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华为敏捷网络城轨DCS 2.0 解决方案率先应用于杭州地铁5号线

  地铁作为城市化、现代化完成度的标志性特征,触及城市的各个重要支点。目前,杭州现已建成1号线、2号线和4号线,而地铁5号线的建成将有效缓解城区的交通拥堵、促进杭州经济发展。目前,5号线首通段良睦路站至善贤站已于6月24日开通试运营。

  地铁信号系统关系到列车运营和乘客安全,是城市轨道交通系统中最核心、最重要的系统。杭州地铁5号线采用了华为为下一代城市轨道交通CBTC系统(基于通信的列车自动控制系统)提供的敏捷网络城轨DCS 2.0解决方案,创新性地解决了DCS数据传输系统的网络可靠性和安全问题,为地铁信号系统保驾护航。

  

  地铁信号系统由于地理环境复杂、通信干扰多等问题,面临诸多的挑战:

  · WLAN抗干扰能力差而且采用公共频段,在手机热点,遥控设备等干扰源日益增多的情况下,易导致列车被迫停车;随着轨道交通向120公里时速的高速化发展,WLAN作为固定无线接入的技术,已经不能满足高速情况下车地无线稳定的带宽需求;

  · 信号系统对网络可靠性要求极高,对网络时延、丢包极其敏感。DCS骨干网络必须具备50ms故障自愈能力;网络要求单向传输时延不超过150ms,越区切换通信延时不超过100ms,丢包率不超过1%;

  · 设备安装、联调环境恶劣。信号系统调试周期长,是地铁最早进行设备安装和调试的系统,通常在信号系统安装时,设备机房通风、空调均未完成调试安装,信号设备安装运行条件恶劣。因此,在信号系统中,网络设备必须具有工业级特性,能够满足恶劣条件下温度、湿度、防水防尘等要求;

  · 网络安全挑战极大。DCS系统作为CBTC系统地面设备之间和车地设备之间的双向信息交互的子系统,网络的安全性至关重要,需要从实际业务网络、系统安全出发依据网络安全法的要求,针对地铁行业信号系统制定满足三级等保的解决方案。eLTE无线系统空口暴露在公共区域,如何保证无线空口安全也是挑战。

  华为凭借在ICT领域的深厚技术实力以及在城轨领域持续不断的经验积累,创新性地提出下一代城市轨道交通CBTC系统DCS2.0解决方案,包括eLTE无线承载网络、工业交换机有线承载网络和安全等保方案,解决上述问题。

  华为DCS2.0解决方案为地铁信号系统搭建稳定可靠的有线网络通道

  针对地铁信号系统网络的安全性、可靠性、可用性以及可维护性的要求,华为结合在城市轨道交通行业积累的大量成功经验和案例,打造基于eLTE+NE05&08E系列交换机的整体城轨DCS 2.0解决方案,该方案基于ATOMGPS+1588v2(时钟同步协议)实现全网时钟同步,降低施工难度和成本,最大程度保证线路运行对时间精度的控制要求;同时通过MPLS-TE网络和硬件BFD检测技术,首次将稳定可靠的三层IP网络技术引入工业级的环形网络,并且达到50ms的数据收敛速度,有效保证地铁业务的稳定运行以及故障的快速恢复。

  

  DCS系统有线网采用基于MPLS的IPRAN技术的华为N08E设备组网,满足在环网链路和节点故障情况下能快速自愈,倒换时间小于50ms。同时NE08E支持1588V2时间同步,实现时钟信号同步的多重保障。

  华为eLTE-M方案提供稳定可靠的无线通信网络

  传统地铁DCS系统无线通信采用的WLAN技术,作为固定无线接入的技术,已经不能满足高速情况下车地无线稳定的带宽需求。LTE技术凭借其实时性好、高移动性、长区间覆盖、高扩展性等特点,通过专频双网可靠通信、长距离覆盖车地统一运维、车地一网多业务承载等设计,可以针对性地解决目前车地无线通信所面临的挑战,大幅提升城市轨道交通的运营可靠性和运行效率,华为地铁信号系统DCS2.0解决方案无线部分采用LTE技术,控制中心机房部署无线核心网和网管等设备,通过地铁专用传输网与车站连接,在集中站内部署LTE基站,实现5号线信号系统的可靠稳定承载。

  三级安全等保方案为DCS网络安全保驾护航

  DCS数据传输系统作为CBTC系统地面设备和车地设备之间的双向信息交互的子系统,其网络安全至关重要,方案从实际业务网络、系统安全出发,提出针对地铁行业的三级等保解决方案。

  DCS2.0解决方案严格参考等级保护的思路和标准,通过华为的下一代AI防火墙和未知威胁监测沙箱等安全设备构筑领先的安全能力,针对安全现状分析发现的问题进行加固改造,在进行安全设计时,参考《信息系统等级保护安全设计技术要求》,从安全计算环境、安全区域边界、安全通信网络和安全管理中心等方面落实安全保护技术要求,将不同区域、不同层面的安全保护措施形成有机的安全保护体系,建成后的安全保障体系将充分符合国家等级保护标准,能够为5号线信号系统稳定运行提供有力保障。

  其中,华为三级安全等保方案遵从LTE数据加密传输,保证业务数据安全;多级QoS调度,端到端保证关键业务安全可靠传输;针对地铁行业信号系统定制化的安全等保三级解决方案,尤其是通过沙箱解决APT未知威胁的攻击,通过与业界知名信号总包商众合科技股份的联合测试,全面为DCS网络安全保驾护航。

  华为敏捷网络城轨DCS 2.0解决方案充分满足杭州5号线地铁CBTC承载需求,有效解决CBTC DCS子系统在LTE技术体制下的可靠性、时延、丢包等问题,并大幅简化部署,同时解决网络安全的问题。该地铁信号系统运营解决方案不仅得到行业客户的充分认可,也成为未来轨道交通的主流技术趋势。后续,华为还将持续投入,不断为城轨行业提供更优质的ICT产品、解决方案和全方位的服务,助力交通数字化转型。

  注释:

  地铁信号系统是城市轨道基于无线通信的列车自动控制系统,该系统以安全为核心,以保证和提高列车运行效率为目标,调节列车运行间隔和运行时分,保证列车和乘客安全,并实现列车运行的高效和指挥管理有序,是城市轨道交通自动控制系统中的重要组成部分。

  DCS数据传输系统是CBTC系统的核心组成部分,为CBTC系统内各子系统的数据通信提供快速、可靠、安全的数据交换通道。数据通信子系统基于开放的业界标准,有线通信部分采用IEEE802.3以太网标准,无线通信部分采用先进的TD-LTE技术。

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