LTE宽带集群方案打造铁路智慧站场
2018-06-13   对讲机世界

铁路站场是车站进行各种技术作业的场地,站场无线通信系统是铁路车站运输安全及调度指挥的重要手段。在《铁路信息化总体规划》中,明确提出2020年车站(场)宽带无线覆盖率达到60%以上;《铁路站场宽带无线接入系统总体技术要求(暂行)》规定了铁路站场(包括编组站、货运站、客运站、动车段所和集装箱中心站等)宽带无线接入系统的技术要求,明确了站场宽带无线接入系统可用于承载铁路站场列检、货检、调车、车号、客货运等语音、数据、图像通信业务。


LTE宽带集群无线组网方案

采用全球先进无线通信技术4G(TD-LTE)开发设计的专业宽带多媒体数字集群系统在1张网络内、使用1个频点和通过1部终端,可同时提供专业语音集群、视频调度、数据作业、视频监控业务,并在网络安全性、可靠性、可扩展性等方面具有强大技术优势,目前已用于交通运输、公共安全、能源、无线政务等多个行业和领域。由于采用专业的集群设计,与TD-LTE的公网系统相比,在时延、可靠性、终端定制等方面具有绝对优势,可满足专业语音集群的性能要求。

基于LTE开发的专业手持机设备支持各类信息化APP应用、语音呼叫与群组功能,以及视频群组等功能。基于LTE芯片开发的各类铁路专用终端可基于4G网络回传传感数据和视频信息等,如4G机车台、三孔机和4G可视化高精度定位领车仪等。

既有窄带通信、Wi-Fi、公网、3G技术等因带宽和安全性无法支撑铁路大数据应用和信息化大发展,而LTE宽带集群具有适用于铁路站场的多种特性,如专用网络、系统灵活部署、扁平化网络架构、频率利用率高和广域覆盖等。

▲LTE宽带集群组网方案示意图


方案优势

➤安全可靠。LTE系统可提供全套的可靠性组网方案,保障单点故障不影响网络运行;可提供端到端安全加密算法和防入侵机制,保障网络不受外界入侵,安全可靠;LTE网络由专业网络规划团队设计,可保证网络覆盖性能达到业务要求,更好地提供网络优化服务,保障业务的有效应用。

➤灵活高效。中、小型车站采用单站模式,支持1000用户;大型编组站采用小核心网系统,支持4000用户;铁路局集团公司或站段跨区域整体联网,采用大核心网系统,支持20万用户。对超大型编组站及其后续网络演进,结合编组站内各专业的业务隔离需求,采用云架构分布组网。采用多个子网负荷分担方式,组成1张规模和范围更大的整网,并通过VPN方式进行业务隔离,实现不同子网内用户的互联互通和业务保密,还可通过快速部署系统Rabid进行临时混合组网等灵活方案,形成多级调度网络,实现大规模的联合组网与业务互通。

➤互联互通。LTE宽带集群解决方案具有各类互联互通网关,可通过空口互通、网关互通和系统互通方式,与窄带集群、固网PSTN、公网PLMN及铁路既有系统(如FAS调度系统)进行有效对接,实现异构网络互通,提高调度效率,保护既有投资。

➤高质量宽带集群。LTE宽带集群方案基于用户、群组、业务3个维度优先级,满足不同场景QoS;通过GBR设置,保障语音、集群和视频流业务的带宽要求;专业语音集群,话音质量清晰,并支持双MIC降噪,适应各种恶劣环境;单小区(20 MHz带宽)可同时支持15路720P视频实时回传。语音调度还可提供多样化业务,如环境侦听、抢话等多优先级的调度服务。调度员可动态临时组建群组,终端通过空口接收并更改刷新签约的群组。

➤高精度定位。通过高精度定位功能(GPS、北斗、差分技术),可有效实现站场车、人、物的作业卡控和轨迹回放。


客户价值

借助4G宽带无线通信手段,实现对铁路站场管理的科学调度,达到支撑业务管理和改善运营的目标,是建设铁路4G智慧站场平台的价值所在。铁路相关部门已认识到站场LTE 4G系统对加强安全管理、深化生产改革、提高工作效率和管理水平的重要意义与作用。

保安全

(1)实现安全卡控,形成安全信息链。通过数据分析和挖掘,及时发现、纠正、预防不合规作业、调度不当、盲目指挥等过错和失误。

(2)形成横向信息链,打通信息壁垒,实现作业过程的全天候、全方位、全过程监控,预防各类人为错误的发生。

(3)智慧站区高速网络建立后,对大量数据进行关联与综合分析,及时发现障碍根因,第一时间消除安全隐患,保证行车安全。

(4)通过4G调车系统,减轻领车员工作强度,未来可替代连接员,有效减少人员安全事故。

(5)使用4G网络,APP系统可自动统计货检、列检、调车、养护维修等作业与计划的完成情况,可形成扇形图等分析数据,避免人为计算错误。

(6)通过4G平台可对各专业业务问题的整改进行追踪提示,对缺陷存续时间过长进行报警提示。

促管理

(1)平台化建设使系统集监控、管理、决策为一体,大幅提高管理信息化水平,使管理向自动化、科学化、信息化迈进,并带动相关系统的应用不断深入,使现场作业及管理能力实现质的飞跃。

(2)通过建立4G智慧铁路站场平台系统,突破既往传统思维模式,结合技术创新与管理创新,探索新的技术手段、工作方法及业务流程的变革方案。

(3)自动分析工作质量、设备质量和设备障碍率等运维指标,形成各种质量报表,为制定重点工作计划提供依据。

(4)自动记录各专业作业过程关键时间节点,统计分析作业效率、便于优化管理。

提效率

(1)实现货检作业计划、列检、商检、调车作业计划自动实时下达,养护维修、巡检作业计划协同编制,将纸质工单变为电子工单,生产作业、维护作业、设备运行等业务变为闭环管理。

(2)实现调度、运维专家与现场作业人员的多媒体信息交互,对安全关键点进行提示,精准指导现场作业和问题处理。

(3)智能识别障碍和自动派单,降低人工作业劳动强度,提高调度工作效率和工作质量。

(4)通过4G调车自动化业务,减少领车员岗位,并可保障高危岗位人员安全;可自动发送“十五三”信令,通过后台自动高精度定位,显示车、人、物状态。随着调车业务的深入应用,在提质增效和保障安全方面,还要不断提升和深入挖掘。每天都要产生大量数据,使用公网流量费用巨大,建立专网后,网络归属铁路站段使用,一次性投资,不用再缴纳高额网络使用费。

(5)统一无线通信平台,1张网络、1个频点,打破信息壁垒,做到综合承载,现场人员由2~3部终端变为1部终端,节省成本,减轻作业强度。

(6)4G平台具有覆盖广的特性,站场减少大量设备和施工点,节省投资和施工成本。

(7)电信级高可靠性方案。设备平均无故障时间达15万h,保障了站场设备的稳定可靠,减轻站段维护压力。多类异构系统向单个融合系统平台转化,极大节省了网络后期使用维护成本。

(8)站场智能业务应用不断投入和衍生,指令与计划自动下达、审核与审批智能校核、作业表单电子化填报和总结报告自动形成,为智能站区打通信息化通道,为大数据分析提供最后1公里的接入条件。


结束语

LTE技术已在国内大型编组站场和大型客运车站(哈尔滨南编组站、南宁南站、昆明东编组站、长沙南客运站等)得到应用。随着我国铁路的高速发展和LTE技术的创新与完善,越来越多的业务将转向LTE宽带集群网络,将成为铁路站场未来无线通信的发展趋势。


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