DCS子系统功能介绍

1、2013年4月23日 无锡市轨道交通2号线工程 信号系统集成采购 DCS子系统功能介绍 讲解：XX07/03/2021 - P 1 Urbalis888的DCS子系统为ATC/CI/ATS信号应用提供两套完全冗余的 通信通道， 实现各子系统设备之间端到端的连续冗余通信。 DCS与各子系统的接口见下图： DCS子系统功能概述 Trainborn e DCS Tracksid e DCS DCS有线网 Trainborn e ATC Master Clock MSS Tracksid e ATC ATS DCS Administratio n 车载 DCS 轨旁 DCS 车载 ATC CI MSS

2、 轨旁 ATC ATS 主时钟 DCS 网管 讲解：XX07/03/2021 - P 2 Urbalis 系统总体结构 讲解：XX07/03/2021 - P 3 DCS系统结构示意图 讲解：XX07/03/2021 - P 4 DCS的主要功能：实现CBTC系统中各子系统设备之间端到端的通信 DCS系统分为三部分： l 有线部分：有线部分：位于信号设备室，实现轨旁设备之间的数据通信 l 无线部分：无线部分：位于列车和轨旁，用于实现车载和轨旁设备的数据通信 l 网管部分：网管部分： 位于控制中心或维修中心，用做DCS系统的管理、配置、 监测和维护工具，由NMS SDH和NMS IP两套设备组成

3、 DCS子系统功能及构成 讲解：XX07/03/2021 - P 5 有线部分由以下两部分构成： l核心网络：核心网络：核心网络由SDH节点光缆环构成，SDH设备主要用于接入以 太网交换机和路由器，另外为MSS网络提供接口。各设备集中站、OCC 及车辆段的SDH节点通过骨干网光缆构成环状网络。 l 接入接入网络：网络：由以太交换机、路由器光电转换器等组成。直接与 ATC/CI/ATS子系统设备接口，并将各子系统设备接入SDH骨干网。 DCS有线部分构成 讲解：XX07/03/2021 - P 6 DCS骨干网设备SDH SDH（Synchronous Data Hierarchy）同步数字传输

4、体制。是一种传输体 制，这种传输体制规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接 口码型等特性。SDH的常用速率有STM-1（155M），STM-4(622M)， STM-16(2.5G)。 讲解：XX07/03/2021 - P 7 DCS有线部分构成: SDH的骨干网保护 SDH网络一般配置为环状结构，采用MSP（二纤双向复用段）保护确保 当单个SDH节点故障或光纤故障时，不影响其它SDH节点设备之间的通 信。下图显示了光纤损坏情况下从SDH节点n到n+2的数据流方向。 讲解：XX07/03/2021 - P 8 DCS有线部分构成: SDH的业务配置 在SDH节点上，划分以太专用局

5、域网EPLAN，为各个EPLAN分配固定的带 宽，并为冗余信号网、冗余ATS网及MSS网提供独立的通信通道。 集中站信号 机房 SIG Blue SIG red ATS Lgray ATS Dgray MSS 站间站间 SIG BLUEVC3*1 SIG REDVC3*1 ATS LGRAY VC12*10 ATS DGRAY VC12*10 MSSVC12*2 讲解：XX07/03/2021 - P 9 DCS有线部分构成: SDH的业务配置 在SDH节点上，VC-Trunk作为EPLAN的组成部分，建立SDH节点间的 连接。物理接口通过SDH节点的虚拟网桥VB接入到VC-TRUNK中。 E

6、thernet port Ethernet port Ethernet ports Ethernet port Ethernet port SDH device Virtual bridge Virtual bridge Virtual bridge Virtual bridge Virtual bridge SDH device SDH device SDH device SDH device VC-trunks SDH frame Ethernet interface & processing board 8 Physical (Ethernet) ports 14 Logical por

7、ts (VC- trunks ports) Cross-connect and line unit boards SDH optical port (west) SDH optical port (east) Ethernet interface & processing board 8 Physical (Ethernet) ports 14 Logical ports (VC- trunks ports) 2xVC-4 (in STM-4) 2xVC-4 (in STM-4) VC-trunks 讲解：XX07/03/2021 - P 10 DCS有线部分构成: 电交换机的VLAN划分 在

8、设备集中站的以太网交换机上基于端口划分VLAN，隔离SIG Blue, SIG Red, ATS Lgray, ATS Dgray, MSS, DCS等各个子网设备之间 的数据通信。以下为VLAN典型划分方式： SW-ELT-Blue SW-ELT-Red SW-OPT-Blue SW-OPT-Red 讲解：XX07/03/2021 - P 11 DCS有线部分构成: 设备集中站典型配置 设备集中站有线网络（OSN2500节点）的典型配置见下图： 讲解：XX07/03/2021 - P 12 DCS有线部分构成: 控制中心典型配置 控制中心的典型配置见下图（以OSN1500为例） ： NMS-

9、Router SW-ATS-#2SW-ATS-#1 ETF8 ETF8 EFS0 EFS0 CXL 4EOW CXL 4AUX FAN PIU PIU VLAN SIG RedVLAN SIG BlueVLAN DCS VLAN ATS VLAN ATS To NMS IP To NMS SDH To NMS IP WS To NMS SDH WS OF to west node OF to east node EPLAN SIG Blue EPLAN SIG Red EPLAN ATS #2 EPLAN Other EPLAN ATS #1 SW-SIG-Blue SW-SIG-Red VL

10、AN DCS 讲解：XX07/03/2021 - P 13 DCS无线部分用于实现车载信号设备与轨旁信号设备之间的冗余的连续的 无线通信。由轨旁无线设备和车载无线设备组成。 DCS无线系统采用802.11g标准传输，针对无锡需求采用波导管传输方案： l 波导管：该方案轨旁设备由TRE、耦合单元、波导管及附件构成， 车载设备由波导管天线、MRE及附件构成。 DCS无线部分结构 讲解：XX07/03/2021 - P 14 DCS无线部分设备概述 - modem DCS无线系统的核心设备为无线modem：轨旁AP及车载OBM选用 相同设备。 l DCS无线modem基于802.11a/g标准，通过

11、配置可工作在 AP/Station两种模式。 l DCS modem配置两个RF端口，支持天线分集接收。 l 基于HTTP和SNMP用户界面，支持远程配置和固件更新； l 可基于WPA2安全模式对无线接入进行保护； 讲解：XX07/03/2021 - P 15 DCS无线方案通过以下方式实现网络冗余： l 物理上提供相互独立的红、蓝两套无线网络设备：轨旁每个TRE包 含红、蓝两个AP；列车上车头、车尾分别配置红、蓝车载无线设备， 车头（车尾）的设备可同时接入红、蓝无线网络； l 车载无线modem可接入的无线AP冗余：车载红网modem默认与轨旁 红网AP关联，但当轨旁某个地点红网AP故障时，

12、车载红网modem可以 通过该地点的蓝网AP继续与轨旁通信，确保无线通信的可用性； DCS无线部分典型结构 冗余方式 讲解：XX07/03/2021 - P 16 DCS无线部分概述 波导管原理 DCS波导管方案通信原理 漏隙波导管区段 车载应用 MRE TRE 轨旁应用业务（ATC等） 讲解：XX07/03/2021 - P 17 DCS无线系统波导管方案典型结构： DCS无线部分典型结构 波导管 TGC IAGO segment TRE +CU TRE+CU 至少1.4 m 一般10.6m 0 +/- 30 cm EL 讲解：XX07/03/2021 - P 18 列车位于无线单元A： D

13、CS无线部分 波导管方式的切换 讲解：XX07/03/2021 - P 19 列车车头进入无线单元B： DCS无线部分 波导管 讲解：XX07/03/2021 - P 20 列车红网modem完成切换： DCS无线部分 波导管 讲解：XX07/03/2021 - P 21 DCS无线系统波导管方案适用于IEEE802.11g无线通信标准， 工作在2.4GHz频段： l 红、蓝选用不同频点：分别选用2417MHz和2472MHz DCS无线部分 波导管方式的无线频点 讲解：XX07/03/2021 - P 22 DCS冗余保护机制下的故障保护 设备故障无线网络可靠性 红色（或蓝色）接入点失效车载

14、MODEM与蓝色（或红色）接入点建立无线连接。车地间的安全应 用有两条路径。 整个红色（或蓝色）无线网络失效车载MODEM与蓝色（或红色）接入点建立无线连接。车地间的安全应 用有两条路径。 一个车载MODEM失效车地间的安全应用有一条路径。 红色车载MODEM和蓝色接入点失效蓝色车载MODEM与红色接入点建立连接 车地间的安全应用有一条路径。 两个车载MODEM都失效车地间的安全应用失去联系 两个无线网络都失效车地间的安全应用失去联系 讲解：XX07/03/2021 - P 23 DCS网络管理部分组成 DCS网络管理系统包括两套 NMS设备： l NMS SDH 用于管理核心网络SDH l

15、NMS IP 用于管理接入网络及无线部分 讲解：XX07/03/2021 - P 24 NMS SDH采用华为T2000, 客户端/服务器结构 l NMS SDH主用服务器一台； l NMS SDH备用服务器一台； l NMS SDH客户端一台； Core network 核心网 T2000 Client 客户端 T2000 Server 服务器 T2000 Redundant Server 冗余服务器 DCS网络管理部分 - NMS SDH 讲解：XX07/03/2021 - P 25 DCS网络管理部分 - NMS IP Edge network /Radio link 接入网/无线链接

16、Client 客户端 Server 服务器 Redundant Server 冗余服务器 NMS IP采用Castlerock软件，客户端/服务器结构 l NMS IP主用服务器一台； l NMS IP备用服务器一台； l NMS IP客户端一台； 讲解：XX07/03/2021 - P 26 NMS SDH上的告警指示： NMS SDH告警分为紧急告警、主要告警、次要告警三级： 告警指示 SDH节点紧急告警 NMS SDH告警示例 讲解：XX07/03/2021 - P 27 注：当监控的参数达到定义的阈值时触发报警 NMS IP告警示例 讲解：XX07/03/2021 - P 28 NMS

17、 SDH、NMS IP通过SMIC-IMIC软件与MSS通信。 MSS可以获取如下设备的状态信息： l从NMS SDH获取核心网络设备的状态信息获取核心网络设备的状态信息 l从NMS IP获取获取接入接入网络设备网络设备及无线设备及无线设备的状态信息的状态信息 从MSS系统可了解DCS LRU以及DCS设备的事件/报警触发情况。 DCS网络管理部分-与MSS子系统的接口 讲解：XX07/03/2021 - P 29 DCS网管与MSS MSS 服务器 NMS SDH 服务器 NMS IP 服务器 MSS 操作员 NMS IP 操作员 NMS SDH 操作员 管理以太及 IP 网络 通过 NMS 路由器 连接到 SDH NMS 路由器 讲解：XX07/03/2021 - P 30 对于DCS子系统，共两级维护级别： 0级：自动化连续操作级：自动化连续操作 l为保证系统持续运行（仅保证系统可用），进行人工或 自动化的干涉 l包括当前维护任务，如清洁 1级：线路可替换单元（级：线路可替换单元（LRU） l 确定故障的LRU的位置并对其进行替换 l 在线维护 l 现场更换LRU 维护级别：用于DC