|
摘要
區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)是減小城市交通網(wǎng)上的交通延誤,有效利用道路設施,減少交通事故、環(huán)境污染以及汽油消耗的有效手段，是城市交通管理的最有利工具之一。
城市發(fā)展交通智能信號燈，減少道路擁堵，最終達到智能化區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)。工業(yè)以太網(wǎng)交換機在區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)網(wǎng)絡中穩(wěn)定性、高可靠性、高安全性成為關鍵中的關鍵。本文結(jié)合目前城市交通信號控制和交通監(jiān)控狀況的需求，闡述了歐邁特（OMATE）工業(yè)以太網(wǎng)交換機在北京城區(qū)交通信號控制系統(tǒng)中的典型應用情況，及優(yōu)化智能交通信號控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡解決方案。
１背景：
智能交通信號燈迎合實現(xiàn)綠色經(jīng)濟的時代潮流，為了解決這個問題，提出智能交通信號燈及網(wǎng)絡技術，會根據(jù) 路口車輛多少，自動調(diào)節(jié)時間，可減少等候時間在75%以上，從而大大節(jié)省了人們的出行時間，減少了路口的無效等候，使出行更快捷。
２系統(tǒng)需求
對區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)中網(wǎng)絡傳輸設備的需求：
1）為適應高溫、濕熱環(huán)境，要求工業(yè)以太網(wǎng)交換機按照寬溫、防塵等設計；
工作溫度：-40～80℃ 存儲溫度：-40～85℃，存儲濕度：0%～95%，無凝結(jié)。
2）根據(jù)路口機柜環(huán)境惡劣，要求工業(yè)以太網(wǎng)交換機具有較強的抗電磁干擾能力、
長時間的平均無故障時間等。
3）要求設備結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝于路口機柜內(nèi)。
4）為了保障通信的可靠性，要求建立千兆或百兆冗余的環(huán)網(wǎng)，具有快速自愈功能。通信網(wǎng)絡出故障時，
能夠自動平滑的切換到冗余備份線路，自愈時間小于30ms。
5）為了保證遠程監(jiān)控的數(shù)據(jù)安全性，工業(yè)以太網(wǎng)交換機需要有全面的網(wǎng)絡安全設置。
6）提供給高清視頻傳輸和以太網(wǎng)遠程供電的網(wǎng)絡設備，具備以太網(wǎng)供電技術（POE），支持饋電DC48V；
適應高溫、濕熱環(huán)境，要求工作溫度：-40～80℃存儲溫度：-40～85℃，
存儲齲?%～95%，無凝結(jié)。
３網(wǎng)絡設計方案
區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡即有其普遍性也有其特殊性，我們在組網(wǎng)方案中主要考慮以下幾個方面：
1）充分考慮多個業(yè)務的系統(tǒng)特點，技術上遵循先進性、實用性與成熟可靠性并重的原則，
形成功能齊全的網(wǎng)絡解決方案。
2）能夠適應戶外惡劣的環(huán)境要求，如超常的溫濕度范圍、震動/抖動、瞬時電壓/電流、塵埃和電磁干擾取?BR> 3）因網(wǎng)絡規(guī)模龐大，組網(wǎng)方案采用清晰的區(qū)域網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，從最根本的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計上簡化網(wǎng)絡的維護及
管理，實現(xiàn)故障點的快速隔離和定位，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
4）組網(wǎng)方案自身必須具備一定的故障排除及快速自愈功能，能夠針對設備故障、鏈路故障進行自我診斷及
快速排除，并實時報警。
5）對網(wǎng)絡進行人工維護、擴容、或故障修詞庇Ω米齙接跋熳钚』齙轎ぜ襖┤荻韻低吃誦形抻跋歟?BR> 故障修復只對相關網(wǎng)絡設備的連接終端有一定的影響。
6）網(wǎng)絡設備選取具備高實時性和穩(wěn)定性的工業(yè)級產(chǎn)品。
7）組網(wǎng)方案必須具備兼容性，能夠無縫連接不同廠商的網(wǎng)絡設備，具備高性價比。
8）考慮到路口現(xiàn)場對可靠性的高要求，一般采用環(huán)網(wǎng)設計，避免了因單點故障對網(wǎng)絡傳輸?shù)闹卮笥绊憽?BR>
根據(jù)網(wǎng)絡傳瀋璞傅男棖蠹扒蚪煌ㄐ藕趴刂浦悄芑岷嚇仿跆毓竟ひ狄蘊換換約郾燃巴緲煽啃緣淖酆峽悸牽∮肎OE210千兆工業(yè)以太網(wǎng)交換機構(gòu)成區(qū)域冗余環(huán)網(wǎng)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定，可靠，安全傳輸；選用OMATE1100P工業(yè)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器，實現(xiàn)以太網(wǎng)遠程供電，并將路口的4個方向集中至現(xiàn)場工控機。
提出如下解決網(wǎng)絡方案：
3.1方案說明
區(qū)域交通信號控制網(wǎng)絡傳輸設備選用歐邁特千兆工業(yè)以太網(wǎng)交換機GOE210，安裝于各區(qū)域路口信號機柜中并構(gòu)建千兆冗余環(huán)網(wǎng)，啟用Jiffy Ring瞬間環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議，保障了網(wǎng)絡通信的無擾動切換，網(wǎng)絡自愈時間小于18ms。千兆工業(yè)以太網(wǎng)交換機構(gòu)建環(huán)網(wǎng)的同時，利用主節(jié)點的GOE210的上聯(lián)千兆光口與各區(qū)域的三層以太網(wǎng)交換機通過光纖連接。采用GOE210的VLAN功能將信號控制、高清視頻監(jiān)控及綜合環(huán)境監(jiān)控等業(yè)務隔離，并將GOE210的各業(yè)務接入端口（交換機端口）采取相應帶寬限制設置；同時禁用其他未接入業(yè)務的端口，為了防止誤接入導致交換網(wǎng)絡的中斷等等安全問題。
選用歐邁特POE工業(yè)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器OMATE1100P提供于高清視頻傳輸和以太網(wǎng)供電，將路口的各方向集中傳至現(xiàn)場工控機內(nèi)作為本地存儲，再將工控機中的抓拍圖片、視頻錄像和少部分的實時視頻上傳監(jiān)控中心。
GOE210和OMATE1100P采用IP40防護等級設計，便于安裝于路口機柜或機箱內(nèi)，能適應如強電磁干擾、塵土、高溫、低溫、潮濕、振動、靜電等惡劣的工作環(huán)境。
3.2方案優(yōu)越性
高安全：提供完整的安全體系結(jié)構(gòu)，覆蓋了系統(tǒng)的各個層面，采用了包括認證、授權(quán)、端口綁定、VLAN等系列的安全措施，確保網(wǎng)絡的安全性。千兆ひ狄蘊換換鶪OE210和工業(yè)以太網(wǎng)收發(fā)器OMATE1100P電源均為AC220V，無需外接適配器，避免了電源適配器故障所造成的網(wǎng)絡通信異常。電源接口也做了防水處理，配備有旋緊螺母。
高效率：提供高品質(zhì)QoS保證，為不同的業(yè)務提供不同優(yōu)先級服務，根據(jù)優(yōu)先級確定帶寬，保證了整個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳送的高效率。以及對相應的業(yè)務端口設置帶寬限制。
高可靠性：支持業(yè)內(nèi)領先的Jiffy Ring瞬間環(huán)網(wǎng)冗余技術、高品質(zhì)工業(yè)產(chǎn)品、冗余電源設計、端到端可管理技術，滿足了系統(tǒng)對于可靠性的要求。
易維護網(wǎng)絡：除提供方便的Web方式訪問外，還支持SNMP、RMON管理，方便與第三方設備實現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一管理。
|
