华为列控系统解决方案彰显“中国创造”的力量
发布时间：2011-7-5 20:00
发布者：Liming
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高速铁路作为运量大、速度高、节能环保的交通工具，引起了全世界的广泛关注，也在近几年有了高速的发展，其中中国高铁的发展速度首屈一指。我国通过“引进消化吸收再创新”的高铁技术创造出了时速达380公里的CRH-380新一代动车组，并跑出了当今世界高铁第一的中国速度。 中国路网十分复杂，不仅通信信号及相关设备种类繁多，而且通信信号业务和接口也很复杂。据铁路事故数据统计，信号系统是保障铁路运营安全、杜绝事故发生的关键因素。为了保证列车在高速下实现安全、舒适、高密度的连续运行，高铁系统中的信号系统至关重要。 2006年，华为在成功的为铁路交付GSM-R解决方案的基础上，启动了列车控制系统的研究。在2009年初，华为根据中国CTCS-3标准规范，成功推出了RSS列车控制系统（简称“列控系统”）解决方案。 华为RSS列控解决方案是一套“安全、成熟、专业、高效”的列车自动控制系统，其中作为核心部件的车载列控系统、地面RBC系统由华为公司完全自主研发。其中，车载列控设备负责实时向RBC报告列车速度、位置等状态信息，并向RBC请求运行授权；RBC则根据列车状态、轨道信息、进路信息向车载列控设备发送授权；车载列控设备再根据授权，监控列车运行。 它们以GSM-R无线通信网络作为车地双向数据交互的平台，满足CTCS-3标准中运营速度350km/h、最小追踪间隔3分钟的要求，支持跨线运营、故障降级、超速防护等各种业务场景。 高安全性 SIL4设计 华为RSS列控系统基于“故障-安全”的原则设计，在开发上参照了EN50126、EN50128、EN50159等行业规范，在过程和方法、活动上满足SIL4的认证要求。 冗余异构的架构设计 在架构上，华为RSS列控系统均采用冗余设计，并采取多重软硬件检测、校验技术，充分保障高速铁路运行的安全性。 安全的元器件 华为列控车载平台的元器件采用了铁路行业专用的高可靠性器件，以及符合铁路相关规范的工业级器件。它充分吸收了铁路行业安全计算机的先进技术，并融入了华为在电信设备研发和应用上的丰富经验，在热设计、抗振动、EMC等方面都经过专业试验，完全满足列车复杂环境对电子设备的要求。 成熟的产品技术 高集成度设计 华为RSS列控系统中的地面RBC系统采用了公司海量运用的ISDN接入服务器，整合了多层交换机结构，把所有设备整合在一个机柜里面，减少了因繁琐的网络布线而造成的维护成本和电力成本，同时减少了机房占用空间。 车载ATP的整机工程技术 由于列控车载设备的运行环境比较恶劣，其中包含较强的电磁干扰、长期振动、环境温度不稳定等各种因素，因此对设备有很高的可靠性要求。 华为RSS列控系统依托国际标准的整机实验室，在多年整机工程领域技术积累的基础上，结合铁路需求，经历多轮设计-仿真-试验循环，彻底解决了车载安全计算机的整机三大技术难点。使产品的集成度、散热、抗振动、EMC能力都有了大幅度的提升。 1） 抗振动设计 华为公司依托20年结构设计平台，采用先进三维设计软件进行设计，并采用先进的分析理论和仿真软件，对产品的应力、谐振频率分析，振动模态和位移等进行多方位综合仿真评估。并采用高于最高标准要求的严酷度，充分全面的验证，评估出设备的极限能力。 2） 热设计 设备采用自然散热等理论，在先进的各类分析平台基础上充分分析，然后进行整机热仿真，优化系统热设计。最后的实验中，采用极高温、极低温、高低温交互实验等多种验证手段，保证了设备的优质出品。 3） EMC设计 在列控车载设备中，如何保证外界对列控设备、及列控设备对外的电磁干扰在标准范围之内成了整机技术的一大难题。华为采用先进的EMC实验室、18年工作经验的欧洲整机专家以及多年积累的电路设计平台，来评估产品的EMC指标。试验证明：华为列控系统完全符合TB3034铁路标准，其中电磁辐射余量在6dB以上。地面RBC的成熟的安全平台 华为RSS列控系统的地面核心设备RBC，因为同时交互的设备较多（数量级的列车、联锁系统和临时限速服务器），要求有很高的处理能力。 华为RBC选用已经在电信核心设备中海量应用、其可靠性经得起各种应用环境充分考验的OSTA2.0通用计算平台。并在该平台中采用大量冗余设计，保证主系故障时备系接管，列车正常运行不受影响。专业的细节设计绿色节能设计 在产品的生命周期之中，从设计、开发、生产、交付的整个过程贯穿“绿色低碳”的理念，表现在产品上的绿色设计主要有： 1） 低功耗，动态调节系统功耗。 CPU采用INTEL或者AMD的低功耗版本，每个处理器仅仅35W，比普通服务器的处理器功耗少了2/3。而且CPU还能智能调频，根据系统任务繁忙程度，可自动调节CPU的工作频率。 另外，RBC硬件平台采用自动风冷设计，根据机箱内温度自动调整风扇转速，尽可能降低系统功耗。 2）减少了噪声污染 车载ATP设备采用无风扇设计，选用超静音调速风扇辅助散热来延迟器件寿命。地面设备采用自动调速静音风扇，尽可能减少噪声污染。 产品升级预留设计 未来，铁路的专用通信网络GSM-R向LTE-R演进。同时列控的功能也在持续完善。所以华为RSS列控系统在架构上为业务功能扩充、第三方设备对接都做好了预留，方便未来网络和业务的演进。 高效 可维可测技术 铁路信号维护工作是铁路运输安全生产的重要组成部分， 直接涉及运输安全。华为列控解决方案提供了十几种在铁路实际运营维护所需的网管工具，能够实时查看列控各系统之间的交互信息。由此可见，华为在保证优异的运维团队支持的同时，也在努力提高运维效率，使维护工作更加的及时、可靠、有效。 中国在积极实施高速铁路网建设和“走出去”战略方针，中国不仅将成为拥有高速铁路最多的国家，而且也将享誉全球。这时，中国自主研发的铁路装备不可或缺，中国本土出品的铁路列控解决方案更是重中之重。 华为将依托多年积累的软硬件开发能力，以及端到端的解决方案交付能力，将为铁路系统提供完善的通信信号整体解决方案，助力中国轨道交通事业持续创新。 |
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