文 璐（中铁第一勘察设计院集团有限公司通号处，陕西 西安 710043）

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目前， 随着轨道交通行业技术装备水平及管理水平的持续提升，轨道交通全自动运行标准已经成为轨道交通建设的必然发展方向，陆续在全国多个城轨建设项目中开展研究并落地实施。

相比传统驾驶模式，全自动运行标准可通过提供高效、集成、智能化列控系统更高的安全性和可靠性，显著提升车辆运行效率，提高列车运转速度；也能有效节省设备系统运维投资、优化人力资源配置，降低运维成本。因此，全自动运行标准的落地实施是十分必要的。但是，由于全自动运行系统自动化程度更高， 业务功能大幅增加增强， 对通信传输系统带宽需求、传递速率与时延要求明显更高，对当前轨道交通常用传输系统方案带来很大调挑战。

本文在对全自动运行系统整体方案及各业务系统需求分析的基础上， 针对行业内相对成熟的传输系统方案进行比选分析，提出一种可行的、适用于全自动运行标准的传输系统建设方案。

全自动运行系统（Fully Automatic Operation，简称 FAO）是基于现代计算机、通信、控制和系统集成等技术实现列车运行全过程自动化的新一代城市轨道交通系统。是完全没有司机和乘务人员参与、车辆在控制中心的统一控制下实现全自动运营的建设标准，以无人、自动地实现列车休眠、唤醒、准备、自检、自动运行、停车、开关车门、故障恢复、洗车等作业。

结合EN62290-1的定义，目前轨道交通行业中，主流认为建设标准应不低于 GOA4 级 标准，运营体系应不低于GOA3级标准，这种建设标准下重要业务系统例如信号、通信、综合监控系统功能及设备技术标准相比传统标准线路均有较大提升。

针对前述各主要业务系统功能变化及增强性分析研究，全自动运行标准下针对传输系统技术要求的变化主要体现在以下几个方面：

（1）线网核心层列车调度指挥平台业务需求增加。

全自动运行标准下，综合监控系统与信号ATS系统进行了深度集成，业务功能对于传输通道的稳定性、实时性以及带宽都提出了更高的要求。

（2）视频监视系统带宽增加明显。

全自动运行标准下，视频监视系统前端布置覆盖更多，同时视频并发调用显著增多，同时在考虑视频存储集中存储的设计要求，视频监视系统对于传输带宽的消耗显著提高。

（3）其他远期业务增加需求。

包括城轨云平台、人脸识别、大数据挖掘等新技术的通信传输通道需求。因此，针对各业务系统带宽需求进行统筹分析，一种典型场景下的全自动运行标准线路通信传输带宽需求如表1所示。

由表1不难看出， 典型场景下的业务系统带宽需求已高达33Gbit/s以上；另外，从业务接口类型上看，业务接口基本已经采用以太网接口，传统传输业务平台对IP业务的支持能力有限，考虑未来新技术对IP化的迫切需求，有必要引入其他制式的传输系统解决方案。

根据目前技术发展，轨道交通通信传输技术主要有MSTP（内嵌 RPR）、OTN、PTN、增强型 MSTP 等技术。

4.1 MSTP（内嵌 RPR）技术

MSTP 称为多业务传送平台， 是基于SDH 的多业务传送平台实现技术。 目前 MSTP 技术已经发展到第三代即 MSTP（内嵌 RPR），既能保证目前大量的 TDM 业务对传输性能的要求，同时融合了 RPR 技术对以太网数据业务高效、动 态 的 处理功能，将不同业务最适合的承载方式集于一体。

4.2 PTN 技术

PTN（分组传送网）是基于分组的新一代多业务统一传送技术，是 IP/MPLS、以太网和传送网三种技术相结合的产物，不仅能较好地承载电信级以太网（CE）业务，而且兼顾传统的TDM、ATM 等业务。 PTN 是随着运营商全业务IP化的迫切需求，近两年才发展起来的新兴技术，但 PTN 网络在轨道交通应用的可靠性、价格等方面的因素还有待进一步考证。

4.3 OTN 技术

OTN 光传送网技术是以波分复用技术为基础、 在光层组织网络的传送网，可广泛应用于骨干核心层、城域核心层、城域汇聚层、城域边缘接入层、以及 DCI 互联。

OTN 跨越了传统的电域（数字传送）和光域（模拟传送），是管理电域和光域的统一标准。 OTN 处理的基本对象是波长级业务，它将传送网推进到真正的多波长光网络阶段。 由于结合了光域和电域处理的优势，OTN 可以提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护，是传送宽带大颗粒业务的最优技术。

4.4 增强型 MSTP 技术

增强型 MSTP 综合传输平台是在现有的MSTP 基础上发展而来的，是一种增强型的MSTP技术。增强型MSTP统一传输平台是对现有的 MSTP技术进行改进，升级为具有MSTP与分组交换双平面功能的技术方案。

根据专用通信传输系统 IP 业务为主多业务接入的发展趋势，增强型 MSTP 综合传输平台可以实现 TDM 业务和分组业务的分平面 传送，保留了MSTP固有的TDM交叉能力，继 续 满足话音业务的需求，同时又能满足不断增加的IP业务需求。

4.5 系统方案比选

从上述比选分析可以看出，MSTP（内嵌 RPR）多业务平台虽然可支持包括 TDM 业务、数据业务、视频、各种虚拟专线业务等，但其对 IP 业务的支持能力较弱，对于全自动运行标准下的业务类型匹配较差；PTN 技术是随着运营商全业务 IP 化的迫切需求，发展起来的新兴技术，但 PTN 对 TDM 关键业务的支持能力较弱，轨道交通行业中专用电话系统等 TDM 业务需求难以满足；增强型 MSTP 技术相比原 MSTP 方案中引入分组交换技术，较 MSTP 对数据业务的支持有了很大的提升，但是线路带宽最大只有 40Gbit/s，难以满足全自动运行标准下快速增长的带宽需求和远期业务预留要求；相比之下，OTN 技术不仅接口类型完善，支持多业务接入，满足业务差异化 QoS

的需求，且支持带宽容量极高，当前已有多个国内厂家实现了OTN 设备的研发和生产能力，产品价格逐步降低，轨道交通行业用户日益增多，因此，本研究推荐全自动运行标准线路采用OTN 技术作为传输网的组网承载方案。

在工程实施组网方案方面，结合现行业务需求分析，推荐初期选用传输带宽总容量为100Gbps的设备，今后可根据需要升级至更高带宽； 采用SDH平面选用二纤双向复用段保护，OTN 平面采用 SNCP 保护，组网方式采用全线各站点组单个环网，网络有效带宽初期为50Gbps，同时支持PCM低速数据业务。 该方案优点在于网络传输质量和可靠性较高，组网简单，维护难度小，光纤资源占用较少，并具备为今后大数据业务预留带宽升级的条件。 

全自动运行系统列车控制系统作为先进的轨道交通行车控制系统，引导了城市轨道交通的发展趋势，已经代表了未来城市轨道交通技术演进和发展方向。 

通信传输系统作为全自动运行标准线路的骨干神经网络， 联结了轨道交通系统中多个关键业务系统，是线路通畅、自动、智能运行运营的信息高速通道。 因此，采用 OTN 这种高效、成熟稳定、大容量且可扩展性强的光传输组网技术，是十分必要的。