大規(guī)模網(wǎng)絡化運營下城市軌道交通通信系統(tǒng)設(shè)備維護要點

陳自勇

（重慶市軌道交通（集團）有限公司，重慶 401120）

1 大規(guī)模互聯(lián)網(wǎng)運營下城軌交通體系的變革

城軌網(wǎng)絡體系在建立初期通常以線路為單元進行構(gòu)建，對通信中的各個子系統(tǒng)按照單線運用的方式來做出適應性布局安排。隨著線路的規(guī)模擴大，每一個線路的通信系統(tǒng)都完成了聯(lián)通，以適應城市統(tǒng)一管理的需要，但原來的單線布局結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生變化。大型城市軌道交通網(wǎng)絡化經(jīng)營的發(fā)展趨勢對互聯(lián)網(wǎng)、集約化經(jīng)營管理的需求也大大提高，并且為充分發(fā)揮城際軌道交通體系大面積聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模資源優(yōu)勢，對通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的各重要子系統(tǒng)實行了重復布局與設(shè)置，從而引起了城市通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與技術(shù)條件的重大變革。

首先，廣播、乘客信息系統(tǒng)從兩個互不干擾的系統(tǒng)完成統(tǒng)一協(xié)調(diào)并做到了進一步的完善和優(yōu)化，更好地彌補了單線布局系統(tǒng)存在的弊端，并呈現(xiàn)出基于全網(wǎng)多媒體影音信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。利用統(tǒng)一的內(nèi)部接口協(xié)議，在深度標準化的前提下完成類型匹配，以通用軟硬件平臺方式搭建內(nèi)核框架。其次，將專用無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、公務電話系統(tǒng)、信息服務子系統(tǒng)等從傳統(tǒng)單線布局轉(zhuǎn)變?yōu)槁肪W(wǎng)級的服務互聯(lián)模式，徹底代替?zhèn)鹘y(tǒng)單線自助更換內(nèi)核的方式，并借助上層骨干數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡系統(tǒng)進行服務數(shù)據(jù)交換，能夠有效提升各子系統(tǒng)信息傳遞以及運營的效率。再次，將閉路電視監(jiān)視子系統(tǒng)從單線布局、全網(wǎng)互連向全面網(wǎng)絡化的扁平結(jié)構(gòu)過渡。以視訊監(jiān)測系統(tǒng)為基礎(chǔ)的閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)體系目前正處于從仿真控制系統(tǒng)向高清視訊控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵階段，以實現(xiàn)企業(yè)在面對大型互聯(lián)網(wǎng)運營的多元需求時提供準確高效的視頻數(shù)據(jù)，并可以將企業(yè)后臺人臉識別、客流識別以及車輛情況信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)同步提供給客戶。最后，將總電源、電纜、鐘表、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等基本的網(wǎng)絡資源從單線布局、有線聯(lián)網(wǎng)向遍及全網(wǎng)、規(guī)格要求統(tǒng)一的大規(guī)模互聯(lián)網(wǎng)過渡。

2 大規(guī)模網(wǎng)絡化運營帶來的挑戰(zhàn)

我國重慶地區(qū)的軌道交通通信體系主要由信息傳輸系統(tǒng)、特定通信系統(tǒng)、特定無線電話系統(tǒng)、公務電話系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、無線廣播系統(tǒng)、乘客個人信息系統(tǒng)、鐘點系統(tǒng)、綜合電源系統(tǒng)以及光電纜系統(tǒng)等十多個子系統(tǒng)構(gòu)成。因為建立時間的前后差異大，所以其所使用的設(shè)備類型和整體結(jié)構(gòu)也有很著巨大的差異性。隨著城軌大規(guī)模互聯(lián)網(wǎng)的建立，對跨路網(wǎng)的服務需求也日益擴大，每日路網(wǎng)級的通信數(shù)據(jù)變多，也體現(xiàn)了數(shù)據(jù)的重要性，使網(wǎng)絡運維受到了多維度的挑戰(zhàn)[1]。

2.1 系統(tǒng)安全性得到提高

在大規(guī)模互聯(lián)網(wǎng)背景下，每天的游客均以數(shù)百萬人次計算，這也為系統(tǒng)運行帶來了巨大的壓力。網(wǎng)絡通信各子系統(tǒng)在車輛調(diào)配、車站經(jīng)營組織以及運營數(shù)據(jù)信息的發(fā)送和各種核心數(shù)據(jù)的傳輸、存儲方面都充分發(fā)揮了巨大的作用。在集約化的發(fā)展管理模式下，對通信系統(tǒng)內(nèi)獲取的各類型資源和數(shù)據(jù)依賴性也都在逐步提升，同時也對數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以及其他子系統(tǒng)運行過程中的安全性和規(guī)范性有了新的要求[2]。

2.2 無法對設(shè)備情況做精準把握

目前，城軌工程通信總系統(tǒng)、子系統(tǒng)設(shè)施數(shù)量龐大，所有站點、段場以及軌道段都設(shè)置了通信系統(tǒng)，可見通信系統(tǒng)已經(jīng)覆蓋了軌道交通系統(tǒng)的每個角落。其各個子系統(tǒng)安裝、移動端口、固定端口的信息傳遞數(shù)量已經(jīng)達到了上億級，涉及到如此龐大的數(shù)據(jù)信息量，在對設(shè)備通信狀況進行檢測的過程中，也需要更加精細的巡檢體系和反饋機制才能夠?qū)崿F(xiàn)。移動端口數(shù)量龐大，在端口檢修工作中，也可能會由于巨大的工作量造成檢修周期較長、檢修結(jié)果不精準的問題[3]。

2.3 設(shè)備標準和規(guī)格不一致

大規(guī)模網(wǎng)絡化的都市軌道交通通信體系的構(gòu)建并不是一朝一夕就能夠完成的，而是需要幾十年的不斷部署、升級才能確保安裝成功。盡管政府在建立初期就做出了比較長遠的規(guī)劃，但由于經(jīng)濟形勢的持續(xù)變動、新需求的持續(xù)增長、信息技術(shù)的發(fā)展速度加快，再加上產(chǎn)業(yè)鏈的升級和供應商的變化以及城軌通信控制系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)標準、品牌、型號等的不統(tǒng)一，也導致網(wǎng)絡化經(jīng)營模式下系統(tǒng)的規(guī)模效應無法完全轉(zhuǎn)換為經(jīng)濟效益，嚴重制約著城市集約化、智能化經(jīng)營管理的進展與實現(xiàn)[4]。

3 大規(guī)模網(wǎng)絡化運營背景下軌道交通通信網(wǎng)絡的運維技術(shù)

為適應城市軌道交通規(guī)模網(wǎng)絡化經(jīng)營模式下所帶來的新挑戰(zhàn)，需要從最頂層及全局角度調(diào)整運維管理體系架構(gòu)，重新設(shè)計建立適應城際軌道交通規(guī)模網(wǎng)絡化經(jīng)營背景下的綜合通信網(wǎng)絡系統(tǒng)運維的管理體系框架，并確定了各子系統(tǒng)的技術(shù)演進發(fā)展方向。從企業(yè)指導思想、系統(tǒng)管理計劃、經(jīng)營體制優(yōu)化以及員工團隊優(yōu)化等方面進行了細化研究，并建立了行動計劃。

3.1 從傳統(tǒng)單線思維向互聯(lián)思維發(fā)展過渡

城軌系統(tǒng)在形成大規(guī)模的網(wǎng)絡化運行體系以前，通信控制系統(tǒng)一般以線路為基本單元進行建設(shè)、運行維護及更新改造，本線路的技術(shù)資料一般只供本線路利用，可以針對性地解決本線路運行過程中出現(xiàn)的技術(shù)難題。為了配合大規(guī)模網(wǎng)絡化運作模式下的信息通信新方式，還可以利用各類軟硬件資料組成資源庫，快速發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障的基礎(chǔ)表現(xiàn)形式和故障原因，最終利用互聯(lián)共享網(wǎng)絡管理平臺在全網(wǎng)內(nèi)協(xié)調(diào)處理問題。由此可見，大規(guī)模網(wǎng)絡運營模式下城市軌道交通通信網(wǎng)絡體系的構(gòu)建必須要建立起與之相適配的運維管理制度，能夠從傳統(tǒng)的單向管理思維向現(xiàn)代化的互聯(lián)網(wǎng)絡運營管理思維過渡[5]。城市軌道通信系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

圖1 城市軌道通信系統(tǒng)構(gòu)架

3.2 系統(tǒng)管理規(guī)劃

首先，大規(guī)模網(wǎng)絡運營模式下的城市軌道交通通信網(wǎng)絡系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的單線路通信網(wǎng)絡系統(tǒng)來說，能夠結(jié)合當前社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展背景下軌道交通企業(yè)對于軌道交通運行的管理要求以及技術(shù)要求，在利用智能化網(wǎng)絡平臺的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了對軌道交通不同運行系統(tǒng)的集成化管理，并且通過協(xié)調(diào)統(tǒng)一的管理模式認定不同通信系統(tǒng)內(nèi)各系統(tǒng)的功能要求以及功能框架，也能根據(jù)軌道交通系統(tǒng)運營過程中的資金投入預算對信息通信系統(tǒng)進行靈活的改造，是軌道交通的通信系統(tǒng)，真正意義上實現(xiàn)了不同子系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。其次，城軌網(wǎng)絡體系應突破原來單線網(wǎng)絡的管理模式，建立通信網(wǎng)絡的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，提升頂層設(shè)備管控性能，提高終端側(cè)的通用性，以達到最高層面的統(tǒng)一控制與共享。在全線網(wǎng)絡覆蓋的情況下完成網(wǎng)絡信息傳輸，并做到了扁平化管理和架構(gòu)構(gòu)建。通過采用更加專業(yè)的方式培養(yǎng)核心工程維護團隊，能夠?qū)崿F(xiàn)在語音技術(shù)下對整體通信系統(tǒng)的有效維護[6]。最后，對于數(shù)據(jù)傳輸、時鐘源、光電纜、電源等通信體系應該制定標準的設(shè)備信號以及設(shè)備構(gòu)建方式，并且連接到后臺統(tǒng)一管理中心，實現(xiàn)對不同運維系統(tǒng)的集中化管理。專用無線通信、專用電話、公務電話、乘客信息、廣播以及閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)等服務性質(zhì)的子系統(tǒng)，也應該實現(xiàn)統(tǒng)一管理。對于固定無線電話、有線通話、固定公務通話等專業(yè)性較強的業(yè)務子系統(tǒng)應該探究分層維護和管理技術(shù)，能夠針對不同的子系統(tǒng)運維方式找到統(tǒng)一的管理模式。而乘客信息、廣播、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)等綜合部分則充分考慮根據(jù)企業(yè)運維的需要進一步發(fā)展自有應用軟件，在中心側(cè)依靠企業(yè)數(shù)據(jù)中心資源，在端口側(cè)使用企業(yè)通用硬件整合[7]。

3.3 業(yè)務體系優(yōu)化

首先，城軌大規(guī)模互聯(lián)網(wǎng)運行場景下的通信管理系統(tǒng)必須以服務不中斷、應用無故障感知為優(yōu)化對象，實現(xiàn)冗余設(shè)置完善、報警制度健全、問題的快速檢測措施完善以及問題處理快捷[8]。其次，預警體系完善、事故迅速判斷和處理的前提是必須全面掌握事故情況和當前設(shè)備狀況，根據(jù)技術(shù)人員對各種通信子系統(tǒng)的認識和邏輯判斷做出合理的判斷。整個網(wǎng)絡各子系統(tǒng)的網(wǎng)管設(shè)備較為齊全，在單線運維的狀況下，龐大的網(wǎng)管系統(tǒng)和本線路的工程人員能夠很迅速地檢測并處理故障。當發(fā)展到了數(shù)字化經(jīng)營階段后，在故障處理的過程中就必須考慮不同網(wǎng)管信息系統(tǒng)的特征，通過人工反復排查的方式才能夠比較全方位地掌握當前設(shè)備狀況，盡可能及早地排查系統(tǒng)中存在著的顯性故障以及隱性問題，為系統(tǒng)故障的診斷以及維修爭取最佳時機。最后，在城軌信息系統(tǒng)規(guī)模標準化運行條件下，應該建立一個能夠跨路徑、跨網(wǎng)絡的智慧運維網(wǎng)絡平臺，收集匯總當前設(shè)備狀況，從而在第一時間可預警故障、顯示故障范圍和影響區(qū)域。在經(jīng)過一定時期的運用經(jīng)驗數(shù)據(jù)累積，就可以逐漸完成對故障的準確預警、精確快速定位，從而給出合理的故障弱化范圍和處理意見[9]。

3.4 人員組織優(yōu)化

隨著軌道交通通信系統(tǒng)大規(guī)模網(wǎng)絡化運行的推進，人才隊伍將突破以原有線路為單元的運維隊伍管理模式，運維人員構(gòu)架從單線運維向分層運維過渡。分層建立調(diào)度統(tǒng)籌隊伍、專業(yè)技術(shù)人員隊伍、現(xiàn)場維護隊伍和數(shù)據(jù)分析團隊，劃分層級配置、頂層負責的維護人員團隊結(jié)構(gòu)。調(diào)度協(xié)調(diào)隊伍主要負責借助智能運維服務平臺實時監(jiān)測全網(wǎng)同步系統(tǒng)工作狀況，并統(tǒng)籌各橫向單元的工作，統(tǒng)一管理調(diào)度人員、物料和車輛及時監(jiān)控系統(tǒng)維修和排故作業(yè)，及時接報并閉環(huán)檢查確認系統(tǒng)故障。專業(yè)技術(shù)隊伍可按專業(yè)類別設(shè)立，對各專業(yè)領(lǐng)域開展研究，并借助本專業(yè)系統(tǒng)網(wǎng)絡平臺對系統(tǒng)運行的狀況進行監(jiān)控和業(yè)務配置調(diào)度，針對系統(tǒng)狀況制定針對性的修復計劃，對系統(tǒng)性故障進行處置，引導并幫助現(xiàn)場維護技術(shù)隊伍進行系統(tǒng)維修和故障排查作業(yè)。現(xiàn)場維護技術(shù)隊伍還應該承擔應用系統(tǒng)保養(yǎng)、修理責任，并做好對通信機房的巡檢工作，協(xié)調(diào)專業(yè)技術(shù)隊伍處置系統(tǒng)性故障。數(shù)據(jù)分析團隊將借助智能運維業(yè)務平臺，對各專業(yè)子系統(tǒng)的告警、狀態(tài)和特性等數(shù)據(jù)進行強大數(shù)據(jù)挖掘分析，與專業(yè)的技術(shù)開發(fā)隊伍共同優(yōu)化系統(tǒng)故障診斷、處理手段與方法，并持續(xù)提升智能運維業(yè)務平臺算法。

4 結(jié) 論

城市軌道交通的通信體系是保障軌道交通正常運營的前提條件，同時也是軌道交通運營體系中最關(guān)鍵的構(gòu)成部分。目前，隨著大規(guī)模網(wǎng)絡化的城市軌道交通創(chuàng)新運營模式的不斷發(fā)展，軌道交通通信體系的運維管理工作中存在的各類型弊端也逐漸顯現(xiàn)出來。因此，更應該通過優(yōu)化運維組織人員構(gòu)架、完善業(yè)務體系、對軌道交通通信體系進行系統(tǒng)化管理等方式保障大規(guī)模網(wǎng)絡化運營模式下城市軌道交通通信系統(tǒng)的安全運營。