交通行业数字化转型白皮书.pdf

数字化转型白皮书精耕务实 为交通赋智慧近年来随着交通强国战略等一系列国家政策的施行，2035年我国将基本建成交通强国，形成123出行交通圈及123快货物流圈。正如交通强国纲要中所提到的，近两年我们参与多个交通行业信息化项目建设，明显感受到了三个层面的变化：由速度规模向质量效益转变，交通基础设施建设增速减缓，从重视建设向建设运营并重转变；由独立交通向综合大交通转变，大型交通枢纽、城市综合交通、多式联运等交通一体化新形态繁现；由传统驱动向创新要素驱动转变，从运营交通到经营交通转型，从提供标准位移群体服务向精准消费个体服务演进。在国家大政策的引领下，交通行业数字化转型也进入爆发期，无论是中国城市交通协会发布的中国城市轨道交通智能城轨发展纲要，还是民航局发布的中国民航四型机场建设行动纲要，各省交通厅陆续发布的智慧高速公路建设指南，以及国铁集团发布的铁路信息化总体规划等行业政策，无一不在强调交通行业客户需求再发生重大变化，行业客户更加务实，不再满足于基本需求，不再盲目追求新技术、新产品，更多追求数字化技术与行业业务场景的深度融合。与此同时，AIGC、云计算、大数据、5G、区块链等新技术也为智慧交通建设提供有效的支撑工具和手段。2019年全国高速公路取消省界收费站工程之所以能够快速建设完成，是因为ETC技术的成熟与普及；云计算技术和地铁业务深度融合，让城轨云建设成为地铁信息化建设的主流；多个城市地铁业主开始选择高性价比的5G公专网作为车地无线通信网络制式，铁路5G-R专网建设也提上了日程；生成式AI技术在交通运营和运维场景逐步渗透，极大的提升了运营运维效率，真正实现了降本增效。如上所述，智慧交通的建设绝不是新技术和新产品的堆砌，而是技术和业务的深度融合。数字化技术需要从建设阶段走入规划、运营、经营全流程，在重点场景选择合适的、高性价比的产品技术，实实在在解决问题，而不是最新的、最流行的技术，单纯的新技术的应用不是创新，对生产运营有帮助的场景才是创新。当前交通行业的基础设施普遍缺乏数字化能力。例如，很多路侧、轨旁、场站及枢纽的终端还是“哑“的，尚未纳入交通运营管理。面对这个问题，也许大家首先想到的是5G技术去解决。诚然5G网络的低时延、广连接、大带宽特别适配交通移动性强、重资产、重安全等需求。我们也看到，无论是铁路、地铁、机场等行业都在积极布局5G行业的专属应用。但因为行业标准、产业生态、数据安全等一系列问题，5G在交通行业大规模成熟的应用仍需时日，所以我认为交通基础设施数字化的首选技术不能唯5G论。在机场行业，物联网仍然是机场实现全域感知的重要技术手段。例如机场的无动力设备作业是航班地面保障的重要工作，然而无动力设备分布在机场机坪、停车场和库房等区域，数量多、使用分散、维护保养难，已成为整个行业近十年的管理难题。我们基于“云网一体化”的物联网数字基础设施，助力萧山机场打造了端到端无动力设备管理创新应用，采用“LoRa+卫星定位”技术方案，实现了室内、室外的连续性定位，有效提高了机场飞行区无动力设备的管理效率。在城轨行业，市域（郊）铁路建设如火如荼，市域轨道普遍设计时速较高，如雄安新区至北京大兴国际机场快线（R1线），设计时速达到200km/h。市域（郊）铁路高速移动环境下，对车地无线通信网高速适应性提出了更高要求。新华三在业界率先完成了WLAN方案在260km/h高速移动环境测试，可达760Mbps传输带宽，完全满足市域铁路对于高速无线的需求。此外，Wi-Fi 6的技术也由生产领域延伸应用到运维、运营领域，为智能运维和智慧车站提供性价比极高的传输通道。技术的先进性不仅仅是指标的先进性，而是技术能否真正适合交通行业的应用场景。另外一个层面，无论是地铁、铁路、空管、公路等行业，目前均在使用传输技术构筑骨干承载网络。诚然，传输技术在可靠性、业务隔离度、稳定性等各方面均具备得天独厚的优势。但随着智慧业务的发展，大量高清视频监控，车路协同以及智能传感器的引入，对交通骨干承载网的提出了新的业务诉求，如需要灵活地进行业务开通，给予业务更加精细化的带交通是最早使用信息化技术的行业之一，但由于交通行业的专业性较强，对安全可靠性要求高、移动性强等特点，在数字转型过程中相比于其他行业面临更多严峻的挑战和难题，例如安全和效率如何平衡、技术和场景如何融合、创新试点和规模复制之间如何转化等等。纵观交通行业信息化几十年发展史，经历了自动化、数字化、智慧化、绿色化四个阶段，每一个阶段的发展，都离不开政策的引领，需求的驱动以及创新技术的支撑。精耕务实，为交通赋智慧文/辛龙超政策引领、需求驱动、技术支撑，交通行业数字化转型全面加速交通数字化转型需要技术和业务深度融合，创新业务价值前言宽保障。尤其是分布式云的出现，需要网络能够跟随算力实现精准的流量调度，能够可编程调度，而传输技术是无法满足这一点的。新华三凭借对行业骨干网业务的理解推动IPRAN技术进一步演进，通过单台设备的统一交换架构，融合支持IPv6+和光层的能力，深度挖掘IPv6+的网络切片，业务感知和智能运维等能力的基础上，融合支持光层的大带宽、低延时、高可靠和硬隔离的能力，更好的服务智慧交通的业务发展，同时也可极大降低建设及运维成本。通过参与众多交通行业云的实践，我们看到当前交通云的建设较以前发生了较大变化：云计算不再是标准的产品和工具，实现基础资源的云化，客户更希望云服务更加场景化、套件化，更加贴合实际业务的定制化需求。例如PaaS平台在向aPaaS演进，基于专属的PaaS平台进行云原生业务的开发。此外，云平台建设不仅是软硬产品的简单集成，更是一套复杂的系统方案，所以在云平台的建设上，客户不仅仅是在选择产品，更是在选择一家具备技术实力，能够长期稳定合作的行业伙伴。我们提出与交通行业客户深度合作，打造专属于客户的私有行业云。截止目前，我们已经服务全国60余个城轨云建设，包括北京、南京、上海等一线城市超大规模城轨云项目。根据IDC发布的中国城轨云基础设施市场分析报告，新华三市场份额已连续三年排名第一。之所以取得这样的成绩，是因为我们将标准的云方案进行了深度的改造，以适配城轨云的特殊需求：针对CCTV业务进行组播数据优化，满足安全生产、内部管理、外部服务在三网隔离前提下实现统一云管，解决AFC系统在客流高峰期承载压力大的问题，满足信号系统上云的安全可靠性需求，兼顾未来新建或改造线路的接入扩容等等。这些改造和适配都需要大量的实践经验，需要对行业标准的深刻理解，用超强的方案定制开发能力去实现。在车路协同场景中，智能网联车辆对于道路交通系统信息反馈的实时性、准确性、连续性的要求大幅提升，传统交通信息技术和系统无法满足这些新的要求。我们联合交通部公路院，搭建一套新的云边协同架构，通过引入高效、高可靠的边缘计算节点提升整个交通信息系统的协同服务能力。在智能交通技术交通运输行业重点实验室的支撑下，公路院与新华三集团组成了联合研究团队，研发了高可靠云边协同系统的架构原型，并在公路交通试验场开展了功能验证与应用示范，该云边协同架构能够实现当边缘设备出现故障及算力不足时，基于云平台调度功能实现边边、云边协同，大幅提升系统的可靠性及稳定性，通过云边之间的资源共享及协同控制，保障车路协同业务的连续性。AI大模型已成为面向未来的战略性技术，数字时代的PC互联网、云计算大数据等技术带来了生产效率的提升，AI只是扮演了脑力辅助角色。而在智能时代，AI大模型将实现脑力生产效率的二次跃升，带来一场生产力和人机交互的革命。然而，通用AI大模型在交通行业落地面临着训练成本高、部署和运维复杂、行业数据安全风险高、行业专属能力差等一系列问题。为此，需要将AI通用大模型进行裁剪，使其能够轻量化低成本部署；同时公有大模型需要私域化部署，让行业专有数据不出域、可用不可见，帮助客户以私有数据训练订制化的人工智能，建设最“放心”的私域大模型；同时，也需要聚焦细分场景，打通垂直应用数据，形成精准、精确、精益的私域垂直特定能力，建设最懂行业的私域大模型，从AI in ALL到AI for ALL。2023年6月，新华三在业界率先发布了百业灵犀私域大模型，致力于为百行百业客户建设行业专注、区域专属、数据专有、价值专享的私域大模型解决方案。在交通行业，我们与机场、公路、地铁多个客户的业务场景进行适配开发，发布了智能客服、安全事件分析、智能运维、运维管理、高速公路绿通违规解释、交通安全事件应急处置建议等多个场景化方案，极大提升了客户生产、运维领域的效率，降低了相关的成本。注重合适性就是要在技术应用上要与行业的实际需求相契合。盲目地跟随科技潮流而投入昂贵的技术并不一定能够创造真正的价值。相反，交通企业应当审慎考虑自身的业务痛点，选择能够解决实际问题的技术方案。这需要深入了解交通生产、运营、运维的各个方面，从而找到真正适合的数字化解决方案。其次，追求务实，不仅仅关注技术的高级程度，更要关注技术的可操作性和实施的可行性。只有在技术创新与实际业务需求相结合的基础上，数字化转型才能够真正取得成果。未来，新华三将持续以不断创新的技术实力，与客户、合作伙伴一道，精耕交通行业需求，推出更多务实、合适的行业解决方案，持续助力大交通行业数字化转型升级！最后，我认为交通行业的数字化转型关键在于将技术与业务深度结合，实现创新和效率的双赢。然而，这并非简单地追求技术的领先地位，更不能被大而全的理念所迷惑。合适和务实已成为交通行业智能化建设的普遍理念。合适和务实成为交通行业智能化建设的普遍理念CONTENTS目录01第一章探索城轨IPRAN骨干承载网新应用第一节 城轨骨干承载网技术演进趋势第二节 IPRAN技术挖掘城轨骨干传输网络新价值0203第二章第一节 背景介绍第二节 智慧城轨无线业务类型第三节 智慧城轨无线通信系统现状第四节 智慧城轨无线通信系统发展趋势智慧城轨无线通信系统发展趋势 07070809第三章第一节 背景介绍第二节 城市轨道交通5G专网通信场景及应用需求第三节 运营商垂直行业5G专网组网方案第四节 地铁5G专网发展现状城市轨道交通5G专网通信应用探讨12131317第四章第一节 城轨智能运维需求第二节 Wi-Fi与IoT技术结合改变传统管理手段第三节 复用PIS系统轨旁AP实现轨行区的双网覆盖第四节 基于Wi-Fi+IoT的运维体系实现全流程自动化、智能化Wi-Fi与IoT创新融合，构建城轨智能运维体系19192021第六章第一节 IaaS底座，让创新与可靠合二为一第二节 推动“云数智”融合，以DaaS平台激活数据价值第三节 以业务逻辑为导向，加速云原生理念落地第四节 从安全、运维到运营，与城轨云变革相伴而行扎实基础，创新延续：新华三如何定义下一代城轨云？29313133第八章第一节 城轨边缘数字底座的概念和特点第二节 城轨边缘数字底座的构建第三节 城轨边缘数字底座场景化应用探索与实践构建城轨边缘数字底座解决方案404147第五章第一节 TSN技术简介第二节 TSN在城轨的应用TSN在城轨行业的应用展望2325第七章第一节 主备同构，一云统管城轨云“和而不同”的发展之道34第二节 跨网异构，分散风险第三节 综合运管，全局统览3638第十章基于云平台的城轨信号系统建设探索与思考第一节 城市轨道交通信号系统智能化发展趋势第二节 新华三助力城轨信号系统安全云平台的探索与思考第三节 城轨信号系统安全云平台的优势616263第十一章城轨云安全体系建设研究第一节 城轨行业的网络安全问题第二节 城轨云安全体系技术全景研究第三节 未来城轨安全技术研究656674第十二章城市轨道交通云平台安全资源池最优方案探讨第一节 总体需求第二节 城轨云安全资源池最优方案探讨7578第十三章城轨云平台商用密码应用安全性评估及建设第一节 背景介绍第二节 城轨云平台密码应用需求第三节 密码应用技术方案第四节 密码应用安全性评估87899092第十四章城轨数据中心液冷技术发展浅析第一节 液冷技术发展背景第二节 液冷技术介绍第三节 新华三液冷解决方案949699第九章第一节 容灾技术规范和标准第二节 容灾需求分析第三节 技术路线分析495153城市轨道交通云容灾技术分析云城轨 智行远02智慧高速如何“智慧”？第一节 智慧高速概述第二节 智慧高速发展历程第三节 智慧高速建设模式第四节 智慧高速整体建设思路107107108109第二节 大模型私域落地需要关注什么第三节 高速行业AIGC场景落地的思考第四节 高速行业AIGC场景落地进度规划第五节 新华三AIGC能力框架138139143144云协路网 智行未来03云上机场 数智启航第十六章第一节 传统网络不足以支撑车路协同全面建设第二节 基于IPv6的解决方案第三节 SRv6 Policy：让数据在高速公路网络中“自动驾驶”基于SRv6的高速公路“自动驾驶”网络113114115第十七章第一节 从个性到共性，当前高速公路路段接入网技术路线应用分析第二节 迈向智慧高速，路段接入网建设需求发生转变第三节 基于“IPv6+”技术底座，IPRAN2.0推动高速公路路段接入网络变革IPRAN2.0在高速公路路段接入网的应用探讨118118120第十八章第一节 基于新华三IPRAN2.0，重构武汉绕城高速公路通信网第二节 构筑坚实网络底座，推动智慧高速高质量发展新华三IPRAN2.0让武汉绕城高速通信网“随需而变”123126第十九章第一节 “新技术”+“老场景”，智慧收费站开辟新路径第二节 站级云化智能底座是收费站标准化的核心第三节 站级云化智能底座的价值依托站级云化智能底座推进收费站标准化128129131第二十章第一节 高速公路收费系统安全能力现状分析及建议 第二节 高速公路安全能力提升思路高速公路收费系统安全能力提升的思考133135第二十一章第一节 AIGC的发展背景及私域建设的必要性关于高速行业如何用好AIGC的思考137第二十二章第一节 零碳服务区建设背景第二节 零碳服务区解决方案第三节 零碳服务区建设优势145145148零碳智慧服务区建设方案第二十三章第一节 公路基础设施全生命周期管理的概念与方法第二节 公路基础设施全生命周期管理的不同阶段第三节 存在的问题及相关建议第四节 公路基础设施全生命周期数字化管理解决方案第五节 公路基础设施全生命周期管理的意义对公路基础设施全生命周期管理的思考149149150151153第二十四章第一节 标准规范建设体系第二节 数字化路网事件管理系统总体架构第三节 数字化路网事件管理业务流程第四节 数字化路网事件管理系统功能设计第五节 数字化路网事件管理的意义数字化路网事件管理系统建设思路154156156157159第二十五章第一节 对机场云的思考与理解第二节 机场云建设解读第三节 新华三机场云解决方案优势第四节 某国际机场云平台实践161162165166机场上云、用云、云数融合思考与实践第二十六章构筑机场集团“一朵云”，打造一云统管、资源共享、统一高效的数字底座第一节 机场集团“一朵云”建设分析第二节 新华三机场集团“一朵云”解决方案第三节 广东机场集团“一朵云”案例实践168169171第二十七章聚、治、融、享，高可信数据中台助力智慧机场建设第一节 数据中台是机场突破数据瓶颈迈向智慧型机场的关键第二节 聚焦“聚、治、融、享”，打造高可信数据中台体系172173第二十八章第十五章四大集约化助力绿智城轨发展第一节 业务集约化第二节 数据集约化第三节 平台集约化第四节 组织集约化102103104105机场AIGC应用场景探讨第一节 AIGC正在成为数字科技的新变量第二节 AIGC+机场：探索智慧机场发展的新方向第三节 聚力同行，新华三以科技力量助力机场行业AIGC建设大放异彩177178183第二十九章“智慧墙”打造新一代机场飞行区周界安全防护系统第一节 传统周界安全防护技术流派对比及适用场景分析第二节 新一代周界安全防护技术引领行业发展第三节 新华三“智慧墙”新一代周界安全防护解决方案第四节 机场智慧墙项目实践184185186188第三十章机场物联网解决方案及案例实践第一节 传统机场物联网建设模式分析第二节 新华三机场物联网解决方案第三节 杭州萧山国际机场物联网案例实践189190193第三十一章04浅谈双碳背景下智慧绿色港口建设之路第一节 双碳背景第二节 如何降低港口碳排放第三节 建设智慧绿色港口的关键技术和应用浅析人工智能在港口安全应急的应用第一节 当前港口应急遇到的痛点第二节 人工智能助力打造港口智慧安全立体防护网第三节 人工智能在港口安全应急场景中的应用价值数智赋能航道 安全与效率齐升第一节 智慧航道概述第二节 新华三智慧航道解决方案第一节 铁路综合视频一体化云平台解决方案第二节 方案价值京广高铁（武汉）综合视频一体化云平台第一节 当前港口发展现状第二节 智港口的建设目标及整体框架第三节 新型数字化技术在港口的应用237238 240241242新型数字化技术在智慧港口的应用浅析云端列车 智通四海05云港联动 智慧领航AIGC时代，核心算力基础GPU技术与应用场景解读第一节 GPU需求背景第二节 GPU计算技术详解AIGC在交通规划领域的应用探讨第一节 AIGC概述第二节 交通规划领域的“老大难”问题第三节 用AIGC预测城际出行交通方式第一节 IPRAN的前世今生第二节 IPRAN技术演进第三节 主流无线承载网技术对比248249251255255258260262277277284285286270271274全新视角下的IPRAN06行业探索智能网络解决方案打造融合可信、畅通无阻的机场信息化“跑道”第一节 SDN：软件定义，融合统一第二节 SRv6：极简部署，灵活编排第三节 网络分片：带宽保障，一网多用196198200第三十二章行业专属路由器助力智慧空管建设第一节 安全与创新之间需要平衡点第二节 空管特性业务IP化分析第三节 新华三空管特性专用路由器，助力空管业务IP化转型 第四节 空管智慧化业务新方向探讨确定性网络技术202203206208第三十三章第一节 铁路5G承载网络技术分析第二节 数据通信网与5G-R承载网络融合部署探索探索铁路下一代承载网发展趋势212218第三十四章第一节 现状分析第二节 综合视频监控系统建设目标第三节 综合视频监控管理节点关键技术应用铁路综合视频监控新标准实践分析222223224第三十五章第一节 拥抱数字化，引领六大核心业务系统加速上云第二节 链接未来，为智慧高铁升级进化构建扎实底座从“中国智慧”到“中国速度”，以云服务助力雅万高铁数智求变235236第三十六章第三十九章第四十章第四十一章第四十二章第四十三章第四十四章第三十七章第三十八章探索城轨IPRAN骨干承载网新应用文/刘杰当前城轨行业通信系统骨干承载网建设主要以MS-OTN或PTN/SPN两大技术路线为主，但随着城轨业务系统的不断演进及业务数据模型的不断变化，传统传输技术体系在应用中也显现出一些弊端。从业务维度审视，当前城轨行业的业务系统基本已经全部完成了IP化演进，当前城轨骨干承载网基本不再需要传统的E1接口和TDM数据的承载能力。传统的传输技术方案均保留了TDM业务的承载能力，从而导致设备成本较高。从技术维度审视，传输技术封闭性较强，兼容异构能力低，业务编排与规划基本以手工方式为主，缺乏自动化编排和部署的能力。在后期运维阶段缺乏智能化的运维手段，对运维人员的专业技能要求较高。从市场维度审视，由于技术的封闭性导致城轨行业传输市场完全被少数厂商垄断。由于传输系统无兼容异构能力，各家厂商设备均不支持异构组网，极易导致最终用户被设备厂商绑定，大大降低了最终用户的议价能力，投资成本往往居高不下。一、城轨骨干承载网技术演进趋势各省、自治区、直辖市通信管理局，各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团工业和信息化主管部门、党委网信办、发展改革委、教育厅（教委、局）、交通运输厅（委、局）、能源局，人民银行上海总部、各分行，有关中央企业、中央金融企业、工业和信息化部直属高校；按照中央网络安全和信息化委员会办公室 国家发展和改革委员会 工业和信息化部关于加快推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署和应用工作的通知（中网办发文202115号）要求，为加快推进IPv6技术演进和应用创新发展，推进数字中国建设，现提出以下意见。工业和信息化部等八部门关于推进IPv6技术演进和应用创新发展的实施意见国家发展和改革委员会；工业和信息化部；交通运输部；人民银行；国务院国有资产监督管理委员会；国家能源局；教育部；国家互联网信息办公室发文机关：工业和信息化部网站来 源：意见公文种类：工信部联通信202345号工业和信息化部等八部门关于推进IPv6技术演进和应用创新发展的实施意见标 题：工信部联通信202345号发文字号：工业、交通信息产业（含电信）主题分类：2023年04月20日成文日期：第一章 探索城轨IPRAN骨干承载网新应用0201云城轨，智行远探索城轨IPRAN骨干承载网新应用 智慧城轨无线通信系统发展趋势 城市轨道交通5G专网通信应用探讨 Wi-Fi与IoT创新融合，构建城轨智能运维体系TSN在城轨行业的应用展望扎实基础，创新延续：新华三如何定义下一代城轨云？城轨云“和而不同”的发展之道构建城轨边缘数字底座解决方案 城市轨道交通云容灾技术分析 基于云平台的城轨信号系统建设探索与思考 城轨云安全体系建设研究 城市轨道交通云平台安全资源池最优方案探讨 城轨云平台商用密码应用安全性评估及建设 城轨数据中心液冷技术发展浅析四大集约化助力绿智城轨发展 第01章第02章第03章第04章第05章第06章第07章第08章第09章第10章第11章第12章第13章第14章第15章0207121923293439496065758794102云城轨，智行远012023年4月工信部发布工业和信息化部等八部门关于推进IPv6技术演进和应用创新发展的实施意见。文件中明确指出“要求政务、金融、能源、交通、教育、制造等行业和领域，在IPv6规模部署基础上实现IPv6+技术的广泛应用”。“IPv6+”即指在IPv6网络的基础上引入分段路由（SRv6）、网络切片、随流检测、应用感知网络（APN）和网络智能化等新型技术。交通行业作为IPv6+落地的重点行业，网络的智慧化转型需求迫切。二、IPRAN技术挖掘城轨骨干传输网络新价值城轨云已经成为当前智慧城轨建设标配，云化建设模式下的云网联动、云边协同催生了算力自动化调度的需求。业务系统已经全面拥抱IP化，需要一种更贴近IP化技术的承载方案。同时现阶段城轨骨干承载网建设也越来越看重技术的开放性、不同厂商间的设备异构兼容能力。具有更强开放性的技术方案将可引入更多的厂商共同构建良性的市场竞争环境，让客户有更多的选择和更强的议价能力。基于上述需求，城轨IPRAN骨干网承载方案应运而生。IPRAN方案目前还未规模应用于城轨行业，但IPRAN技术本身已经非常成熟，被运营商行业应用多年，是标准的无线回传骨干网方案，其业务承载能力、网络可靠性、网络保护能力、自动化编排能力指标均可满足城轨业务的承载需求。1.IP+光提供超宽业务承载能力城轨IPRAN骨干承载网方案可支持灰光、采光两种承载能力。对于城轨传统业务，数据流向为车站-车站、车站-控制中心，站间数据交互较多，更适宜用灰光承载。而随着城轨智慧化发展，越来越多的智慧业务未来都会引入到城轨行业，这些智慧类业务往往会围绕5G、AI、大模型等新技术构建。此类业务数据量较大，对骨干承载网的传输能力需求大幅提高。IPRAN方案的彩光承载能力通过DWDM密集波分复用技术，可在单根光纤中可同时传送多达80个100G波道，在不增加光纤资源的前提下近乎无限制的提升网络带宽。CCTV电话增强型IPRAN增强型IPRAN增强型IPRAN现网骨干网OTN增强型IPRAN时钟PIS智慧列车运行智慧乘客服务智慧企业管理IPRAN传输网40-100G灰光承载传统业务智慧业务采光一跳直达IPRAN传输网40-100GXOCC城轨云2.FlexE技术实现业务物理隔离城轨骨干承载网承载业务系统众多，各业务系统间均要求具备一定的隔离度，以避免不同业务数据抢占传输通道。城轨IPRAN承载网方案引入了FlexE技术，在以太网基础上通过时隙交叉技术和端口捆绑技术提供低成本、可动态配置的电信级接口。既保留了以太网技术的低成本、高可靠、灵活运维的优势，还具备了多粒度速率灵活可变、业务间硬隔离等特性。当前城轨行业主流骨干承载网带宽为100Gbps，通过FlexE技术可以实现在骨干传输通道中切分出最小为10Mbps颗粒度的刚性传输通道，保障业务数据互相隔离，同时也满足了城轨场景小带宽业务的承载需求，提高整体带宽利用率。150G FlexE Group50GE50GE50GE50GE50GE50GE10个时隙150G FlexEGroup时隙带宽为5GFlexE物理接口FlexE业务接口12个时隙7个时隙3个时隙10个时隙10个时隙50GE50GE50GE60GE35GE15GE3.SDN引入智能化的业务编排和运维能力IPRAN方案基于以太网技术，支持引入SDN的能力实现业务、流量的自动化编排。基于SDN控制器可以支持更细粒度的运维能力，传统传输体系主要关注链路的质量，而基于以太网的IPRAN方案则在关注链路质量的同时还可以实时反应业务的传送情况，通过iFIT技术可跟随业务的报文对网络质量进行实时监测，可以反映出网络的真实丢包率和时延等性能参数。通过SDN的引入不但大大降低了业务规划的工作量，还从多维度为运维人员提供了更多的网络状态信息，更有利于保障网络的可靠性和稳定性。4.基于SRv6的完善保护机制保障网络可靠性城轨行业对网络稳定性、可靠性要求极高，在骨干承载网建设时要求具备完善的网络保护机制，一旦出现网络的故障则要求在极短的时间内完成保护链路的倒切，避免出现业务的中断。传统的IP化网络在出现网络故障时均需要进行路由收敛计算，一旦涉及到计算过程则第一章 探索城轨IPRAN骨干承载网新应用0403第一章 探索城轨IPRAN骨干承载网新应用云城轨，智行远结语未来的城市轨道交通一定是“云智原生”的，各个业务系统基于云生出智慧。城轨系统内的云、边、端纵向交互和业务系统间的横向交互纷繁复杂，业务的快速迭代，数据流量模型的不断变化，要求骨干承载网也能够灵活敏捷的满足业务承载需求。基于SRv6、FlexE等技术的IPRAN骨干承载网堪称专为业务快速变化的场景打造，同时基于iFIT等智能化的检测技术也可以提升运维的智慧化水平，在成本方面得益于技术的开放性最大限度降低了客户的投资规模，更加智能、更加灵活、更加开放的IPRAN骨干承载方案应用将是轨道交通行业发展的必然趋势。承载网技术演进|IPRAN成交通行业最佳选择5.IPRAN方案相比传统传输方案投资规模降低40%现有传输体系技术方案的技术封闭性较高，不具备兼容异构的能力，极容易形成用户与设备生产厂商的绑定关系，也因此导致了传输网络建设的成本居高不下。反观IPRAN方案，由于其基于以太网为底层技术，开放性非常强，市场竞争积极而和谐。良性的市场竞争也推动了解决方案，提供商不断优化方案，为客户提供更具性价比的解决方案。再加之IPRAN方案引入的SDN能力从业务规划和网络运维层面，全面提升了城轨骨干承载网的智慧化水平，从运维层面也实现了降本增效。流量会快速切换到备份路径继续转发，从而最大程度上避免流量的丢失。TI-LFA会预先计算出备份路径，某处链路或节点发生故障时，通过SID列表显式指定备份路径，将流量快速切换到备份路径继续转发。完全不需要在链路故障时进行路由的计算，所以IPRAN方案的链路倒切时延并并不受链路节点数数量影响。中国信通院测试报告中显示可在20ms内完成故障链路的倒切。收敛时间就会受链路节点数量影响，往往节点越多，则链路倒切时间越长。IPRAN方案底层基于SRv6技术，通过TI-LFA可支持任意拓扑的链路和节点保护，当某处链路或节点故障时，第一章 探索城轨IPRAN骨干承载网新应用0605第一章 探索城轨IPRAN骨干承载网新应用1、按照如上测试拓扑搭建测试环境，配置相应IP地址及ICP协议，实现路由互通2、创建VPN实例，配置SRv6 SID相关参数，配置IGP协议发布Locator3、DUT1、DUT4作为L3VPN PE配置MP-IBGP邻居，与测试仪相连的端口绑定VPN。仪表A、B口模拟CE，接入VPN。配置链路COST使DUT1上不能形成到DUT4路由的FRR，R-LFA。使能IGP TI-LFA4、查看MP-IBGP邻居状态，查看路由备份情况。测试仪A、B互发流量。有预期结果15、模拟故障，观察流量，有预期结果21、步骤4中，邻居状态已建立，有备份路由，流量无丢包2、步骤5中，切换后流量无丢包。记录收敛时间符合预期，通过收敛时间：16.41ms测试拓扑AB测试步骤预测结果测试结果数据网络测试仪DUT1DUT4DUT2DUT3主流技术应用困境演进趋势新兴技术应用价值未来发展政策驱动IPv6+降低TCO智能运维兼容异构IP+光大带宽降本40%支持SDNIPRAN生态友好SRv6高可靠云智原生大模型数据传输灵活进化智能开放FlexE安全隔离投资成本高技术门槛高PTN/SPNMS-OTN市场封闭云城轨，智行远智慧城轨无线通信系统发展趋势文/李婧伴随着中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要和中国城市轨道交通绿色城轨发展行动方案的发布，城市轨道交通行业各类智慧化、绿色化的应用进入快速发展阶段，对于无线通信网络的需求越来越高。本文分析了智慧城轨无线业务需求、无线通信系统发展现状，旨在从不同角度探索智慧城轨无线通信发展趋势，助力智慧城轨高质量发展。一、背景介绍中国城市轨道交通协会在2020年3月印发中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要，纲要明确提出了智慧城轨的定义：应用云计算、大数据、物联网、人工智能、5G、卫星通信、区块链等新兴信息技术，全面感知、深度互联和智能融合乘客、设施、设备、环境等实体信息，经自主进化，创新服务、运营、建设管理模式，构建安全、便捷、高效、绿色、经济的新一代中国式智慧型城市轨道交通。智慧城轨是利用新兴信息技术集成城轨交通各系统和集成各类服务的结晶，是城轨交通领域信息化建设进入新阶段的集中体现，因而信息化建设是智慧城轨建设的核心和基础。无线通信是利用电磁波信号对可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。城市轨道交通的车地无线系统是支持业务系统运行中重要的通信系统，城市轨道交通行业各类智慧化、绿色化的应用进入快速发展阶段，对于无线通信网络的需求越来越高。二、智慧城轨无线业务类型城轨车地无线承载的业务主要包含信号系统和PIS乘客信息系统、IMS视频监控等业务系统。信号系统是列车安全、精准运营的基础，与PIS、IMS等业务系统均为城市轨道交通重要的通信基础设施，其系统性能直接影响到运营的效率和乘客的体验。城轨车地无线系统主要承载的业务类型如下：列车运行控制业务列车运行控制是列车的间隔控制，是以保障行车安全与效率为核心的系统。根据自动运行三、智慧城轨无线通信系统现状截至目前，国内无线通信网络用到的技术包括WLAN、LTE-M、TETRA、物联网IoT、5G等。地铁车地无线通信系统目前所涉及的主要技术有如下几种：的程度，可以分为四个不同的等级GOA1、GOA2、GOA3、GOA4。列车紧急文本下发业务列车紧急文本是指地面PIS服务器传送给车载PIS终端的紧急文本信息。IMS视频监控业务IMS视频监控是指将列车驾驶室、列车车厢的视频监控图像通过无线的方式实时传输到控制中心或地面监控站，进行集中监控。PIS视频业务PIS视频业务是指由地面将视频或图像信息通过组播传输到车厢内播放。WLANWLAN车地无线通信网络采用工作在开放频段，通过公共开放的非授权频段，实现轨道交通的无线覆盖。城市轨道交通无线网络作为有线网络的补充，提供列车与地面的通信。随着Wi-Fi 6技术和产品的成熟，从2020年开始新建线路主要以Wi-Fi 6为主。WLAN方案的组网包括轨旁和车载两部分，PIS系统中基于WLAN的无线通信，由车载AP经过车地通信网络与轨旁AP完成通信，车头车尾的2台车载AP进行冗余，实现主备通信。列车运行状态监测业务列车运行状态监测业务是指列车运行状态实时监测系统，它主要是将传感器采集到的列车关键参数实时传送到地面监测中心，列车运行状态监测业务为周期性数据。第二章 智慧城轨无线通信系统发展趋势0807第二章 智慧城轨无线通信系统发展趋势TETRATETRA数字集群通信系统是欧洲通信标准协会为了满足欧洲各国的专业部门对移动通信的需要而设计、制订的统一标准的开放性系统。地铁无线通信采用800MHz频段的TETRA数字云城轨，智行远四、智慧城轨无线通信系统发展趋势当下，城市轨道交通行业各类智慧化、绿色化的应用进入快速发展阶段，对于无线通信网络的需求越来越高。车地无线支持高速移动、高可靠、低时延、跨线运营，互联互通。集群系统为地铁运营的控制中心人员、车辆段人员，以及车站维护人员提供可靠的语音和数据交换，是重要的通信手段，保障列车的安全行车，提高地铁的整体运输效率以及改善地铁的服务质量，大幅提高地铁运营管理水平。LTELTE是第四代无线移动通信技术，采用更大的载波带宽，并以OFDM与MIMO为基础，致力于降低传输时延、提高传输速率、提升系统带宽容量和增强网络覆盖范围。我国行业专网采用TDD制式，即TD-LTE。TD-LTE行业专网是相对于运营商建设的移动通信公众网络而言的，所谓LTE行业专网即各个行业用户根据自己的使用需求而建设的独立的、私有的TD-LTE制式的无线网络。LTE-M标准是为了满足轨道交通行业综合承载业务需求，在3GPP、B-TrunC等标准基础上为轨道交通行业定制化的行业标准。LTE-M基于TD-LTE制式，在满足CBTC业务数据传输的同时，还支持列车运行状态、集群调度业务等信息的综合承载。5G5G技术具有大带宽、低时延、广连接的特性，可以为城市轨道交通提供所需的无线通信带宽，成为LTE-M系统的有效补充，助力绿色智慧城轨高质量发展。目前中国城市轨道交通协会组织编制的城市轨道交通 5G公专网系列团体标准，提出基于运营商5G公网，利用网络切片技术，提供专属网络能力，承载轨道交通相关数据业务，覆盖轨道交通全场景，实现5G公网专用。物联网IoT现有物联网业务多样化，不同的物联网终端厂家采用不同的物联网协议信号进行数据的交互，实现数据实时采集、人员/设备定位、实时感知预警、资产实时定位等作用。常用的物联网采用2.4G RFID、BLE和UWB、ZigBee等物联网协议。目前的物联网也支持无线控制器管理，WLAN和物联网产品融合管理，统一设备管理平台，简化用户管理难度。根据轨道交通行业业务需求现状和无线通信技术发展趋势，与轨道交通生产安全相关的列车运行控制业务由LTE-M系统承载。目前在建城市轨道交通线路CBTC系统均已采用LTE-M 技术，宽带集群采用LTE-M技术也已经成为发展趋势。城市轨道交通建设和运营正在从单线向互联互通发展，为满足日益增长的跨线和并线运营的要求，不同线路的信号系统需要通过互联互通实现对列车的调度控制。目前轨道交通领域内已有对于铁路信号系统互联互通实现和测试方法、城市轨道交通CBTC系统互联互通实现方法的研究。作为城市轨道交通CBTC系统的业务承载网络，LTE-M系统互联互通是实现CBTC业务互联互通的前提。LTE-M互联互通包括数据业务的互联互通和宽带集群业务的互联互通，相比数据业务互联互通只在轨道交通列车跨线、共线或者延伸线场景中被需要，集群业务互联互通应用要广泛得多，在换乘站、控制中心等都需用到。LTE-M宽带集群互联互通标准是以B-TrunC2.0标准为基础进行深度行业定制，在本地组网的基础上，支持跨核心网的规模化组网，实现统一管理用户数据、支持本地网之间的互通，以及在不同本地网之间漫游等功能，从而为城市轨道交通特定业务提供支撑。1.LTE-M高可靠保证列车运行安全智慧城轨无线业务的需求还有很多：涉及智慧乘客服务的PIS业务、智能列车运行的列车大数据业务、智能运维安全的视频监视业务和检修