xx地铁通信系统初步设计.doc
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1、通信系统1. 概述1.1 设计依据、设计范围及设计年度1.1.1 设计依据1)xx市轨道交通1号线一期工程可行性研究报告;2)xx市轨道交通1号线一期工程总体设计;3)xx市轨道交通1号线一期工程总体设计预评审会专家评审意见;4)xx市轨道交通1号线一期工程初步设计技术要求;5)xx市轨道交通1号线一期工程初步设计文件组成与内容;6)xx市轨道交通1号线一期工程初步设计文件编制统一规定;7)xx市轨道交通1号线一期工程设计总体组提供的有关资料及其它文件;8)设计阶段工作联系单及相关互提资料;1.1.2 设计范围本设计为xx轨道交通1号线一期工程通信系统初步设计,设计范围包括专用通信系统、商用通
2、信系统、警用通信系统三部分。其中:专用通信系统:包括传输系统、公务电话系统、专用电话系统、无线通信系统、闭路电视监视系统、广播系统、时钟系统、乘客信息系统、办公自动化系统、电源及接地系统、集中告警系统等11个子系统;商用通信系统:包括传输、无线覆盖、集中监测告警、电源及接地及配套设等4个子系统施;警用通信系统:包括无线覆盖、计算机网络、公安视频监视、公安专用电话、电源及接地等6个子系统。1.1.3 设计年度系统设计年度:初期2016年、近期2023年、远期2038年1.2 前阶段审查意见及执行情况1.3 工程概况1.3.1 线路概况xx市轨道交通1号线工程是xx市轨道交通骨干线路,贯穿城市东西
3、发展主轴,起点为xx站,终点为xx站。工程分期建设。1号线一期工程起点为xx站,终点为xx站,线路全长xxkm,均为地下线,共设车站xx座(其中与其他规划线路的换乘站x座),平均站间距xxkm;在xx站及xx站之间设置车辆段,在xx设置xx停车场1座;1号线初、近、远期采用6辆固定编组,采用B型车,近期配属车辆26列。1号线二期工程在xx站北延2座车站(xx站、xx站);在xx站向西延伸6座车站(xx站、xx站、xx站、xx站、xx站、xx),线路全长为XXXXXkm,与规划中的3号线在xx站换乘。全线设置2处联络线,分别在xx站与2号线、车辆段与国铁之间设置联络线。全线设置主变电站2座。整个
4、线网控制中心采用“3(3个线路控制中心OCC)+1(1个轨道交通指挥控制中心)”方案,在轨道公司设置轨道交通指挥控制中心,每两条轨道交通线路合设一个控制中心,其中1、2号线的控制中心合设于xx站附近或xx站附近。1.3.2 站间距表站间距表 表1.3-1序号车站名称中心里程数站间距车站形式附 注xx停车场1xx站AK9+340地下二层岛式一期工程设计起点AK8+95016882xx站AK11+057地下二层岛式14533xx站AK12+510地下二层岛式927.74xx站AK13+437地下二层岛式与5号线换乘,本线在下10085xx站AK14+447地下二层岛式13936xx站AK15+84
5、0地下二层岛式9497xx站AK16+789地下二层岛式11928xx站AK17+981地下三层岛式地下一层为城市停车场10619xx站AK2+042地下二层岛式与3号线换乘,本线在上100210xx站AK20+044地下三层岛式车站埋深受商城城墙控制101511xx站AK21+059地下二层岛式与2号线换乘,本线在上152912xx站AK22+588地下二层岛式125713xx站AK23+845地下二层岛式132514xx站AK25+170地下二层岛式与4号线换乘,本线在上225915xx站AK27+429地下二层岛式与6号线换乘,本线在下102316xx站AK28+452地下二层岛式125
6、617xx站AK29+708地下二层岛式128118xx站AK31+989地下二层岛式与5号线换乘,本线在上142619xx站AK32+416地下二层岛式231320xxAK34+730地下一层岛式2301车辆段2. 主要设计原则及设计规范、标准2.1 主要设计原则2.1.1 专用通信主要设计原则1)xx市轨道交通1号线是xx市轨道交通网络的主要骨架线路之一,其通信系统组成应符合xx市轨道交通的总体规划。2)xx市轨道交通1号线一期工程通信系统不仅应满足初期运营和管理的要求,还应能适应今后二期工程建设时扩充的需要,并为与二号线的连接预留一定的条件,同时应考虑到1号线二期工程的建设、2号线的扩容
7、对1号线运营的设备影响最低。3)通信系统应充分满足1号线运营管理的话音、数据、图像等通信需求,通信组网及各业务系统必须安全可靠、先进实用、经济合理、扩充方便、维护简单,能充分体现轨道交通“以人为本”的服务理念。4)通信系统必须满足轨道交通行车指挥、运营管理、公务联络和传递各种信息的需要。当出现异常情况时,由正常运行方式转为灾害模式运行,通信系统应能提供应急通信服务,为防灾、救援和事故处理指挥提供通信保障。5)通信系统应全天候运行,并与公众通信网络实现衔接。6)通信系统应符合标准化、数字化、智能化、模块化、小型化、环保化的技术发展方向,在满足功能的基础上优先选用国产设备。对于国内尚不能满足功能的
8、设备,应在进行充分比较后,选择引进。7)通信系统应符合轨道交通建筑和限界的要求,满足轨道交通的环境要求。8)通信系统采用的设备和缆线应满足国家对环境、安全及电磁兼容方面有关标准和要求;在使用、维护、报废处理时均不应对周围环境和人体健康产生不良影响。9)乘客信息系统应体现人性化设计,色彩、图像及画面布局应美观,终端布置方便观看,移动宽带传输网系统的空中接口、频点范围和加密措施应满足国家有关标准和规定。10)通信系统的设计应遵循线网资源共享的原则,做到物理空间资源、线网信息资源、设备资源(包括换乘站)的共享。2.1.2 商用通信主要设计原则1)商用通信应建立与xx市轨道交通专用通信系统物理上相互独
9、立的通信网,并满足在轨道交通中开展商用通信运营的需求。2)商用通信的基站及电源等设备由运营商自行设置,地铁工程仅考虑无线场强的覆盖。3)商用通信应满足移动通信运营商和移动通信制式的需求,包括3G移动通信运营商和移动通信制式的需求。4)商用通信网络应具有集中管理的功能。5)商用通信系统应与专用通信系统同步建设、同期开通。2.1.3 警用通信主要设计原则1)警用通信系统既应满足xx市轨道交通范围内公安部门的通信指挥、监视和信息共享需求,又满足全国公安一张网的要求。2)鉴于警用通信系统的保密性和安全性,在轨道交通范围内建议采用相对独立的网络。3)警用通信系统必须考虑轨道交通环境中的强电磁干扰,保障通
10、信所需的各项性能指标。4)警用通信系统应与轨道交通专用通信系统同步建设、同期开通。2.2 主要技术标准2.2.1 主要设计规范1)0设计Sluu 地铁设计规范GB 50157-2003;2)铁路运输通信设计规范TB100062005;3)基于SDH的多业务传送节点(MSTP)本地网光缆传输工程设计规范YD/T 5119-2005;4)SDH光缆通信工程网管系统设计规范YD/T 5080-2005;5)数字同步网工程设计规范YD/T 5089-2005;6)固定电话交换设备安装工程设计规范YD/T 5076-2005;7)电话网网管系统工程设计规范YD/T 5053-2005;8)固定智能网工程
11、设计规范YD/T 5036-2005;9)有线接入网设备安装工程设计规范YD/T 5139-2005;10)宽带IP城域网工程设计暂行规定YD/T 5117-2005;11)光缆线路自动监测系统工程设计规范YD/T 5066-2005;12)通信管道与通道工程设计规范YD 5007-2003;13)公用计算机互联网工程设计规范YD/T 5037-2005;14)集群通信工程设计暂行规定YD 5034-97;15)漏泄电缆无线通信系统总规范GB/T15875-1995;16)数字集群移动通信系统体制SJ/T 11228-2000;17)公用移动电话工程设计规范YD 2007-93;18)通信电源
12、设备安装设计规范YD 5040-97;19)通信电源集中监控系统工程设计暂行规定YD 5027-96;20)电信专用房屋设计规范YD 5003-94;21)工业电视系统工程设计规范GBJ115;22)公共闭路监视电视系统工程技术规范GB50198-94;23)有线电视系统工程技术规范 GB50200-94;24)厅堂扩音系统声学特性指标 GYJ25-86;25)消防通信指挥系统设计规范GB50313-2000;26)环境电磁波卫生标准GB9175-1988;27)xx市公安局内保防控网监控报警联网系统功能技术规范。2.2.2 主要技术标准1)安全防范工程程序和要求GA/T75-94;2)城市快
13、速轨道交通工程项目建设标准(试行本);3)原电子部、邮电部及信息产业部、铁道部的有关标准;4)国际电信联盟ITU-T的有关建议;5)国际电气与电子工程师协会IEEE的标准;6)欧洲邮政及电信联盟CEPT最新文件及其附件;7)电子工业协会EIA的有关标准;8)xx市公安局内保防控网监控报警联网系统视频传输通信协议;9)xx市公安局内保防控网监控报警联网系统数据传输通信协议。3. 专用通信系统3.1 传输系统3.1.1 系统概述传输系统为专用通信系统中的各子系统,以及列车监控信息(ATS)、自动售检票系统(AFC)、办公自动化系统(OA)、PIS等专业提供可靠的、冗余的、可重构的、灵活的传输通道。
14、并能迅速、准确、可靠地传送地铁运营、管理所需的各种信息,这些信息包括普通话音、宽带广播、数据及图像信息等。传输系统除了满足本线运营、管理对通信的需求外,根据xx市轨道交通的总体规划和运营需要,预留与2号线及规划线路的通信系统一定的互联条件,同时预留将来接入xx市轨道交通控制指挥中心(以下简称TCC)的条件。3.1.2 系统功能1)满足各系统的信息内容及其传输容量的要求,提供其所需的业务接口;2)光传输系统从逻辑上提供保护通道,采用不同物理路径的的光缆构成自愈环,确保系统可靠性;3)可为通信网中的各节点提供点对点直通式、一点对多点共享式及总线式等信道形式;4)具有自诊断功能,可进行系统故障管理、
15、性能管理、配置管理,集中告警维护、统一网络管理等功能;5)系统具有扩展性,并能平滑升级;6)预留对其它轨道线路以及上层线网中心的通信接口。3.1.3 传输技术方案比选1)信息需求分析根据各通信子系统和其它专业的带宽要求,本工程传输系统通道需求的容量、接口类型、传输方式分析如下:2)信息业务内容根据xx市轨道交通的需求及其它城市轨道交通的建设经验,1号线一期工程各车站、车辆段、停车场及控制中心之间存在大量的信息交换,具体包括:-公务和专用电话信息-无线通信信息-视频及控制信息-广播语音、控制及监听信息-时钟信息-乘客信息服务信息(PIS)-通信电源网管信息-办公自动化信息-列车自动监控信息(AT
16、S)-自动售检票信息(AFC)-其它信息3)信息接口类型根据相关专业的要求及通信各子系统组网的需要,以上各种信息的类型及接口要求参见表3.1-1。信息及接口类型分析表 表3.1-1业务名称种类接口类型信道类型带宽估算说 明公务、专用电话TDME1 点对点48*E1中继E1 无线通信TDME1点对点22*E1闭路电视监视数据总线300M采用数据网视频方案广播语音+控制数据10/100M总线10M广播监听TDM2线语音点对点20*64Kb/s时钟TDMRS422点对点22*64Kb/sPIS数据100/1000Mb/s总线300M办公自动化数据100Mb/s总线100M通信电源网管数据10/100
17、Mb/s总线10M系统集中告警数据10/100Mb/s总线100MATS数据10/100Mb/s总线10M自动售检票数据100Mb/s总线100M总计1002M注:本工程中,ISCS含FAS、BAS、SCADA、ACS系统,通道由ISCS利用通信光纤独立组网。从上表可以看出,轨道交通中TDM业务带宽需求在100Mb/s左右,数据业务带宽需求在1000Mb/s左右,xx1号线一期工程传输系统应是一个能够承载语音、数据和图像的多业务传输平台。1)传输技术的比选根据传输技术在轨道交通领域的应用情况以及传输技术自身的发展,适用于轨道交通的传输技术有以下几种:-OTN(开放式传输网络)-SDH(同步数字
18、体系)-MSTP(多业务传送平台)-RPR(弹性分组环)-MPLS(多协议标签交换)-IP技术对以上传输技术的不同特点,分别进行以下分析。 OTNOTN采用时分复用技术,各级OTN网络设备的传输带宽为36Mb/s、150Mb/s、600Mb/s、2500Mb/s及10Gb/s。OTN的主要特点:采用一次复用机制,在占用较少开销比特数的情况下,综合不同的网络传输协议,集成多种用户接口,一体化的实现低速和高速信息的接入和传输。可以直接提供工业界标准的通信协议接口,如话音接口、E1、RS-232/422/423/485接口、高质量音频接口、10/100/1000M Ethernet、4/16M To
19、ken Ring接口、视频接口等,而不需借助接入设备。并提供11环路自愈保护功能,同时它还具有设备简单、组网灵活、集中维护方便等优点。OTN的缺点:OTN设备为西门子公司独家研制生产产品, 设备价格不易控制;兼容性差,目前只能做到通道透传,而无法实现业务交换;由于OTN设备节点机业务接口槽位少,在业务接口多的站点需配置多个OTN节点机叠加串接实现。 SDHSDH(Synchronous Digital Hierarchy同步数字体系)网络由SDH网元组成,在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。SDH是上世纪90年代开始大规模运用的光纤传输技术,以高速传输TDM为主要目的。具有155M
20、b/s、622Mb/s、2.5Gb/s、10Gb/s等系列设备。SDH的主要特点:能够高质量点对点地进行语音通信、数据传输,具有标准化的信息结构和符合国际标准的光接口,传输系统的安全保护机制完善,故障倒换时间短,适合于实时业务的承载。同时具有强有力的标准化网管功能,兼容现有所有PDH系列。目前可提供符合SDH标准成熟产品的国内外厂家较多,设备选型有较大的选择余地。SDH的缺点:传统的SDH只具有标准电、光接口(E1/E3/STM-N),传输窄带业务(话音、数据、宽带音频)时,需增加接入设备(PCM D/I设备),无宽带数据接口,不能实现宽带数据信息传输;同时SDH只能向用户提供固定速率的信道,
21、不能动态分配带宽,不能进行统计复用,对总线型宽带数据业务以及图像业务的支持困难。 MSTPMSTP(Multi Service Transport Platform多业务传送平台)是对SDH、以太网及ATM等已有成熟技术的组合应用和优化,它是基于SDH,同时实现TDM、ATM、IP等多种业务的接入、处理、传送,具备宽带数据和图像的传输、汇聚和二层交换能力,并可提供统一的网络管理。MSTP的主要特点:MSTP主要通过采用虚级联和通用成帧规程(GFP)技术对SDH进行改进,使其能够支持以太网业务,并提高带宽的利用率和灵活性。MSTP除具备传统SDH系统的所有优点外,还具备以E1 为单位的子速率级联
22、/捆绑功能以及以太网/ATM二层交换功能,支持以太环网、组播等功能,可提供10M/100M/1000M以太网接口以及ATM等的高速接口。目前的MSTP已发展到第三代,既内嵌RPR(Resilient Packet Ring弹性分组环)的MSTP技术,其特征为以太网业务适配到RPR MAC层处理,然后映射到SDH的VC通道中传送。由于引入了中间的智能适配层、通用成帧规程(GFP)高速封装协议、虚级联和链路容量调整机制(LCAS)等多项技术,第三代MSTP可支持QoS、 对数据承载业务能够按服务等级进行分类、具有统计复用和空间复用、支持多点到多点的连接、用户隔离和带宽共享等功能,能够实现业务等级协
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