现代世界的智能城市轨道交通系统

城市轨道交通是城市内部最便捷、最安全的交通方式。近年来，其低能耗、高效率的优点在国际上得到广泛认可。

为发挥城市轨道交通的核心优势，越来越多的国家发展轨道交通，建立信息通信技术应用，为旅客提供更便捷的交通服务。

然而，新兴的经济和技术趋势对城市轨道交通ICT建设提出了新的挑战，如对城市轨道交通运营管理的要求更高、更多样化，对车地无线通信网络的可靠性提出了更高的要求，对城市轨道交通ICT建设提出了更高的要求，对城市轨道交通ICT建设提出了更高的要求。安全，传输带宽更大，基于IP和宽带网络的进步，加上IP服务(如CCTV和多媒体广告)的快速增长，带宽利用率需要提高，并构建高度可靠的网络。

LTE技术是目前3GPP定义的最先进的无线通信技术。它是面向未来的列车对地面无线通信技术。但是怎样才能完全满足城市轨道DCS网络的要求呢?

为了解决所有这些挑战，华为有以下适合智慧城市轨道的子解决方案:

城市轨道云解决方案

华为在支持多线集中运营、一个ICT平台、快速响应等方面具有业务可靠性高、运营效率高、开放性和兼容性强的特点。

Urban Rail LET-M Solution

华为解决方案为支持FAO(全自动运行)，多业务统一承载，可靠性高，可达9级QoS平滑切换，易运维，可视化调度。

城市轨道敏捷IP网络解决方案

为了支持基于ip的系统和应用，宽带传输信道，统一承载网，降低运营成本。华为解决方案组网可靠，多业务统一承载，向前兼容。

下一代城市轨道DCS解决方案

对于这个解决方案，我们使用专用频率的LTE网络。长距离单基站覆盖原子级GPS + 1588 V2时钟，且可靠性高。目前，华为城市轨道交通解决方案服务全球超过100条线路，长度超过2000公里。

建立可靠的、融合的、简化的专用无线网络用于车地通信:华为TDD 1.8 GHz LTE-M解决方案

在中国九条地铁线已经部署了华为的时分双工（TDD）的1.8 GHz长期演进机器类型通信（LTE-M）私人网络解决方案，以建立一个更安全，更可靠的列车对地面通讯专用无线网络。网络高效地进行通信为基础的列车控制系统（CBTC），线槽，乘客信息系统（PIS），和闭路电视（CCTV）的服务。

TDD 1.8GHz的LTE-M标准的开发背景

中国城市轨道多线路网络排名第一的美誉。在2018年底，城市轨道线（占全球总量的22％）的5761.4公里投产在中国大陆和运输21.07十亿人次。在这种情况下，CBTC，语音调度，PIS，CCTV和应用程序支持城市轨道网络的安全，可靠和适当的操作，其中无线通信平台，实现了关键功能 - 数据连接。

传统的无线通信解决方案采用两种模式四个网络进行相关服务。三Wi-Fi网络用于承载CBTC，PI​​S，CCTV和服务在公共频段，但易受干扰，甚至可能会导致意外的火车停工。同时，有限的Wi-Fi覆盖的距离意味着需要多台设备，复杂的维护，而高速列车运行期间，贫困人口的整体网络性能，使得它难以加快网络，阻碍交通的创新。此外，窄带陆地集群无线电（TETRA）网络，负有中继服务，不能支持智能城市轨道交通和智能设备，包括视频通话，任务调度和多媒体服务的功能。

为了解决传统无线通信解决方案的痛点，中国于2016年正式发布了LTE-M标准，严格定义了承载CBTC、集群、PIS和CCTV业务的能力要求。LTE-M技术有三个显著的优势:

1. 可靠性:专用频段，避免公共信号干扰;可能的冗余备份
2. 融合:多种服务统一承载;9级服务质量(QoS)机制，确保CBTC优先级最高
3. 简化:单个基站覆盖半径可达1.2公里，便于部署和维护，城市轨道交通两站之间不需要设备。

截至2019年底，在中国40个城市的130多个城市轨道交通线路已经选择了建设LTE-M网络进行CBTC，线槽，PIS，CCTV和服务。其中，华为已经帮助城市轨道客户在36个城市建设LTE-M专用网络凭借其全球领先的LTE解决方案，90线。

TDD 1.8 GHz LTE-M应用前景

TDD 1.8 GHz LTE-M的产业链在清晰的频谱规范和行业标准的指引下正在快速发展。在短短5年时间里，大约有10家供应商能够提供TDD 1.8 GHz LTE-M解决方案，与数十家车载终端和集群终端供应商合作。华为解决方案已与主流CBTC、PIS和CCTV厂商完成互操作性测试(iot)。正如这些测试所表明的，该解决方案可以成功应用于客户的“火车到地面”通信。

2020年，华为计划推出针对地铁线路的可视化IPH解决方案，采用无人驾驶和基于TDD 1.8 GHz LTE-M标准的不需要人工检查的增强机器类型通信(eMTC)物联网(IoT)解决方案。

在国际市场上，宽频城市轨道车地通信的发展正在加快。华为的TDD 1.8 GHz LTE-M解决方案已经在全球范围内得到了复制:它已经通过澳大利亚的城市铁路、埃塞俄比亚和安哥拉的轻轨实现了商业化。南太平洋、中亚和非洲的建设正在进行中。华为将继续创新TDD 1.8 GHz LTE-M城市轨道解决方案，实现无所不在的连接，促进全球城市轨道行业的快速发展。

案例研究：温州市域铁路S1线

2019年1月23日，温州轨道交通S1线正式投入运营，温州成为中国大陆第33个运营轨道交通的城市。此外，它是中国首条将生产服务迁移到云计算的轨道交通线路，并在2018年获得了中国地铁协会(CAMET)颁发的最佳信息化实践奖。

温州城市轨道交通网络规划采用双层架构:城郊(S)线为区域郊区通勤轨道交通系统，地铁(M)线为城际大容量系统。到2020年，该网络将包括三条通勤铁路线(155.26公里)和三条地铁线路(80.03公里)，总长度为235.29公里。在此基础上，面向未来的轨道交通网络将包括三条通勤铁路线和四条地铁线路，全长381.51公里。

传统分布式架构面临的挑战

综合监控系统是一个大型系统集成分布式计算机和机电设备。通过采用传统的三电平控制和两级管理体系结构，该系统包括多个子系统，例如中央综合监测，设备的维护和网络管理，站综合监测，段/场综合监测，以及模拟和训练系统。

投资巨大，资源利用率低

综合监控系统具有较高的硬件成本，因为它需要在控制中心，车站，仓库和40-50实时服务器独立部署，历史服务器，工作站服务器和其他设备。另外，服务器和计算资源的利用率一直低于百分之五的很长一段时间，造成了巨大的浪费。

部署周期长，成本高

ISCS由多个网元组成，维护成本高。独立采购服务器和调度工作站，物料到货慢，调试部署工作量大，服务上线和部署周期长，实施成本高。

ISCS云解决方案满足业务需求

华为在深入了解客户需求的基础上，结合传统的ISCS架构，采用FusionSphere云平台开发出ISCS云解决方案。此外，该解决方案采用了与传统解决方案相同的服务逻辑架构，并部署在虚拟机上。此外，骨干网解决方案在行业传统解决方案的基础上，采用基于mlps的三层组网设计，单环双节点，链路聚合。

ISCS云解决方案在OCC机房部署华为高性能FusionCube 9000。无需外部存储设备和交换机，集成刀片服务器、分布式存储设备和网络交换机。预集成分布式存储引擎、虚拟化平台和云管理软件，实现按需资源分配和线性扩展。FusionCube 9000将多台刀片服务器虚拟化为一个计算资源池(集群)，在虚拟化平台上提供高可靠性服务，在云平台上部署业务。通过OCC在FusionCube 9000的不同机框间合理规划和部署业务应用，使主备业务虚拟机运行在不同的机框内，避免单点故障，提高系统可靠性。

根据该方案，在仓库机房安装FusionCube 9000，并部署ISCS容灾云。云与OCC云以主备方式工作，为OCC系统故障时的业务接管和服务提供准备，保证业务的连续性。此外，还可以在容灾云上部署仿真系统和业务培训系统。

ISCS云解决方案在高架站点部署工作站，或在地下站点部署站点服务器，确保站点与中心断开连接时，业务降级。当骨干链路出现故障时，工作站/站服务器接管本地业务，将业务数据实时存储在本地。骨干链路恢复后，可以将故障期间存储的业务数据同步到中心云平台。

S1线的开幕展示了基于云的解决方案的好处

温州轨道交通S1线于2018年10月1日开始试运行，2019年1月23日开始客运运营。到目前为止，ISCS云平台运行正常，表明云计算技术在城市轨道核心生产服务中的正式应用。

云解决方案的好处在业务部署和推出过程中逐渐凸显出来。

快速服务推出

云平台支持快速业务发放。与传统的单站独立部署方式相比，该方案将服务上线时间缩短了20天，保证了轨道交通线路准时开通。

降低了硬件投资

基于云计算的硬件所需的投资减少了45%。该解决方案支持在实际运营过程中，根据资源使用情况，按需增加线路容量，进一步利用资源，节约硬件投资。设备功耗降低60%以上，节省机房空间70%以上。

更少的运营管理人员

传统架构下，设备分散，调测、运维工作量大，风险高，一线运维人员约50人。

但集中式资源的云解决方案只需要4 - 5名云管理人员，大大降低了劳动力成本。

云计算技术与城市轨道服务的进一步融合，也将城市轨道云化从单一领域转变为多个领域。未来，希望每个城市都能建立自己统一的基于ict的多轨道网络平台，利用云计算和大数据技术支持轨道交通的快速发展。