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1、工业以太网交换机在智能交通行业的应用1-智能交通概述智能交通系统(In telligent Transpor tat ion Sys tem,建成ITS )是未来交通系统的发展 方向。它是将先进的信息技术，数据通信传输技术，传感技术，控制技术，视频图像技术和计算机处 理技术等高新技术综合应用于交通运输管理系统，使汽车和道路的功能智能化，实现交通需 求的合理分配和管理，提高运输效率，缓解道路堵塞，保障交通安全和减少环境污染。对智能交通系统的研究，最早可以追溯到20世纪七八十年代，经过几十年的发展，美国， 欧洲和日本成为世界ITS研究的三大基地。澳大利亚，韩国，新加坡，香港等国家和地区的 ITS研
2、究也有相当大的规模，全球正在形成一个新的ITS产业。中国智能交通系统的发展虽 然起步略晚，但近几年发展开始加快，每年智能交通建设投资的增速都超过20%。从区域发 展情况来看，北京，上海，广州等东部沿海和经济发达城市的智能交通建设已经初具规模, 而中西部地区的智能交通系统主要还集中在高速公路收费系统，城市内部的智能交通系统有 待于继续建设和发展。尽管智能交通系统在我国部分城市已开始发挥作用，但目前仍处于起步阶段。随着我国经济 的快速发展和城市化进程的加快，很多城市的交通压力不断加剧,城市的交通拥堵现象严重， 交通事故频发，环境污染问题也日益突出。为了应对诸多的交通问题，在加强城市交通规划 和城市
3、基础设施建设的同时，我国政府已将智能交通系统作为中国未来交通发展的重要方 向。我国智能交通市场前景广阔，具有巨大的发展潜力。2.我国智能交通系统的应用领域智能交通主要的三大应用领域是城市道路，城市轨道和高速公路。目前，我国的智能交通系 统主要是城市道路智能交通和高速公路智能交通两部分。1) 城市道路智能交通系统是通过先进的信息采集技术，数据通信传输技术，传感技术，电 子控制技术和计算机处理技术等技术，把采集到的各种道路交通信息传输到城市交通指挥中 心，信息经过分析和处理后，通过数据通信传输设备传输到各种交通控制设备和交通系统的 各类用户或通过发布设备为道路使用者服务，以实现对城市交通的全方位优
4、化管理与控制， 为各类用户提供全面的交通信息服务。城市道路智能交通系统的主要子系统包括交通信号控 制系统，电子警察系统，智能卡系统。在城市道路智能交通领域，北京，上海和广州走在 我国前列。如：北京的“科技奥运”智能交通应用试点示范工程，上海的世博智能交通系统。2）高速公路智能交通系统是通过先进的信息采集技术，数据通信传输技术，传感技术，电 子控制技术和计算机处理技术等技术实现对高速公路的更加高效，便捷的智能化监控和管 理,提高高速公路的使用效率，降低能源消耗和减少环境污染。高速公路智能交通系统的主 要应用将集中在通信系统，监控系统和收费系统三部分。目前，我国高速公路智能交通系统 年投资额逐年增
5、长，但与发达国家相比，我国的高速公路智能交通系统建设仍处于发展初期。3.智能交通系统的传输系统3.1智能交通系统的传输系统概述智能交通系统由前端采集系统，传输系统和中心管理系统组成。智能交通系统的传输系统是 个单点（指挥中心）对多点（前端现场）的传输结构。数据传输主要有两个传输方向，一 个是由各个前端现场到指挥中心的交通检测数据和违章检测数据;另一个是由指挥中心到各 个前端现场的交通控制信号和交通诱导系统的交通信息信号。交通检测数据主要包括交通流 量，占有率，车速，车型等交通数据，虽然数据占用的带宽不大，但要求实时传输。违章检 测数据包括超速，闯红灯等的违章车辆的视频，图片和相应的违章信息，不
6、要求实时传送。 交通控制信号主要是交通信号控制系统控制中心发往各个前端现场的交通信号灯控制信号， 要求实时传输。交通诱导信号主要是交通诱导系统发布的行车信息，帮助司机安全，高效行 驶，实时性要求不高。根据以上特点，可采用汇聚层（核心层）加接入层的两层网络结构组 建ITS传输网络，实现所有前端现场到交通指挥中心的汇聚。在前端现场，设备之间的距离 较近，可采用双绞线构建百兆以太网。从前端现场到指挥中心的距离较远，且数据量大，可 通过百兆或千兆光纤把前端数据汇聚到指挥中心。3.2可靠的传输系统对智能交通系统的意义作为现代智能交通系统的重要组成部分，传输系统是交通指挥中心与前端子系统之间传递和 交换信
7、息的重要手段，承担着为智能交通子系统提供可靠的传输通道的重要任务。传输系统 中传输的绝大部分信息是与道路，汽车和管理相关的信息，并且涉及语音,视频，数据等多 项业务的传输。如果传输系统的结构，技术及设备选型不当，将对整个系统产生不可忽视的 直接影响。因此为了保障数据的实时，稳定和可靠的传输，建设一个经济高效，稳定可靠的 多业务传输平台，承载包括数据，视频等多种业务，是至关重要的，而工业以太网可以说是 最佳的选择。3.3传输系统需求实用性支持协议开放和标准化。高带宽设计以满足视频，语音和数据业务的可靠传输。支持不同业 务的隔离和优先级的设置。支持多种网络结构，组网方式灵活。具备完善的网管功能。可
8、靠性传输系统是智能交通系统的重要组成部分。系统一旦瘫痪，后果将是难以想象的。因此系统 必须能长时间可靠地，持续地运行。当问题和故障出现时，系统能够针对设备故障、链路故 障进行自我诊断及快速排除，并实时报警。核心和主干设备需要有适当的冗余保护措施。环境适应性能够适应户外恶劣的环境要求，如超常的温湿度范围、震动/抖动、瞬时电压/电流和尘埃等。 此外，在各种机动车辆行驶的道路上，由于机动车辆的行驶会产生一个复杂的电磁场，要求 系统具有较强的抗电磁干扰能力。安全性信息传输应把安全性放在首位。为了保证远程监控的数据安全性，系统需要有全面的网络安 全设置，保障网络的安全可靠性，避免遭到恶意攻击和数据被非法
9、提取、使用的现象出现。可扩展性由于智能交通技术和需求在不断的发展，对传输系统的功能和建设规模，建设质量的要求也 将不断增多，因此，在系统设计上，系统应具备良好的扩展性。易维护性: 系统在设计时应充分考虑其易维护性，以确保系统出现故障时能在最短时间内恢复运行。系 统应具备日志记录，远程维护与管理，故障及时告警等功能，以便日常维护。3.4东土工业以太网交换机的优势1）提供丰富的端选择，支持百兆和千兆以太网，更好地保障图片和视频文件的传输2）支持VLAN功能，可根据需要隔离业务，提高传输效率和保证数据安全3）支持端限速，广播风暴抑制功能，缓解网络堵塞和数据丢包4）支持多种工业以太网新功能，bypas
10、s功能、掉电告警功能等5）网管交换机支持CLI，Telnet, Web，SNMP，RMON等多种网络管理方式，具备网管软件, 可对在网所有设备统一监控管理6）支持环网冗余，环间冗余功能，故障自愈时间小于50ms/20ms/0，确保网络的快速恢复7）支持IP/MAC冲突，电源，端，环告警8）工业级特性，适应严苛的现场应用环境，例如：工作温度：-40一85，存储温度：-40一 85C，相对湿度：5%一95%，无凝露。使得恶劣环境不再对通信网络产生影响，有效降低了 维护成本9）工业四级的电磁兼容抗扰性，适应恶劣的电磁干扰环境10）支持认证，授权，端绑定等功能，确保网络安全性11）支持POE功能，可为
11、远程设备供电12）支持多种安装方式，如卡轨式，机架式，壁挂式4.工业以太网交换机在主要系统中的应用4.1智能交通信号控制系统智能交通信号控制系统是城市道路智能交通系统的一个重要子系统，其主要功能是把相互冲 突的交通流在时间与空间上适当分离，以保证交通安全和充分发挥现有道路的通行能力，使 停车次数、延误时间及环境污染等减至最小。交通信号控制系统一般采用分布式控制系统的 结构，即由中心管理，区域控制及路控制三级组成。如下图所示：中心管理级实现对区域控制和路控制的监视和管理。区域控制级对受控区域进行协调控 制，根据实施采集的交通数据优化系统控制方案。路控制级是由高清摄像头，路信号控 制器，车辆检测器
12、，信号灯等组成，负责收集，处理和传递交通信息，控制路信号灯状态。典型传输网络一通信传输网络在路控制区域，交换机通过百兆以太网电分别与路信号控制机，高清摄像机，诱导显 示设备等终端设备相连。为了满足视频和图片文件的可靠传输，交换机之间通过光纤构建多 个千兆冗余环网。并且每个环上的交换机数量不超过10个，以保证环网的快速自愈。与此同 时，每个环上的两台交换机利用千兆上联光与中心的两台三层核心交换机相连，在满足高 带宽要求的同时，实现设备和链路的备份，提高网络的可靠性。典型传输网络二上述方案是在北京城区的典型应用，路交换机要求支持最少3个千兆光和8个百兆电口， 整个项目需要近千台的传输设备，规模庞大
13、。但对于那些处于智能交通发展起步阶段的中小 城市，此方案采用的技术较先进，成本较高，且需要更多的光纤资源。所以就目前而言，以 下的组网方案更加地普遍：其他业务其他业务J/整个传输网络采用星型结构。路交换机通过百兆电分别与终端设备相连，包括路信号 控制机，摄像机，诱导显示设备等，同时通过千/百兆光纤把各路信息汇聚到核心交换机, 然后传输到指挥中心。推荐产品路交换机：SICOM3O16B卡轨式交换机，支持4个千兆组合和16个百兆电口KIEN7009卡轨式交换机，支持1个百兆光和7个百兆电口SICOM3306卡轨式交换机，支持1个千兆光电可选接和6个百兆电口SICOM3005卡轨式交换机，支持2个百
14、兆光口，3个百兆电和4个RS232/RS485串，可 直接与串设备相连。汇聚交换机：SICOM6O28GP三层机架式交换机，支持28个全千兆接口SICOM3O24P机架式交换机，支持4个千兆光电可选接和24个百兆光电可选接口4.2电子警察系统随着经济的不断发展，城市人和机动车数量迅猛增长，交通事故的发生率和交通事故 伤亡人员数量惊人，尤以在交叉路闯红灯造成的事故所占比例最大。电子警察系统采用了 先进的车辆检测，图像处理，通信传输等技术，具有自动拍摄违章车，图像远程传输，车牌 识别，统计，分析和违章处罚等一系列功能。电子警察系统的应用，实现了对城市道路全天 候，大范围，智能化的管理，为有效地杜绝
15、和减少机动车闯红灯等违法行为起到了积极作用。电子警察系统由前端路，传输网络和中心管理系统组成。前端路负责对经过路的 违章车辆进行抓拍，获得车辆图像，记录下车辆经过的时间、车牌号、方向等数据，并全部 汇入网络传输系统，传输至中心管理平台。传输网络负责将路单元采集的数据和图像传输 至监控中心。中心管理系统主要实现对前端设备的远程管理和监控，对抓拍图像和数据的处 理，图片和视频的集中存储，图片视频的关联以及违章车辆的处罚等工作。典型传输网络一电子警察系统的建设思想是以路单个方向作为最小的建设单元。各方向设备通过网络汇 聚，每个路设置一个总出与中心互联。路单元通常由高清摄像机，补光灯，电子警察 业务处理机，红绿灯信号检测器，车检器，地感线圈，传输设备，UPS电源及其它设备组成。 在路的四个交通方向上分别设置一台交换机，在与路摄像机和业务处理机等设备相连的 同时，采用光纤分别将四个方向的交换机组成光纤环网，再经由某一台纤传输至监控中心。 因此，其中一个路至少需要四台交换机，其中三台交换机需要两个光口，一台交换机需要 三个光口。典型传输网络二在间距较窄的小型路口，可将四个方向上的信号灯控制、环境监控数据及视频数据在一个交 换机上汇聚后通过光纤传输至监控中心。推荐产品路交换机：SICOM3OOO卡轨式交换机，支持2个百兆光和6个百兆电口SICOM3OO9A卡轨式交换机，支持
