青藏铁路综合监控系统通信解决方案

一、项目概述：
青藏铁路是目前我国自动化监控程度最高的一条铁路。它的全线贯通有着大的历史意义和战略意义。青藏铁路全长1142公里，在中国真正成为了第一条无人值守的现代化铁路。铁路的综合监控系统包括环境监控系统，DCC数据监控系统、公安信号、视频、安防监控设备、消防系统等等；整个综合监控系统，这些综合监控系统的启用，在环境恶劣、条件艰苦的青藏铁路对实现车站行车指挥无人化、最大限度地减少现场人员更具特殊意义。
青藏铁路的全线通信考虑到了包括通信的高速率、通信的高可靠性、通信的高稳定性。方案最终选用光纤通信方案。这些远程监控信息的传输信设备全部采用东土电信的工业以太网交换机KIEN6000和KIEN5000。

二、网络拓扑
铁路沿线部分通信网络示意图：
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在上图中传输的监控系统包括：
环境监控系统
电力监控系统
公安信号
消防信号监控
桥梁监控等等
在本次方案中设备全部采用卡轨式安装方式，适合恶劣的安装环境。

三、网络设备选型
东土电信的KIEN6000和KIEN5000
四、网络方案说明和特点
青藏铁路是世界上海拔最高、穿越冻土里程最长的高原铁路。铁路沿途经过海拔4000米以上的地段有960公里，最高点为海拔5072米，穿越多年冻土里程550多公里。让我们看一下青藏铁路的现场工作条件：
海拔高度：2800m~5072m。
最高气温：＋35.5℃。
最低气温：－45.2℃。
平均湿度：32%～57%。
最大平均雷暴日数：80.6天/年。
最大冻结深度
DK816+150~ DK957+640：0.88~3.5m;
DK957+640~DK1513+770:多年冻土区;
DK1513+770~DK2006+700:3.5~0.26m.
看到这一组数字，我们了解到作为普通的通信设备，根本无法满足这样的现场工作需求。
东土的工业以太网交换机与普通商用交换机的区别：
1、 东土的工业以太网交换机可以组成快速的冗余网络，通过东土独有的DT-ring 协议控制其冗余的时间小于300ms。商用的产品目前有一些也可以组成冗余网络，但需要启动STP协议，这样冗余自余的时间就会达到10~~30秒以上，所以肯定不能用于工业环境中使用。
2、 东土的工业以太网交换机完全能够工作在严酷的电磁环境中，并且在数据口防雷、快速脉冲群，静电等都有较高的防护等级，而商业使用的产品这一点是不具备的.
3、 东土的工业以太网交换机有非常好的温度特性，工业环境的温度范围是-35℃－－75℃；0℃－－60℃是商业产品的应用范围。
4、 电源供电部分是任何产品的根源，所有产品出现故障，其电源故障所占的比率为35%以上。所以工业产品为了避免电源故障造成的麻烦，东土的工业以太网交换机选择双电源供电的模式，而且采用直流供电。有效减少宕机的产生。商用产品一般采用交流单电源供电。
在青藏铁路这样的环境下，必须选择性能稳定可靠的工业产品。
在铁路通信中的网络结构
铁路系统沿线有一部分提供了电信的2M通道，另一部分偏远的地区则直接铺设了单模的光缆。鉴于这种复杂的网络情况，我们把网络也直接划分成两种。在有2M通道的区域，首先选用网桥桥接KIEN5000再组成100M电口以太网环，构建起来主干通信网，由KIEN6000-2S形成的视频监控网络分布在青藏铁路的沿线，承载着铁路辅助通信系统的主要数据，所有设备连接成环状，每个环网使用不等KIEN 6000-2S形成冗余光纤环网。所有共计4个光纤环网共同汇集到指挥中心的交换机上。然后通过服务器进行管理。这样我们充分保证了通信的可靠性。
如果在系统工作时交换机的连接介质发生故障，环形结构将在小于300ms时间内切换网络工作拓扑结构。不影响整个系统的工作，从而保证了系统的可靠性。而且在同样的冗余度下，冗余环网结构不仅减少了风险的集中，更降低了实现成本。可以灵活的与其他网络交换机接入。良好的安全特性能够保证数据安全传输。
备注∶
KIEN6000是东土电信技术有限公司专为工业应用而开发的高性能网管型工业以太网交换机。其高性能的交换引擎，坚固而封闭的机箱设计，无风机但高效的单肋形机箱散热表面，电源输入端过流、过压及EMC防护，RJ45端口优良的EMC防护性能，使得KIEN6000能够适应严酷而危险的工业环境。光纤网络的多重冗余功能，冗余的电源输入功能，功能强大的网管系统。为系统的可靠运行提供了多重保障。东土电信工业以太网交换机操作简单、快速、可靠、可控制、符合标准比同类进口的工业产品仅并更为经济适用。在青藏铁路的全程监控方案中累计使用KIEN6000和KIEN5000共计300套左右，是目前铁路监控系统中比较典型，应用较多的案例。