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摘要：地铁综合监控系统是一个功能强大的、开放的、模块化的、可扩展的分布式控制系统，集成和互联了多个子系统。是地铁系统里非常重要部分，而综合监控系统主干网则是系统运行的载体。对广州地铁的四号线南延线主干网网络方案进行分析，旨在更好地为综合监控系统提供一个稳定可靠的运行环境。
关键词：地铁；综合监控系统；主干网；网络方案
1.系统概述
广州地铁四号线南延段为广州地铁四号线的一部分，位于其南端。线路起始于金洲站，终止于南沙客运港站，大致沿双山大道、金隆路、环市大道、海港大道和科技大道布设。线路长约12.6km，其中高架长度约0.37km，过渡段约0.17km，地下段12.06km；共设置6座车站，均为地下站，平均站间距约2.1km，最大站间距2.94km，为南横站至南沙客运港站区间；最小站间距约为1.35km，为飞沙角站至广隆站区间；换乘站1座，为南沙客运港站，与规划十五号线换乘。本工程新设设置停车场一处，位于飞沙角站附近，新设主变电站一座，位于金隆。
四号线南延段作为四号线的延长线，其控制中心、车辆段与既有四号线共享，控制中心、车辆段都位于番禺境内的新造车辆段。
2.四号线既有网络
四号线综合监控系统主干网初始组建与2005年，四号线后通段及北延段分别组建于2007年及2009年，四号线既有综合监控系统利用通信专业提供的光纤组成独立双环网，网络带宽为千兆。由于工程分段建设，须通过前期网络改造并形成最终的综合监控系统主干网。目前既有综合监控系统主干网络结构如下图所示：
4.金洲站、蕉门站改造
4.1 既有交换机状况
（一）端口信息
明确目前四号线控制中心（OCC）MACH3000 设备端口连接具体信息，避免替换中出现信息不明确，导致网络故障、工作量加大。
（二）网络配置
确定四号线既有网络所有赫思曼MACH3000系列设置配置信息，同时配置好新的MACH4002交换机。
（三）光纤端口
新的MACH4002 设备光纤接口全部为SFP/LC型光纤接口，无论既有的光纤是何种接口，连接MACH4002这端的接口均需替换为SFP/LC口，因此，需要勘查金洲、蕉门两个车站光纤为直熔还是跳线接入，如直熔需要找好备用光纤提前熔接尾纤为新的替换作准备，如跳线需要提前准备相应的跳线，替换测试确认熔接或跳线能正常使用。
（四）电源
MACH4002电源接入，为欧标电源线，确保有4条国标电源线准备为交换机电源接入换用。
4.2替换步骤
交换机替换为大体步骤如下：
（一）替换金洲B网ISCS交换机
（二）替换金洲A网ISCS交换机
（三）替换蕉门B网ISCS交换机
（四）替换蕉门A网ISCS交换机
4.3详细步骤
（一）关闭MACH3000交换机电源，替换已配置好的MACH4002设备上架。
（二）MACH4002交换机上电，接入主、备电源，开机。
（三）接入已熔好的主干光纤或更换跳线。
（四）确认主干光纤接入成功，接入环网成功。
（五）将车站服务器、前端数据处理器（FEP）、终端接入。
（六）确认网络、ISCS服务器等功能正常使用替换完成。
4.4风险及应对
替换交换机可能存在风险及应对如下：
（一）网络波动可能引起网络风暴或FEP挂死，需要地铁运营维修和集成商提前准备足够的人员和车辆可以确保能在作业期间到达任一车站，重启交换机或FEP。
二）网络中除替换车站外其它光纤链路断开，会导致环网两条链路断开影响多个车站无法与OCC通讯，作业前需要确认环网中需所光纤链路能正常通讯
（三）随时观察网管软件情况，如现场出现任不可测网络情况，立即回退替换中止。
5.并网方案一
四号线南延段独立成网通后调试、测试后，开通接入既有线路，如图所示：
四南独立成环使用三层路由OSPF，南延段并入既有线网络，选择一个车站A、Ｂ交换机与既有线OCCA、B交换机连接，四号线既有线所有设备将网络指向OCC两台交换机与四南通讯。
5.1方案优势
（一）不需要改动四号线既有线的骨干网络，不影响既有线运营，减少了接入风险。
（二）四南通过光纤直接接入既有线OCC，减少四南与OCC的网元，同时也减少了故障率。
（三）四南采用纯三层模式，不会存在广播风暴问题，也不会再增加四号线的广播数量。
5.2方案劣势
（一）四南车站与OCC之间光纤链路数据负荷较大，同时既有线OCC交换机负荷也会增加，如光纤资源充足可以使用链路聚合解决链路负荷问题。
（二）该方案这是首次在同一条地铁线路中存在三层和二层对接，需要经过测试确认后实行，存在技术风险。
6.并网方案二
6.1环网破坏
四号线既有综合监控系统利用通信专业提供的光纤组成独立双环网，网络带宽为千兆。由于前期工程分段建设，全线共分为两组环网，其中黄村站、车陂站、车陂南站、万盛围站、官洲站、大学城北站、大学城南站、新造站组成一组独立冗余双环网1；石碁站、海傍站、低涌站、东涌站、黄阁汽车城站、黄阁站、蕉门站、金洲站组成一组独立冗余双环网2。四号线的南延段，新增的6座车站，1座停车场均处于既有主干网的控制中心至金洲站环网一侧，根据客户需求需打开既有主干环网2，断开金洲站与蕉门站主干光纤链路，交换机升级、南延段环网组成、既有主干环网2破坏，即可将新增站一起并入既有环网2，由于环网结构特殊性，不建议将新增七个网络节点依次并入既有主干环网2，依次并入需多次断开环路、光纤，将带来不必要的工作量及风险，七个节点一起并入环网可提高工作效率可以减少主干环网2断开次数可有效把控四号线既有网络风险，如下图所示：
6.2方案优势
（一）组成一个大的环网方便管理，网络简单，便于维护。
（二）该方案已经在多条地铁线路延长线的综合监控系统中实施，技术成熟，实施经验足，配置简单，易操作。
6.3方案优势既有四号线已经运行十几年，并且为二层网络，同个环网、同一网段广播过多，易发生广播风暴，造成网络故障。
结语
综上，为了使广州地铁四号线综合监控系统有一个稳定可靠的网络环境，对广州地铁四号段南延段网络改造进行详细方案讨论，进而组建一个可靠、稳定快速的综合监控主干网。提出了两种方案的改革措施，两种方案均技术成熟，配置简单，易操作，最终形成简单的网络拓扑，可更好为四号线综合监控系统提供良好的运行网络环境。
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论文作者:尹友强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/1
标签：监控系统论文; 光纤论文; 四号线论文; 交换机论文; 网络论文; 环网论文; 方案论文; 《基层建设》2017年第20期论文;