(完整版)城市轨道交通数据通信DCS系统

Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS系统介绍1数据通信DCS子系统培训目录第一部分DCS系统概述第二部分DCS系统构成第三部分DCS系统功能第四部分DCS系统原理2Copyright©2015TCT.AllRightsReserved一、DCS系统概述3CBTC系统的组成：ATS系统MSS系统联锁系统ATP/ATO系统计轴、电源DCS系统1DCS系统概述4CI计算机联锁－轨旁设备　信号机　道岔　计轴器－站台保护　站台屏蔽门　防淹门　紧急停车按钮控制和监视固定闭塞位置校准应答器地面ATP/ATO（区域控制器ZC+数据存储单元DSU）车载ATP+车载ATO车载自动列车防护和驾驶DCS车地无线通信系统RS车辆控制和监视移动闭塞ATS自动列车监控系统列车自动监控系统，中心和车站MSS维护支持系统维修支持系统，中心和车站DCS骨干数据通信有线系统1.1DCS系统概述5中心列车自动监控ATS系统时钟系统综合监控系统其他系统电子地图DSU系统双环冗余骨干网络DCS（有线网络）微机联锁系统CI及LEU基于通信的ATP/ATO地面系统DCS的地车无线通信信号机道岔有源应答器(点式)屏蔽门无源应答器无线接入点AP设备（沿线布置）计轴设备车载无线设备车载司机室MMI车载ATP设备车载ATO设备车辆接口屏蔽门控制速度传感器应答器接收单元雷达头尾冗余总线车载ATP/ATO控制设备记录器设备集中站设备轨旁设备控制中心ATS系统车站设备接口接口接口接口接口接口接口接口车辆接口ATP/ATO子系统DCS子系统微机联锁子系统ATS子系统需要试验和验证的接口标准CBTC的轨旁ATP/ATO部分图例接口接口接口接口接口Copyright©2015TCT.AllRightsReserved二、DCS系统构成6Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS系统分为3部分：有线网络：地对地数据通信，通过DCS有线部分，将轨旁应用连接起来。无线网络：地对车数据通信，通过DCS无线部分，将车载应用连接起来。管理单元：DCS的管理、配置、监督和维护的工具。DCS系统通过无线覆盖和冗余结构，实现信号系统内部各子系统间的数据流的透明双向传输；DCS有线DCS无线DCS管理车载子系统ZCATS联锁维护管理网络管理DSUMSS电源监测2DCS系统构成7Copyright©2015TCT.AllRightsReserved2.1DCS系统构成-系统结构8DCS有线网络：1）环形网络结构；2）为控制中心、车站、车辆段、停车场之间提供信息的透明传输通道3）由“DCS有线机柜+骨干网交换机+光纤”组成；DCS无线网络：1）由“DCS无线机柜+无线接入交换机+轨旁AP+无线自由波天线+波导管设备组成；2）无线网络覆盖正线、折返线、停车线、试车线、出入段线、车辆段/停车场列检库内等DCS管理系统：1）APM-为运营维护和故障分析提供依据；2）NMS-用于系统的网络管理；Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS网络结构DCS有线网络结构示意图2.2DCS系统构成-有线网络9ATC-1ATC-2ATS-1ATS-2小孟工业园站北京路站新寨站MSS信号系统骨干环网望城坡站喷水池站长江路站中山西路站白鹭湖站停车场贵阳北站南垭路站珠江路站清水江路站下西麦站车辆段老湾塘站阅山湖公园站林城西路站控制中心观山湖公园站国际生态会议中心站阳关站雅关站八鸽岩站河滨公园站贵阳火车站沙冲路站图例说明：工业以太网交换机光纤通道窦官站Copyright©2015TCT.AllRightsReserved2.2DCS系统构成-有线网络有线网络是基于IEEE802.3标准的骨干网，提供冗余的数据通道。骨干网由五个独立的网络组成：冗余的ATC网、冗余的ATS网、维护网。ATC网在各车站、停车场、控制中心使用二层网络，在车辆段为了与试车线进行隔离使用三层网络；ATS网和维护使用二层网络进行数据转发。Copyright©2015TCT.AllRightsReserved2.2DCS系统构成-有线网络•DCS骨干网配线图上下行各使用一根光缆进行组网，并采用隔站跳接的方式。10芯用于组网，14芯作为备用。光缆根据实际应用在DCS有线机柜内进行光纤的熔接等Copyright©2015TCT.AllRightsReserved2.2DCS系统构成-有线网络连接1、五个网络在物理上、逻辑上是完全独立的；2、ATC网通过网关计算机与ATS网络进行通信；3、联锁、ZC、DSU、APM、NMS和DCS无线网络与ATC网连接；联锁、ATS、NMS与ATS网连接；联锁、ZC、DSU、信号维护监测设备、APM、NMS、电源监测与维护网连接；4、设备集中站、车辆段、停车场：ATC网、ATS网、维护网交换机非设备集中站、控制中心：ATS网、维护网交换机试车线：ATC网、维护网交换机维修中心：ATS网、维护网交换机培训中心：ATC网、ATS网交换机Copyright©2015TCT.AllRightsReserved2.2DCS系统构成-有线网络设备骨干网交换机：•IKS-6726A设备集中站的ATC、ATS、MSS网控制中心的ATS网、MSS网车辆段的ATS网、MSS网培训中心的ATC、ATS网试车线的ATC网维修中心的MSS网•EDS-408A非设备集中站的ATS、MSS网维修中心的ATS试车线的MSS网•PT-7828车辆段的ATC网Copyright©2015TCT.AllRightsReserved2.2DCS系统构成-有线网络机柜布置地点：各车站、车辆段、停车场、控制中心机柜尺寸：800*600*2250mm（深*宽*高）柜内设备包括：ODF架、电源插箱、骨干网交换机Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS网络结构DCS车-地无线网络示意图2.3DCS系统构成-无线网络15IEEE802.11g无线信道传输频宽是20MHz，车-地无线通信采用的是IEEE802.11g标准草案中5MHz带宽的窄带通信技术。无线网络工作在2.4GHz（2.4~2.4835GHz）开放频段。采用双网冗余设计，分别对应有线网络冗余的ATC网。无线接入交换机、轨旁/车载无线单元、天线均是冗余配置。车地通信传输采用无线自由波+波导管的方式；正线地下采用自由波，高架和地面采用波导管；车辆段、停车场采用自由波。Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS网络结构2.3DCS系统构成-无线网络设备161、无线接入交换机•PT-7728设备集中站、车辆段、停车场、试车线Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS网络结构2.3DCS系统构成-无线网络设备172、AP箱箱内配置2个AP模块，对应冗余的ATC网，分别使用5和13信道。自由波AP箱包括：无线AP模块、供电模块、防雷模块、功分器模块、冗余220V交流电源波导管AP箱包括：无线AP模块、供电模块、防雷模块、合路器模块冗余220V交流电源Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS网络结构2.3DCS系统构成-无线网络设备18光纤接口2光纤接口1地线接口2射频接口4射频接口3射频接口2射频接口1地线接口1电源接口1电源接口2550550590350Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS网络结构2.3DCS系统构成-无线网络设备19蓝网空开蓝网电源线红网电源线接地红网空开红网防雷器蓝网防雷器至蓝网滤波器至红网滤波器零线火线Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS网络结构2.3DCS系统构成-无线网络设备203、轨旁定向天线每个自由波AP点配置2组连接不同ATC网的天线，共计4根。每组的两个八木天线应尾部正对，安装在同一个天线支架上，组成一组天线。一般安装在隧道壁或天线杆上。Copyright©2015TCT.AllRightsReserved212.3DCS系统构成-无线网络设备Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS网络结构2.3DCS系统构成-无线网络设备224、波导管由波导同轴转换、裂缝波导、波导负载、滑动支架、固定支架及法兰等部件组成。Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS网络结构2.3DCS系统构成-无线网络设备23Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS网络结构2.3DCS系统构成-无线网络设备24Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS网络结构2.3DCS系统构成-无线网络设备255、车载子系统由车载无线单元和车载天线组成。车头、车尾分别安装一套车载无线单元及车载天线，分别与两个ATC网的AP关联。Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS网络结构2.3DCS系统构成-无线网络设备265.1车载无线单元5.2车载定向天线5.3车载平板天线60度车厢挡板安装支架天线无金属区Copyright©2015TCT.AllRightsReserved2.3DCS系统构成-无线网络机柜布置地点：设备集中站、车辆段、停车场、试车线每站无线机柜的数量与AP数量有关机柜尺寸：800*600*2250mm（深*宽*高）柜内设备包括：ODF架、电源插箱、无线交换机、AC控制器Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS网络结构2.4DCS系统构成-APM系统结构APM系统由多个APM服务器和配套的KVM组成。配置地点：各设备集中站、车辆段、停车场、培训中心。APM具备三网卡：两个网卡连接ATC网，一个网卡连接维护网。对交换机做端口镜像，使得APM能够记录ZC、CI和车载ATP/ATO的发送与接收数据。28Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS网络结构NMS系统结构示意图2.5DCS系统构成-NMS系统结构29NMS服务器ATS系统NMS客户端(位于控制中心)MSS系统NMS客户端(位于维修中心)ATC冗余网ATS冗余网MSS网位于车辆段NMS工作站ATC系统NMS客户端(位于下麦西站)NMS工作站ATC系统NMS客户端(位于小孟工业园站)交换机NMS工作站NMS工作站Copyright©2015TCT.AllRightsReservedDCS网络结构2.5DCS系统构成-网管设备301、APM连接骨干网交换机NMS工作站连接相应的网络的骨干网交换机NMS服务器连接网管交换机2、网管交换机-PT7828（车辆段）连接五个网3、APM与NMS合用一台KVM4、设备集中站、车辆段、停车场的APM系统和NMS系统的设备安装在DCS无线机柜中控制中心的NMS设备安装在有线机柜中Copyright©2015TCT.AllRightsReserved三、DCS系统功能31Copyright©2015TCT.AllRightsReserved3DCS系统功能数据通信DCS系统的主要作用是在各个信号子系统之间传输列车控制信息、ATS信息和维护信息，允许轨旁设备（ZC,CI,ATS）和车载设备（车载ATP/ATO）之间在正线、车辆段/停车场和试车线进行连续双向数据通信。其系统功能有：1)提供高可靠性的专用通信网络；2)隧道采用无线自由波方式、高架采用波导管方式，实现高可靠性的专用车-地无线通信；3)全面的抗干扰功能；4)实时的网络数据记录功能；5)全方位的网络管理功能；32Copyright©2015TCT.AllRightsReserved3.1DCS系统功能-有线网络提供高可靠性的专用通信网络1）数据通信DCS系统定位为整个信号系统的信息传输通道