)據(jù)設備都在向IP演進，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IP網(wǎng)絡未來任何設備在任何地方都可以接入網(wǎng)絡。
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“anywhere access”的需求越來越強烈，車載PIS、視頻監(jiān)控等一系列設備對車地實時寬帶通信的需求越來越大。目前的WLAN技術由于采用公共頻段，容易受外界信號干擾導致無線通信質(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。這是因為Wi-Fi受協(xié)議本身限制，在列車高速運行時其帶寬和穩(wěn)定性都無法保證。Wi-Fi的覆蓋范圍較小，列車在運行過程中需要頻繁地重選和關聯(lián)新的AP，由此帶來的高時延會直接影響到網(wǎng)絡接入的穩(wěn)定性。
由于現(xiàn)有車地無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，阻礙了運營者在列車上提供更多服務。給LTE在城軌的應用帶了機會，通過LTE可以實現(xiàn)車地寬帶無線通信， 協(xié)助城軌運營單位安全可靠運營，同時帶來讓乘客更安心，舒適的乘坐體驗。LTE車地無線寬帶及其應用如下圖所示：
在列車內(nèi)部，應用服務也日益豐富，對車廂內(nèi)信息化設備提出了更高的要求，需要車地無線網(wǎng)絡對車載視頻監(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)務支持。車載視頻監(jiān)系統(tǒng)將駕駛室及客室內(nèi)的攝像機進行圖像采集，上傳到地面控制中心，當車廂內(nèi)發(fā)生緊急情況時，列車司機和地面指揮中心能夠切換到事故現(xiàn)場，及時響應保障旅客的生命財產(chǎn)安全。車載實時乘客信息系統(tǒng)，除了讓乘客及時獲知到站信息的情況外，還能及時獲取到最新的咨詢，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時了解車廂狀態(tài)，有效發(fā)布疏導信息，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，在滿足乘客Wi-Fi上網(wǎng)需求的同時，避免對現(xiàn)有無線系統(tǒng)的干擾和影響，保證行車效率。
對地鐵運營商而言，當前最主要需求是在保證安全的前提下提高運能，并進一步提高乘客的出行滿意度。LTE車地無線網(wǎng)絡，能保證各種業(yè)務所需的高帶寬接入能力。通過承載列控信息，根據(jù)流量實時調(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)控提高運輸安全性，以車載PIS(乘客信息系統(tǒng))業(yè)務和車內(nèi)寬帶接入業(yè)務提升乘客的出行體驗。
集語音、視頻和數(shù)據(jù)為一體的LTE寬帶數(shù)字集群技術必將成為地鐵運營調(diào)度和應急指揮的必然選擇。可預見，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時代。
云平臺化是業(yè)務系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
在軌道交通領域，業(yè)務系統(tǒng)眾多。 近年來，CCTV等視頻類業(yè)務在軌道交通應用越來越多，數(shù)據(jù)量越來越大，業(yè)務處理邏輯也越發(fā)復雜，給現(xiàn)有的業(yè)務系統(tǒng)和網(wǎng)絡帶來巨大的挑戰(zhàn)。目前隨著ICT技術的深度融合，云計算在處理大數(shù)據(jù)量和復雜業(yè)務系統(tǒng)的優(yōu)勢能力越發(fā)突出。
將來，可以在一個城市的軌道交通網(wǎng)絡里建設一個云信息平臺，它是一個提供信息交換，數(shù)據(jù)存儲，分析計算，資源共享的服務平臺。
通過建設城市軌道云平臺，將給城市軌道交通帶來巨大的好處：
全網(wǎng)集中化建設，大幅降低成本: 通過存儲與服務器的虛擬化，共享硬件資源，實現(xiàn)集中化運營，降低成本。業(yè)務系統(tǒng)集中化建設，可以支撐軌道交通全網(wǎng)一體化統(tǒng)一運營，通過存儲與服務器的虛擬化，共享硬件資源，減少額外的存儲與計算能力，為了降低IT投資。
數(shù)據(jù)共享，提高運營效率：云化后的信息平臺能夠為地鐵運營商提供強有力的分析工具、實時的事件采集、強有力的分析工具，實現(xiàn)各業(yè)務系統(tǒng)的無縫協(xié)作，快速聯(lián)動，提高運營效率。整合后的云信息平臺，實現(xiàn)業(yè)務間信息共享，其強大的支撐能力，能實現(xiàn)新業(yè)務的快速部署、接入。
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