 |
|
Магистральная информационная сеть ВОЛС
В СНиП и СП «Метрополитены» нет упоминаний о сетях и активном оборудовании ВОЛС. Тем не менее, технически магистральная информационная сеть (МИС) ВОЛС уже сегодня стала основой и стандартом «де-факто» при создании систем автоматики, сигнализации, связи и безопасности (АССБ) на зарубежных и отечественных метрополитенах. Эта концепция и была реализована в Казани.
Для того чтобы пояснить значение магистральной информационной сети, под которой понимается активное и пассивное оборудование ВОЛС, приведем перечень систем АССБ метрополитена и определим роль, которую МИС играет в каждой из них. Перечень составлен на основе опыта реализации комплекса систем в метрополитене Казани и создания проектов для новых метрополитенов в Алматы (Казахстан) и Омске (рис. 2).
Анализ АССБ метрополитена показывает, что МИС является: системообразующей для 13 основных технологических систем, в том числе для системы обеспечения безопасности и автоматизированного управления движением поездов (системы «Движение»); сетью передачи данных для подсистем мониторинга и удаленного управления шести систем (не считая основных технологических систем со встроенными системами контроля и диагностики), в частности теленаблюдения, охранной сигнализации, системы контроля доступа и т. д.; связующим звеном для 19 систем, обеспечивающим, например, формирование ситуационного центра с большим объемом функций. Поэтому МИС можно без натяжек назвать основой всего комплекса АССБ, который, в свою очередь, делает метрополитен современным и перспективным транспортным комплексом.
Предпосылками создания мультисервисной МИС на метрополитене являются: — перевод на цифровые технологии подавляющего большинства систем комплекса АССБ (особенно так называемых систем СЦБ — сигнализации, централизации и блокировок); — назревшая необходимость интеграции систем на аппаратном уровне и уровне обмена данными; — реально достигнутая высокая надежность активного оборудования МИС; — высокая помехозащищенность собственно ВОЛС.
Однако этих предпосылок будет недостаточно, если на уровне структуры и конкретных характеристик МИС не обеспечит выполнения самых жестких технических требований, предъявляемых каждой из систем в отдельности и всех их в целом. Ключевые требования предъявляются со стороны системы «Движение», заменившей в традиционных системах ДЦ и ЭЦ (электрифицированной и диспетчерской централизации), системы интервального регулирования движения и контроля рельсовых цепей. К основным требованиям относятся: отказоустойчивость и 100-процентный «горячий» резерв; максимальная задержка при передаче пакета — 50 мс; время переключения на резервный канал, близкое к нулю; возможность обмена данными по принципам «точка — точка» и «точка — многоточка».
Для реализации перечисленных и других требований систем комплекса АССБ в ОАО «ОПТИМА» было разработано и реализовано несколько вариантов структуры МИС. Наиболее перспективный из них приведен на рис. 3.
В данном варианте МИС состоит из двух параллельных независимых частей — магистрали на основе оборудования SDH и магистрали на базе Ethernet — MetroEthernet. Построение независимых магистральных сегментов, использующих различные технологии (TDM и пакетной коммутации), позволяет наиболее полно обеспечить выполнение требований каждой из систем, опирающейся на МИС. Исключается необходимость применения «промежуточных» технологий, таких как передача TDM через IP, успешно реализуемых в коммерческих сетях, но недостаточно надежных для технологических сетей.
Магистраль на основе оборудования SDH представляет собой одиночное кольцо мультиплексоров, построенное таким образом, чтобы выход из строя оборудования одной из станций метро не приводил к разрыву сети. В качестве агрегатных интерфейсов применяются интерфейсы уровня STM-4, что достаточно для подключения абонентов по интерфейсам E1. При необходимости обеспечить повышение производительности для абонентов TDM (выделение потоков E3, формирование наложенных сетей STM-1) можно использовать более высокие уровни иерархии на агрегатных интерфейсах, вплоть до STM-64. Мультиплексоры SDH устанавливаются в конфигурации с полным резервированием по электропитанию и управлению, агрегатные интерфейсы — на отдельных модулях, абонентские интерфейсы — на отдельных платах. К магистрали SDH подключаются абоненты, требующие каналов TDM (абоненты системы телефонной связи), и базовые станции системы TETRA.
Структура магистрали на основе технологии MetroEthernet представляет собой два кольца коммутаторов MetroEthernet, соединенных таким образом, что выход из строя даже всех коммутаторов станции метро не проводит к отказу сети. В каждом кольце коммутаторы соединяются между собой магистральными интерфейсами Gigabit Ethernet, для подключения абонентов используются интерфейсы 10/100/1000 Ethernet. Применение кольцевой топологии позволяет обеспечить высокую надежность каждого из колец. Реализация технологии MetroEthernet, помимо возможности организовывать наложенные сети Ethernet, обеспечивает быстрое переключение маршрутов в случае разрыва кольца. Задачи резервирования каналов связи решаются как благодаря использованию надежной топологии, так и за счет механизмов повышения надежности, заложенных в подключаемых системах. Для повышения надежности кольца MetroEthernet соединяются маршрутизируемыми интерфейсами. Применение технологии MetroEthernet дает возможность добиться требуемых показателей по времени переключения в случае сбоя, а также предоставлять необходимые виды сервиса подключаемым абонентам. К магистрали MetroEthernet подключаются основные технологические системы метрополитена: система «Движение», автоматизированная система диспетчерского управления электроснабжением, электромеханическими устройствами и освещением, система контроля оплаты проезда и другие системы, работающие по протоколам IP/Ethernet.
Такая структура МИС позволяет обеспечить перспективу расширения и выполнение дополнительных технологических и коммерческих задач; создать эффективную систему управления и мониторинга как самой МИС, так и прикладных систем; использовать стандартизованное оборудование.
Работа по созданию современной МИС для решения текущих и перспективных задач метрополитена, конечно, не заканчивается определением структуры и выбором аппаратных средств того или иного производителя. Магистральная информационная сеть решает не только системные, но и межсистемные задачи, причем попутно должны быть осуществлены настройки приоритетов, эффективная настройка встроенной системы мониторинга, системы записи и хранения информации об аварийных событиях и сбоях, внедрена система идентификации доступа к системе, обеспечена защита информации при межсистемном обмене и многое другое.
Следует отметить, что все перечисленные задачи сразу решить достаточно сложно. Для этого необходим опыт эксплуатации, которого пока, к сожалению, мало. К МИС надо подходить не как к рядовой системе комплекса АССБ, а как к ключевой системе, от качества которой зависит будущее всего комплекса. А это означает, что для создания эффективной МИС нужно глубоко «погрузиться» в сами технологии, используемые на метрополитене, что под силу далеко не каждой компании. Ведь по сути неправильно спроектированная и построенная МИС — это неработающий метрополитен!