西安地铁通信系统局部整合方案探讨

西安地铁通信系统局部整合方案探讨吕健（西安地下铁道有限责任公司西安710018）摘要：本文主要对地铁公务电话与专用电话系统整合进行了方案探讨。关键词：地铁公务电话专用电话系统整合地铁通信系统一般包括传输、无线通信(专用无线通信、公众无线通信引入、公安消防无线通信)、公务电话、专用电话、电视监视、广播、时钟、乘客资讯、通信电源及接地、通信设备集中监测告警等子系统。为了保证地铁运输效率和行车安全、提高现代化管理水平，通信系统应保证可靠、功能合理、设备成熟、技术先进和经济实用。此外，在保证系统功能的情况下，通信系统结构还应尽量简洁、清晰、减少系统接口，增加集成度及可靠性。在系统结构和设备选型方面，应具有良好的可扩充能力，便于根据业务发展的需要对系统进行调整与扩充，增强可维护性。由于西安地铁2号线公务电话和专用电话系统配置设备均为20-20®IXP2000系列交换机，集专用调度和公务交换功能于一身，与其它单纯的公务型电话交换机和单纯的调度型电话交换机相比有技术上的优势，可以满足西安地铁2号线公务、专用电话通信合一的方案要求。在保证系统可靠性的基础上，减少投资和维护管理的成本。1合用的机制1．1合一的基础：软件模块化在程控交换机基本的软件系统基础上增加商务软件包和调度软件包，可以提供西安地铁2号线所需的公务、专用电话通信业务。1．2控制部分冗余热备份，提高合用平台的可靠性在控制中心、车辆段、停车场和各个车站的交换机都可以达到公共控制冗余热备份的配置。单套控制部件的故障不会影响单套交换机的正常通信。1．3虚拟分割，确保公务、专用电话的独立性20-20®IXP2000系列交换机具有CENTREX（虚拟分割）功能，可以将一台交换机划分为多个闭合用户组，拥有不同的优先级，不同闭合用户组之间可以设置呼叫隔离，杜绝公务用户直接呼叫专用电话。专用电话、公务电话分别归属两个不同的闭合用户组。硬件电路板隔离，针对公务、专用电话用户，其物理上分别挂接在不同的电路板上，线路间互不影响。1．4过载控制，保障专用电话的优先权当交换机发生极大话务量时，仍能保持一部分过载级别高的电话及中继保持工作，而拖后或放弃处理过载级别低的电话及中继。在公务与专用合一的交换机内部，工程实施时将专用电话、车站值班台、调度台设置为高级别的电话，将专用电话的2M时隙设置为高级别的中继。2合用方案车辆段控制中心2Mb/s（HDN）网管终端计费终端维护终端话务台测量台2Mb/s*62Mb/s*2市话网无线系统时钟集中网管值班台X4停车场交换机电话值班台X2车站1交换机车站m-1交换机车站m交换机车站20交换机车站21交换机电话值班台X1车站2交换机电话值班台X1车站k交换机电话值班台X1车站k+1交换机电话值班台X1电话值班台X1电话值班台X1电话值班台X1电话值班台X12Mb/s2Mb/s*1调度台图1公、专合用方案结构图如上图所示，在控制中心配置一台20－20®IXP2000数字程控交换机，同时配置网络管理系统、计费系统、电脑话务台、测量台等，通过虚拟分割同时配置调度台。在车辆段（或停车场）配置一套20-20IXP2000数字程控交换机；在停车场（或车辆段）和各个共享换乘车站各配置一套数字程控交换机车站段，其他车站各配置一套数字程控交换机。控制中心和车辆段的数字程控交换机通过5个2M数字中继联网，支持包括Qsig、Dss1信令在内的共路信令。停车场和各个车站的数字程控交换机分别与控制中心和车辆段的数字交换机通1个2M数字中继联网，组成双中心双星型的系统结构。同时停车场和各个车站的数字程控交换机还配有模拟中继板，实现车站与相邻车站的连接。3合用系统可靠性分析地铁是重要的公共交通工具，必须保证行车安全可靠。为了保证西安地铁公务、专用电话系统的工作安全可靠，合用方案主要在以下几个方面加以考虑：3．1路由备份系统组成双中心双星型的系统，在单点故障时满足专用电话优先权：控制中心公专一体化交换机主系统、车辆段公专一体化交换机主系统的数字程控交换机与各车站分系统之间通过数字中继通道连接，采用直达路由与迂回路由相结合的方式，实现各个车站、停车场与车辆段和控制中心的路由的备份。备份情况如图所示：控制中心公专一体化交换机车辆段公专一体化交换机车站D152车站C34图2路由选择图当控制中心调度值班台呼叫车站C的调度分机时，首选路由2。当路由2出现故障或者话务负荷过大时，可以通过路由1汇接到车辆段的一体化交换机上，再通过路由4呼叫到车站C的调度分机。同理，当车站C的值班员操作台呼叫车站D的值班员操作台时，首选路由2，通过控制中心一体化交换机汇接到路由3。当路由2或3出现故障时，可以通过路由4到车辆段的一体化交换机上，再通过路由5呼叫到车站D的值班员操作台。对于车站的数字程控交换机采用CENTREX技术，可以将一台交换机划分为多个闭合用户组，拥有不同的优先级，不同闭合用户组之间可以设置呼叫隔离，杜绝公务用户直接呼叫专用电话。2M时隙灵活分配，在每一个2M通道中，将30个话音时隙进行固定分配，根据调度业务的实际需求，可以固定占用几个时隙分别用于行车、电力、防灾环控、站间电话。例如把车辆段和下面各个车站/停车场的２M中继中固定的把前10路（可以自由设定）分配给迂回的专用电话使用，平时公务电话系统均通过后20路与各个车站/停车场联络。当控制中心与某个车站之间２Ｍ数字中继出现故障后，会自动迂回到车辆段到这个车站的前10路话路上。当多个车站与控制中心的2M数字出现紧急情况时，控制中心与车辆段之间的专用时隙通道不够用时，会自动占用公务电话时隙，保证专用电话通信的畅通。反之，若公务电话系统出现时隙忙，则不允许占用专用电话系统的2M数字中继时隙。3．2调度操作台的可靠性调度操作台本身提供两路电源输入，一路直流48V供电，一路交流220V供电，可以保证一路电源出现故障调度操作台的正常工作。本系统采用220V交流供电。调度操作台本身采用双U口设计，即一个调度操作台可以通过两条线路连接到调度主机的两路或两台不同的调度主机上，如下图所示，设置在控制中心的调度操作台的2个U接口分别连接到控制中心的主交换机和车辆段的主交换机，任何一条线路出现故障不会影响调度操作台的正常工作。而且在这种连接方式下，任何一台交换机出现故障也不会影响调度台的正常工作，即当控制中心主交换机出现故障时，主用调度台接口会自动切换到车辆段的备用调度台接口上，调度台依然正常工作。图3调度台备分结构多个调度台可以设置完成相同的调度功能，其中一个调度操作台出现故障不会影响正常的调度工作。3．3系统独立性20-20®IXP2000系列交换机具有虚拟小交换机功能，能够将交换机分成多个小交换机，可以实现独立编号、路由设置、功能设置等等，并且分别使用、维护，互不干扰。因此可以将在每个车站/停车场的20-20®IXP2000交换机虚拟分割为公务和专用交换机，各自具有自己的功能，而不会互相影响。20-20®IXP2000系列交换机采用通用插槽设计，所有外围用户板可以插放在任何一个插槽里，因此可以为公务和专用电话系统分别配置独立的用户板，而且还可以实现公务电话系统和专用电话系统分别配置在交换机的不同机架上，保证公务和专用电话系统用户板的独立设置。4与其它方案的比较4．1从中心到各个车站全合一单纯的车站级合一方案只是基于设备投资上的节省，在车站将公务电话和专用电话共用了一个平台，而最重要的中心侧却只有一台交换机用作了专用电话系统，并未提升专用电话系统的可用性。本方案与单纯的车站级合一方案相比，最大优点体现在控制中心和车辆段的程控交换机在完成自身所负担的公务电话同时，均具备对全线车站的调度能力，主机工作在主、备互用的冗余1+1模式。整个系统的可靠性更高。同样在保证专用电话系统高可靠性的同时，公务电话系统同样也得到了高可靠性。4．2调度台接口和通道路由的全冗余双中心的优势在于为高可靠性要求的专用指挥提供了最大的可用性保障。任何单一的主机故障、通道阻断均不会影响专用通信的畅通。调度台双通信接口，每个接口独立承载两路话音通道，在上述单侧故障发生时，主、辅通道均不受影响。每个车站分别与控制中心和车辆段有2M通道，在单一通道出现故障后，可自动路由迂回，选用备用通道，呼叫到被叫。控制中心车辆段（后备控制中心）行车调度台电力调度台环控调度台程控交换机程控交换机而且控制中心和车辆段有5个2M数字中继连接，具有足够的时隙共专用电话系统和公务电话系统使用；各个车站和停车场均有1个2M分别与控制中心和车辆段连接，其中可以固定的分配前15个时隙给专用电话系统使用，后15个给公务电话使用。也能够保证专用电话系统具有足够的时隙。4．3全分离，调度优先公务、专用在中心、车站均为分离而独立状态。专用具有更高的优先级别，在话务过载时及中继拥塞时具有优先呼叫建立连接的保障机制。专用系统还可以将公务电话系统的资源作为后备资源使用。4．4减少维护的工作量采用公专合一方案，首先把原来互不相连的两个整合为一个大的通信系统，设备的总体数量例如交换机、网络管理系统等都有所减少，设备总体数量和种类的减少，为以后维护减少工作量，降低维护难度，毕竟一套系统比两套系统容易维护。5结束语在充分满足运营要求的前提下进行系统整合、功能归并，建立更加统一的操作平台、维护平台，能更有效地提升地铁的运营管理水平，除上述通信子系统方案局部整合之外，地铁弱电系统中UPS电源、弱电系统用房以及运营与公安电视监视系统等均有很大的整合需求，将是后续工程建设值得探讨的课题。参考文献：[1]李伟章.徐幼铭.城市轨道交通通信[M].北京：中国铁道出版社,2008.[2]周顺华.金锋.城市轨道交通设备系统.[M].北京：人民交通出版社出版社,2009.[3]李伟章.现代通信网概论.[M].第二版.北京：电子工业出版社,2008[4]魏晓东.城市轨道交通自动化系统与技术.[M].北京：电子工业出版社,2008.[5]宋国强.通信系统培训教材.[M].南京：南京地下铁道有限责任公司运营分公司,2007.