城市轨道交通cbtc系统中数据通信子系统研究.doc

城市轨道交通CBTC系统中数据通信子系统设计摘要:针对基于通信的列车控制系统(CBTC)的技术需求,对城市轨道交通CBTC系统中数据通信子系统(DCS)的网络结构与功能进行研究,重点分析了轨旁骨干网两种组网技术方案:工业以太网技术和基于SDH的多业务传送平台(MSTP)技术。关键词:基于通信的列车控制;数据通信系统;骨干网;无线网络随着信号控制和通信技术的发展与融合,基于无线通信的列车控制系统CBTC在城市轨道交通行业得到了广泛的应用并成为列车控制的主流制式。其突出特点之一就是数据通信方式的变革,实现了各设备之间实时双向高速通信。CBTC中的数据通信系统(DCS)实现了列车控制子系统(轨旁设备和车载设备)之间数据信息安全、可靠的双向发送和接收。1系统构成数据通信系统由轨旁有线骨干网络和车地无线通信网络构成。轨旁骨干网络为CBTC各子系统轨旁设备提供接入数据传输通道,并实现彼此双向通信;车-地无线通信系统可以为轨旁设备与车载VOBC之间提供数据传输通道。其系统构成如图1所示。(SDH)的多业务传送平台(MSTP)技术,提供可靠的、可重构的、灵活的宽带光纤通信传输信道。用于连接各轨旁列控设备(ATS、车站联锁、区域控制器ZC等)和轨旁无线设备(轨旁AP等),实现点到点、点到多点信息传输功能和无线数据通信系统接入功能。骨干网A、B为CBTC列控数据提供2套对等的网络传输通道,同步传输相同数据报文。为保障不同业务数据可靠传输,网络分为多个独立的以太专用局域网(EPVLAN),分别承载ATS,联锁信号,车-地无线通信和微机监控不同业务数据。各子网分别通过不同的EPVLAN通道通信,每个EPVLAN均配有专用的SDH虚容器(VC),使每种应用的带宽都可以得到保证且能将数据分开。EPVLAN的设计可以根据实际需要进行相应的修改,满足系统中各种设备的互联需求。其EPVLAN的划分如图2所示。-地无线通信系统安全可靠的车-地无线通信是地铁CBTC系统实现列车控制功能的基础。无线局域网技(WLAN)采用IEEE ,用以实现车-地无线数据通信。无线通信系统包括通信接口服务器、车载无线单元(TRU)和WLAN网络(图3)。TRU与车载列车控制单元(VOBC)连接,通过WLAN无线通信网络与通信接口服务器实现数据连接,建立车载列控设备和地面列控设备的无线传输通道。接口服务器分别与区域控制器ZC、ATS中心服务器和WLAN无线通信网络连接,实现TRU与ZC和ATS中心服务器之间数据转发。图3无线通信系统结构框图2轨旁骨干网技术方案比选结合通信技术的发展和轨道交通实际应用环境的特点,DCS轨旁骨干网可以选择2种组网技术,一是工业以太网技术,二是基于SDH的多业务传送平台(MSTP)技术。,轨旁骨干网应重点具备2种能力:①不同应用业务独立传输能力;②传输介质(光纤)故障保护能力。,对上述2