軌道交通車載通信服務平台解決方案

目前，我國軌道交通建設步入了快速發展的階段，各大軌道項目的建設需求強勁。鐵路電氣化改造、新線建設、客運專(zhuan) 線建設、城市輕軌、地鐵等也正在如火如荼的進行著。

   今天的高鐵已成為(wei) 我們(men) 遠行重要的交通工具之一，朝發夕至高速鐵路讓千裏之遙變為(wei) 近在咫尺，國內(nei) 高鐵更是超2萬(wan) 公裏。

   但是,列車在高速運行下，車地通信也一直是技術的難點之一。針對以上情況；九游会根據軌道行業(ye) 的特性，推出了軌道交通車載通信服務平台單元（ESU）。寬帶無線通信技術的解決(jue) 方案。

一   ESU設備簡介

   高速鐵路列車的車地通信一直是個(ge) 技術難點之一，寬帶無線通信技術解決(jue) 方案，解決(jue) 了許多技術難點，同時把針對鐵路行業(ye) 的運營變成了可能。

   軌道交通車載通信服務平台單元（以下簡稱ESU）是建立在寬帶無線通信（EUHT）基礎上，設在列車車廂內(nei) 的通信服務設備，ESU屬於(yu) 車輛的基礎以太網通信及運營係統，為(wei) 車載WiFi無線網絡係統、視頻監控係統、旅客信息及娛樂(le) 係統及其它業(ye) 務提供列車網絡，同時具有存儲(chu) 運維功能，ESU獨立於(yu) 各接入係統，是車輛設備的一部分。

   高速鐵路列車的車地通信目前正在研究開發的有三種製式，一種是LTE-G，一種是衛星，還有就是寬帶無線通信技術（EUHT），ESU是基於(yu) 這種技術上的網絡及服務設備，這種技術有較大帶寬，穩定連續，價(jia) 格低廉，易於(yu) 實施，可大提高車地通信帶寬和提高服務項目和水平。

   該產(chan) 品主要應用於(yu) 高鐵旅客列車的車廂內(nei) ，也可應用於(yu) 地鐵動車的車廂內(nei) ，每個(ge) 車廂放置一台，還可涉及設計安裝運維維護軟件、安全防護軟件、設備入口管理等軟件。

   通過該產(chan) 品的實施，可以解決(jue) 車上視頻實時傳(chuan) 輸到站場，為(wei) 公共交通安全提供了科技技術，同時，也可提供WIFI接入功能，為(wei) 廣大乘客解決(jue) 了普遍關(guan) 心的無線上網問題。

   （如圖一~圖二所示，設備由兩(liang) 層網絡構成，①采用級聯交叉連接環網方式，寬帶無線通信設備單元（以下簡稱EAU）和ESU設備構成的電纜網絡，EAU可以是一個(ge) 或兩(liang) 個(ge) ；②采用端口到端口組網方式，ESU和業(ye) 務單元構成的PoE網絡。兩(liang) 層網絡均采用IEEE 802.3（以太網）協議。軌道交通車載通信服務平台單元不僅(jin) 是一台工業(ye) 控製計算機，也集成了交換機的功能。）

二：ESU 主要功能

ESU設備涵蓋交換機和工控機功能，其主要功能和指標如下：

1. ESU設備功能如下

ESU設備基於(yu) IEEE 802.3（以太網）協議，為(wei) 列車車廂提供數據傳(chuan) 輸網絡和信息服務，主要完成以下功能：

① 依據寬帶無線通信收發設備（以下簡稱EAU）接受數據的端口區分業(ye) 務類型，根據不同的業(ye) 務類型，實現不同QOS數據的區別傳(chuan) 輸；

② 依據EAU不同端口QOS，實現對特定QOS數據至多個(ge) 無線出口的流量均衡輸出；

③ 依據EAU不同端口QOS，實現對特定QOS數據至多個(ge) 無線出口的多複製輸出；

④ 實現ESU接入端口至不同無線出口端口的路由轉發功能；

⑤ 實現ESU上特殊定製應用計算業(ye) 務。

2. ESU設備網絡通信功能

2.1 環形網絡接口功能

① 以太網絡帶寬不小於(yu) 1Gbps/s。

② 以太網絡接口具備級聯接口。

③ 以太網絡具備環網功能。

④ 以太網接口應采用可靠、防震性能好的接口，且滿足使用環境要求。

2.2 PoE有源以太網接口功能

① PoE有源以太網絡每端口帶寬不小於(yu) 1000Mbps。

② PoE端口數量為(wei) 8路。

③ PoE端口輸出供電電壓為(wei) 47V-55V，供電電流為(wei) 350mA。

④ PoE端口供電應具有短路保護措施，任意一路短路，應不影響其他端口的供電。

⑤ PoE端口與(yu) 業(ye) 務單元采用端對端的連接方式。

⑥ PoE端口應采用可靠、防震性能好的接口，且滿足使用環境要求。

2.3 網絡接口功能

① ESU設備具備4路級聯接口，網絡帶寬不小於(yu) 2Gbps/s。

② ESU設備具備8路PoE接口，每路接口10M/100M/1000M自適應。

③ MDI/MDIX自適應。

④ 可存儲(chu) 4096個(ge) MAC地址。

⑤ 設備具備多對多端口的快速路由功能，端口路由轉發能力不小於(yu) 每端口1Gbps，MTU（傳(chuan) 輸單元長度）小於(yu) 等於(yu) 2K，延遲小於(yu) 50us。

⑥ 具備應用業(ye) 務cache功能，能對不同用戶傳(chuan) 輸的數據進行1小時內(nei) 的cache功能。

⑦ 具有同地麵協商一致的用戶接入認證功能。

⑧ 具備接入設備的管理功能。

⑨ 設備處理器應能依據報文類型識別定製業(ye) 務和數據傳(chuan) 輸業(ye) 務，並按業(ye) 務QOS類型進行數據轉發和處理。

⑩ 設備處理器應能根據車頭EAU和車尾EAU的實時無線傳(chuan) 輸情況，根據數據報文級，選擇合適的無線傳(chuan) 輸通道，並實現流量動態均衡。

⑪ 設備處理器應能根據車頭EAU和車尾EAU的實時無線傳(chuan) 輸情況，根據數據報文級，選擇合適的無線傳(chuan) 輸通道，根據配置要求，實現數據按照端口複製發送。

2.4 設備供電

① ESU設備供電采用110V直流供電，電源波動範圍77V～138V，或者AC220V。

② 供電接口應采用可靠、防震性能好的接口。

2.5 設備RAM指標

① ESU設備使用壽命為(wei) 8年。

2.6 設備使用環境指標

① 工作環境溫度為(wei) -25℃～+70℃。

② 相對濕度為(wei) 不大於(yu) 90%（溫度為(wei) 30 ℃時）。

③ 大氣壓力為(wei) 70kPa～106kPa（相當於(yu) 海拔高度3000 m以下）。

④ 衝(chong) 擊震動按GB/T 25119-2010中A級執行。

⑤ 防護等級按IP32執行。

⑥ 冷卻方式按無需主動冷卻方式執行。

2.7 設備電磁兼容指標

① 靜電放電：機殼接觸放電6KV,空氣放電8KV，B級。

② 射頻電磁場輻射：80MHZ-1GHZ，10V/m，A級

③ 電快速脈衝(chong) 群：電源線，2KV 5/50ns, 5KHZ重複頻率，B級；

④ 浪湧：電源線，線間1KV，線地2KV，B級；

⑤ 傳(chuan) 導騷擾：電源線，信號線，10V，150KHZ-80MHZ,A級；

⑥ 傳(chuan) 導發射：電源線，A級；

⑦ 輻射發射：機殼，A級。

⑧ 設備地應該同車輛的電器地絕緣，保護性的放電回路應將衝(chong) 擊能量泄放至車輛的地回路而不是設備的地回路。

2.8 設備結構

① 設備采用機箱機盒式安裝結構。

② PoE接口，電源接口，接口采用前插式結構。

③ 設備前端應有指示燈顯示，包括：係統燈、告警燈、端口指示燈（指示端口是否工作）。

④ 設備應有可靠連接的配置接口。

⑤ 機殼應具有可靠的接地點。

⑥ 設備尺寸為(wei) 440mm*330mm（不超過該尺寸）*44mm。

⑦ 設備應具備可靠的和安裝螺紋孔。

ESU係統外部接口

交換機部分提供：1個(ge) Console調試口，1個(ge) 千兆RJ45接口方便設備維護使用，12個(ge) M12千兆以太網接口，其中兩(liang) 組端口支持Bypass功能，非Trunk組網時，其中一組2個(ge) 端口做正常端口使用，剩餘(yu) 8個(ge) 端口支持POE功能，通過兩(liang) 個(ge) 擴展槽位實現。

ESU內(nei) 置工控主板部分規格

CPU及內(nei) 存

    CPU：第5代Intel®Brodwell™   Core® I3/I5/I7 U係列低功耗雙核CPU，根據應用需求選擇CPU；

    係統芯片組：板貼Intel®Brodwell™ SOC CPU/芯片組，集成顯卡，CPU SMT板貼，符合列車抗震應用環境；

    Bioses： 16 Mbit Flash Bioses

    RTC電池：可充電及-40°C-80°C寬溫工作的Lithium 3 .3V/55mAH CR2302 battery

    係統內(nei) 存：板貼8GB DDR3-1600低電壓內(nei) 存，符合列車抗震應用環境；

顯示

    芯片組：Intel® HD6000係列 Graphics

    HDMI/DVI-D顯示接口，支持生產(chan) 組裝和維護時連接顯示器進行調試，同時支持網絡轉HDMI/DVI接口，用於(yu) 其連接PIS係統

以太網

   芯片組：3個(ge) Intel® I210千兆網絡，支持4000V雷擊浪湧保護

   速度：10/100/1000 Mbps，支持網絡喚醒和Link/Speed LED燈

   標準：符合IEEE 802.3、IEEE 802.3u、IEEE 802.3x、IEEE 8023y、IEEE 802.ab

   其中LAN1/LAN2與(yu) RS232信號集成在調整連接器中，與(yu) 交換機主板進行通訊和數據交換；LAN3為(wei) RJ45接口，用於(yu) 調試和維護時使用；

擴展I/O接口

    看門狗定時器：255級間隔定時器，根據提供的看門狗例程進行軟件設置。以支持在硬件或軟件死機時對主板進行重新啟動；

    串行端口：

-   1 x RS232，支持4000V浪湧保護3，自動流向，流量控製。與(yu) 網絡信號合成在連接器中，與(yu) 交換機進行通信；

    USB：

-   2 x 符合USB 3.0的接口

    自動：高定義(yi) 自動編碼   

-   Realtek ALC6622聲卡，帶MIC/聲音輸出

    擴展接口：支持1個(ge) 全長Mini-PCIe插槽，以擴展其它功能接口卡（如：WIFI模塊）

    存儲(chu) ：

-   板載32GB SSD電子盤，用於(yu) 安裝嵌入式操作係統（嵌入式LINUX）

-   1個(ge) SATA及電源接口，用於(yu) 連接機械式硬盤或SSD電子盤，存放數據使用

電源和功耗

      輸入電壓：DC 12V@5A 輸入,

      上電類型：AT / ATX跳線選擇

     電源管理：ACPI 3.0, APM

   上文中對於(yu) 軌道交通車載通信服務平台做了介紹。如今鐵路工程信息化技術承載了鐵路構築物的數據模型，九游会軌道交通車載通信服務平台單元融入到其中，助力軌道交通技術發展。