【有轨电车无线通信系统的整体设计方案案例4200字】

有轨电车无线通信系统的整体设计方案案例综述目录TOC\o"1-3"\h\u179有轨电车无线通信系统的整体设计方案案例综述 1275571.1有轨电车无线通信系统的整体结构设计 1301101.1.1总体方案设计 1221351.1.2系统组成 1230521.2有轨电车无线通信系统功能要求 3137281.2.1数据业务承载 396871.2.2视频监控信息 4272771.2.3系统安全 5168441.3有轨电车无线通信系统功能实现 61.1有轨电车无线通信系统的整体结构设计1.1.1总体方案设计大连市有轨电车线路总长为12.3千米，共设19站，该设计方案主要基于TD-LTE网络技术对有轨电车的通信系统进行改进升级，承载业务，进行有轨电车全部线路及车站内外空间的信号全覆盖。有轨电车无线通信系统的整体设计主要由两部分组成，第一部分是通过在有轨电车上增加无线通信系统，第二部分是改变调度中心交换机的排列方式，与原有的有线通信系统相比，新的无线通信系统应用在有轨电车上，应用了新的数字移动通信技术，使得改进后的无线通信系统更加实用，更加便捷。1.1.2系统组成第一部分有轨电车无线通信系统的主体由接入层、无线汇聚层、核心网层所构成，核心网层主要由调度中心、车辆调度台等一系列调度系统组成，无线汇聚层由基站BBU及RRU组成，接入层主要由有轨电车控制台、移动设备终端以及数据终端所构成，有轨电车无线通信系统整体设计如图4-1所示，=1\*GB3①代表着行车调度中心，=2\*GB3②代表着车辆段调度台，=3\*GB3③代表着维修调度台，=4\*GB3④代表着停车调度台。图4-1有轨电车无线通信系统整体设计图调度中心机房主要布置核心网设备，通过核心网设备与调度中心服务器互相连接接收有轨电车内部视频以及有轨电车实时数据，同时向有轨电车传输相关信息。核心网需要通过交换机与基站BBU建立连接。无线汇聚层主要是对有轨电车全线、车站及有轨电车内部的信号全覆盖，采用多模RRU+多模天线的方案，建立有轨电车4G专网，使有轨电车设备间可以进行无线传输，方便优化，同时保证长期演进，通过奥维地图对有轨电车线路进行观察并选定合适的基站位置，根据不同站点的位置选择不同增益的天线以及根据不同的数据制定专网天线工参设置标准保证对有轨电车全线的覆盖达到最优，同时保证了有轨电车运行中接收信号的稳定性，对于有轨电车线路的覆盖较弱路段需要采用单向双RRU双天线的方法，使覆盖范围扩大，兼顾远近覆盖需求。在每列有轨电车的车头及车尾设置一套控制台，使有轨电车员对有轨电车进行调度以及数据传输，例如：有轨电车员可以通过控制台进行车门的开关，同时控制台连接监控设备进行观察车内人员情况并传输视频到有轨电车调度中心。第二部分主要是通过改进了交换机的排列方式，在原有的有线通信系统中，每个有轨电车所经历的区间都有一个相对应的交换机，通过级联的排列方式将各个区间的信号传输相连接，以此来控制有轨电车各个区间的运行情况和各个区间的信号传输情况，改进后的有轨电车上增加了无线通信系统，原有的调度中心交换机的排列方式已经无法适配改进后的无线通信系统，所以采用了新的排列方式，也就是交换机的集群方式。新的排列方式与原有不同的是，在调度中心将各个区间交换机相互连接，其中起到管理作用的设备叫做主设备，主设备交换机会控制管理其他各个相连的交换机，以此来控制通信信号的传输。在网络管理中，所有区间的交换机不再占用多个IP地址，只有主设备会占用一个IP地址，节约了宝贵的IP地址。在主设备的统一调配下，区间交换机以集群的方式运行，大大降低了人工成本和管理强度，集群交换机的工作方式如图4-2所示，001为调度中心的逻辑交换机，002、003、004为各个区间站点交换机，统一通过fa0/1端口进行连接。图4-2集群交换机工作方式1.2有轨电车无线通信系统功能要求 有轨电车无线通信系统应用的TD-LTE网络技术要求能够实现有轨电车的实时数据信息传输，掌握有轨电车的实时动向，通过调度中心对有轨电车进行监控并传输车厢内视频信息，使有轨电车的安全性能增加，能够承载多项业务，进行实时通话以及呼叫、数据储存、数据安全、语音播报等一系列功能。1.2.1数据业务承载 此无线通信系统具有强大的业务承载能力，应用简单灵活、安全可靠。首先向乘客及调度中心提供有轨电车线路运营信息。无线通信系统能够实现有轨电车到调度中心、有轨电车到有轨电车、有轨电车到乘客间的状态信息的传递，通过对有轨电车的定位可以在奥维地图上显示有轨电车的实时位置信息，调度中心能够及时掌握有轨电车动向，同时乘客可以通过手机软件获取有轨电车的实时位置，了解有轨电车的发车时间以及到站时间，也可以通过手机软件进行接收有轨电车的动态消息。等车是一个焦急又漫长的过程，有的时候两趟车发车时间间隔大，可能需要等待半个小时，当想要坐车的人可以在手机上接收到有轨电车的实时信息时就可以根据情况去车站等车，节约时间。其次，支持电子支付方式。当今社会现状许多人使用手机支付，没有出门带现金的习惯，也有可能着急出门而忘记带现金，还有大多数人不想要办公交卡，所以有轨电车不仅支持投币、刷卡，还能够支持手机支付。有轨电车的POS机与车载系统连接同时需要无线系统支撑，支持4G全网通。有轨电车的POS机就如同手机的支付功能，只需要将乘车码对准POS机扫描口，就能够支付成功。第三，此系统具有运营管理功能，可以对有轨电车内温度进行监控，显示有轨电车内的实时温度，以便于乘客对于车内温度的了解，列车员可以通过控制台进行适当的调节。列车内部会显示列车实时车速，同时调度中心也会收到有轨电车的实时车速进行监控，可以与列车员随时进行通话，调度中心会将收到的所有信息进行集中存储。有轨电车到站自动播报本站台及下一站台信息，以便于乘客能够提前准备下车，系统能够保证播报站台的准确性，避免漏报站台或者报站错误的情况。到站有乘客上下车时，列车员开启车门，等到没有乘客上下车可以出发时，列车员通过按钮向控制台列车员发出信号。有轨电车内设有视频显示器，通过车载交换机与车载终端的连接实现视频的播放。最后，此系统应用灵活的编组功能，将整个系统分成不同的调度子系统，同时保证有轨电车司机与调度中心的通话最优，每列有轨电车都与调度中心有专属通话线路，几列有轨电车可以同时与监控中心进行通话，互相不会影响，通话不能被中断，系统使通话具有高可靠性和安全性，通话会被系统全程录音并且保存。当有轨电车上出现紧急状况时，驾驶员可以通过专线告知调度中心，同时通过控制台内紧急按钮使有轨电车无线系统及控制台进入紧急情况，等待救援。1.2.2视频监控信息 不论是公交还是地铁的内部都设有监控摄像头，公交车中便于驾驶员观察车内是否有下车的乘客，地铁内部监控主要是便于观察车内人员情况，为了保障乘客的安全，有轨电车内部也会设有监控摄像，调度中心通过与TD-LTE核心网的连接，同时有轨电车中车载交换机与车载终端相互连接，使有轨电车内部监控画像通过无线的方式实时传输到监控中心以及监控站，设置每路监控视频传输速率不低于2Mbit/s，保证上传1路监控视频。有轨电车内部通过无线将视频传输到列车控制台，使列车员能够实时观察车内人员情况。当车内人员发生冲突时及时停车进行制止，避免出现冲突升级或者动手打人致使人员受伤情况，如有乘客出现突发疾病的情况，可以及时发现，并控制有轨电车去往医大二院，有轨电车的路线经过医大二院，有轨电车是在独立的一条轨道上行驶，不存在堵车的情况，在去往医院的路上与调度中心进行通话，可能会改变原本路线，调度中心收到实时监控画像和呼叫时，通过奥维地图进行有轨电车跟踪，并且与其他有轨电车通话，及时让开路线。现在社会各种场所安装监控是必须的，监控是一种非常重要的取证方式，一些事件发生的突然，可能很多人反应不及时，查看监控就能看到事件的整个过程并了解原因，新闻上会通过监控画面曝光一些劣迹事件，根据监控找到当事人；也会根据监控画面报道好人事件；当看到有人遗落的物品时，通过监控视频可以找到失主并归还。为了保证能够随时查看视频信息取证，监控视频将会被及时存储到调度中心固定的信息库，保证视频的完整性和真实性。1.2.3系统安全 系统使用了由3GPP主导定制的无线通信技术，是一种技术上的革命，TD-LTE网络技术将上下行数据进行分开传输，支持多种组网场景，提供多种业务，可靠性高。系统需要保证有轨电车的运营安全，同时也要保证整个系统的安全，系统采用了端到端加密和高度完整性保护，提供高爆密度无线宽带数据通信服务，增加系统的安全性，3GPP无线通信端系统结构如下所示。图4-33GPP无线通信端系统系统的网络安全需要包含网络接入安全、网络域安全、用户域安全等，主要基于3GPP长期演进网络安全要求标准，制定一套适用的网络安全系统，以防止网络被病毒入侵而导致网络瘫痪。通过对系统和网络的测试，对数据等一系列关键信息进行分析，检查网络及系统中是否存在威胁行为，调度中心必须安置一套防病毒设备。整个系统需要有足够的安全性保障有轨电车的运营，当无线网络出现问题时，调度中心无法及时收到有轨电车的运行信息，同时有轨电车内无线设备也无法正常工作，导致有轨电车运营信息缺失，当调度中心出现问题时，有轨电车可能会有失控情况，造成一定程度的事故，因此，系统安全极为重要。1.3有轨电车无线通信系统功能实现 系统数据的准确性、视频图像的清晰度以及通话的稳定性的标准要求是极其高的，需要拥有一套安全可靠的通信系统，系统采用共用频段容易受到干扰，导致通信不稳定及数据传输不完整，因此应用专用频段建立专网是必须的。无线通信系统采用了1.8GHz频率的1785MHz-1805MHz中的频段作为无线通信系统的使用频率，能够满足有轨电车对通信业务的应用需求。为了满足有轨电车业务承载的宽带需求，频率带宽不应低于10MHz，考虑到在频段上下边缘留出5MHz的保护带，因此采用1790MHz-1800MHz的频率。该系统使用专用频段建立一套独立的安全可靠的专网，主要实现了有轨电车的可靠运行及数据传输的准确性和完整性，实现有轨电车的远程通话、监控，通过网络优化更加完善了系统各个方面，能够完全满足需求。同时有轨电车的数据传输更加安全，不易丢失，提升有轨电车运行中接收的信号强度以及监控画面和视频的清晰度，增强有轨电车的安全机制，支持多种乘车付款方式，