工业以太网技术在地铁通信传输项目上的应用

论文摘要

目前,国内的城市轨道交通都在朝着网络化、大容量方向发展,地铁通信系统为十多个子系统提供数据业务通道。地铁系统以突发数据流通信为主,传统的SDH传输系统是为定长带宽的语音通信服务的,难以满足地铁系统大量的突发数据流。以太网技术主要用于数据通信,但是冲突域机制和大量的广播报文带来的广播风暴问题使得很多专家对以太网作为主干网络心存疑虑。国内外对于工业以太网的研究更多放在控制层,解决了控制网络的实时性和冗余环回等问题,至于以工业以太网进行主干网络通信,国内外少有研究。本文结合天津地铁传输系统的应用需求,从技术先进性,项目可行性,成本控制、进度安排和质量控制系统等方面,研究了工业以太网技术在地铁通信传输项目上的应用和工程实施的项目管理方案。项目中以万兆以太网作为地铁主干通信,并通过动态带宽分配,提高网络利用率,解决传统SDH解决方案的带宽和实时性问题;并以VLAN完成各子系统的隔离,保证各系统能够独立运营,提高了网络安全性;以虚拟断点解决以太网环回所造成的广播风暴问题,通过链路环回保护,实现链路的故障保护,提高系统可靠性,增强系统可用性;通过以上研究,解决了传输系统的数据突发通信、冗余保护、子系统隔离、控制系统实时性和网络安全性等关键问题。结合地铁通信项目的特点,本文研究了项目的实施计划、组织结构、人员职责,质量控制等关键议题。最后,以研究内容为基础,搭建了模拟系统,进行了大量的实验验证,结果表明,系统方案可行,在系统冗余、实时性、安全性及网络管理功能等方面,都符合预期研究结果;在成本控制方面具有显著优势,项目的进度计划和质量控制系统完全满足工程应用需求。该研究成果目前已开始在天津地铁进行实际实施,项目的成功对于把国内地铁建成技术水平先进、安全可靠、高效运营的民生工程具有重要的意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 工业以太网技术发展现状
• 1.2.1 通信确定性与实时性
• 1.2.2 稳定性与可靠性
• 1.2.3 工业以太网协议
• 1.3 国内外工业以太网技术的研究现状及发展趋势
• 1.3.1 国内外研究现状
• 1.3.2 工业以太网技术的发展趋势
• 1.3.3 发展前景
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 天津地铁2、3 号线传输系统网络设计及实现
• 2.1 天津地铁2、3 号线传输系统建设概况
• 2.2 天津地铁传输系统的整体网络结构设计
• 2.2.1 设计原则
• 2.2.2 网络传输系统设计需求
• 2.2.3 系统的整体网络结构设计
• 2.3 方案的可行性分析
• 2.3.1 各类通信的业务的传输特点
• 2.3.2 SDH 传输IP 业务和工业以太网的传输性能比较
• 2.3.3 工业网络和办公网络比较
• 2.4 系统设计方案的具体实现
• 2.4.1 工业网络冗余的实现
• 2.4.2 网络安全设计
• 2.4.3 Qos 设计
• 2.4.4 系统的实时性
• 2.4.5 统一的网络管理
• 2.5 成本控制
• 2.6 本章小结
• 第三章 项目组织与进度管理
• 3.1 项目的组织结构设计
• 3.1.1 项目组织结构设计原则
• 3.1.2 项目中主要角色的岗位职责
• 3.2 项目进度管理
• 3.2.1 项目进度管理的目标
• 3.2.2 项目进度管理的组织原则
• 3.2.3 项目进度计划的编制
• 3.2.4 甘特图
• 3.2.5 项目变更
• 3.2.6 项目进度计划的执行和控制
• 3.3 项目风险
• 3.4 本章小结
• 第四章 质量保证体系与标准
• 4.1 质量目标
• 4.1.1 质量管理规划
• 4.1.2 工程质量目标
• 4.2 工程质量保证措施
• 4.2.1 质量管理网络
• 4.2.2 工程质量保证体系
• 4.2.3 质量保证体系流程
• 4.2.4 施工全过程质量控制流程
• 4.2.5 工程质量检验评定
• 4.2.6 技术保证
• 4.2.7 制度保证
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统方案测试与验证
• 5.1 测试目的
• 5.2 硬件配置及工具
• 5.3 网络拓扑结构
• 5.4 测试内容
• 5.4.1 物理特性
• 5.4.2 冗余功能
• 5.5 测试及结果分析
• 5.5.1 业务传输测试
• 5.5.2 系统隔离测试
• 5.5.3 组播性能测试
• 5.5.4 整网抗毁性测试
• 5.6 网管功能验证
• 5.7 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的学术论文