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轨道交通ISCS综合监控系统解决方案

解决方案概览

MRD™子午线®为轨道交通ISCS(综合监控系统)提供高可靠双网冗余网络 + 三级安全防护 + 分布式光纤传感的一体化解决方案。我们聚焦ISCS场景的三大核心需求:A/B双网绝对可靠、跨子系统安全隔离、关键设备状态感知。

行业挑战

ISCS系统整合了电力、环境、消防、信号等多个子系统,其网络直接关系行车安全和运营调度。

  • 业务绝对不可中断

    A/B双网独立,任一网络故障业务无感
  • 多子系统安全隔离

    防止子系统间风险扩散,需区域隔离+深度包检测
  • 关键设备状态不可知

    隧道环境、蓄电池柜等需要连续温度监测
  • 车站环境恶劣

    设备需抗振动、防尘、适应宽温
行业挑战

MRD™子午线®解决方案矩阵

ISCS系统普遍采用A/B双网独立并行架构,我们提供两套方案适配不同可靠性等级。

1. MRD™子午线® ISCS双网冗余方案详解

ISCS系统普遍采用A/B双网独立并行架构,我们提供两套方案适配不同可靠性等级。

方案一:经典双冗余环网方案(成熟、高性价比)

适用场景:标准车站ISCS系统、既有线路改造。

网络方案现状:单环双节点和双环双节点

核心能力:

每个车站部署两个独立的冗余环网(A网和B网)

每个环网自愈时间 ≤50ms

终端设备及服务器双网口分别接入A网和B网

ISCS各子系统(如BAS、FAS)通过前端卡轨交换机分别接入两个环网

设备采用高MTBF、高Lifetime工业交换机

典型应用:武汉二号线、合肥一号线、福州一号线、上海十号线

综合监控典型组网1—武汉二号线ISCS

综合监控典型组网2—合肥一号线ISCS
综合监控典型组网2—合肥一号线ISCS

综合监控典型组网3—福州一号线ISCS
综合监控典型组网3—福州一号线ISCS

综合监控典型组网4—上海十号线ISCS
综合监控典型组网4—上海十号线ISCS

综合监控 整体解决方案

方案二:下一代HSR/PRP零丢包冗余方案(极致可靠)

适用场景:全自动运行线路(GoA3/4)、对零中断有强制要求的核心线路。

该方案基于国际电工委员会(IEC)颁布的 IEC62439-3 标准:

HSR(高可靠性无缝冗余,IEC62439-3-5):双发选收,零丢包,零切换

PRP(并行冗余协议,IEC62439-3-4):双网硬件级并行冗余

核心能力①:HSR——零毫秒切换

传统双网:靠软件检测心跳、切换,存在几十毫秒中断。

MRD™子午线® HSR方案:双发选收机制——数据包沿环的两个方向同时发送,接收端选择先到达的包。故障时无任何丢包,切换时间为0毫秒。

HSR高可靠性无缝冗余骨干网络

核心能力②:PRP——双网硬件级冗余

每个节点(如一台PLC)同时连接两个独立且物理隔离的网络(A网和B网),节点在双网上有相同的IP和MAC地址,同时向双网发送相同数据。A/B网任意一个完全失效,业务零影响。

核心能力③:HSR+PRP混合组网

HSR+PRP单IP零毫秒冗余网络

HSR+PRP单IP零毫秒冗余网络

可在骨干层采用HSR环网,接入层采用PRP,实现从终端到骨干的全程零中断。

更近一步:可将目前靠软件实现的A/B网切换,下沉到硬件层完成,释放CPU资源。

对客户的价值

满足全自动运行线路对网络零中断的严苛要求,为未来GoA4级无人驾驶做好准备。

2. MRD™子午线® 三级安全防护模块

ISCS系统面临网络结构风险、系统漏洞风险、协议风险三大安全挑战。传统IT防火墙无法识别工控协议,防病毒软件常影响系统稳定性。为此,MRD™子午线®推出专为ISCS设计的三级安全防护模块,以车站为单位进行隔离和防护。

防护层级核心功能技术实现
智能防护只允许特定格式数据通过;对所有接入ISCS系统的数据流进行控制防护数据包格式、关键位、流向深度查询与控制
审计检测非法接入监测;网络行为审计实时检测异常接入,记录全网络访问日志
主机防护拒绝病毒/木马;拒绝非授权USB接入;拒绝非授权进程;拒绝非授权网络访问终端白名单机制,USB端口管控
数据隔离单向传输特性,保证数据包单向通过且没有任何反馈;阻止重要数据外泄单向网闸技术,物理级数据二极管

安全模块产品形态

我们提供两种部署方式,灵活适配不同安全等级需求:

嵌入式安全板卡:可插入TNM6000/TNM4000模块化交换机,无需单独设备,简化架构。

独立安全网关:适用于高安全等级区域。

核心技术特征:

状态包检测防火墙:支持IP和MAC地址过滤

二层网桥模式:没有IP地址,对现有网络零影响,非常安全可靠

协议级深度内容检查:支持 Modbus/TCP、OPC、Ethernet/IP 等工控协议

简单的部署和管理:模块化板卡,即插即用

对客户的价值

一套方案同时解决网络安全分区、工控协议识别、主机加固、数据单向隔离四大难题,满足等保2.0对轨道交通关键信息基础设施的要求。

3. 分布式光纤测温(DTS)—— ISCS的“温度神经”

MRD™子午线®与德国AP Sensing(原安捷伦科技核心技术传承者)深度合作,提供分布式光纤测温(DTS) 系统,作为ISCS在隧道火灾监测、蓄电池组热失控预警场景的关键感知层。

N4000系列线性光纤传感监控设备

特性技术指标对ISCS的价值
测量距离2/4/8/20/30/40/50km可选覆盖长隧道区间
采样间隔<4km时0.15m;>4km时0.25m亚米级定位火点
温度精度标准偏差 ±0.6℃精准预警热失控
测量模式单端 或 双端(光缆冗余)光缆断裂仍可继续监测
温度范围-250℃ 至 +750℃同时适应低温环境与高温火灾
技术原理拉曼散射 + 光时域反射(OTDR)连续无死角的温度测量
消防认证EN54-22 / UL521 / ULC-S530 / FM / KFI全球最全消防认证,全球安装超2000台
开放接口支持 Modbus协议、SCPI编程指令无缝接入ISCS系统

两大核心应用场景

场景①

隧道火灾监测

  • 快速可靠的火灾报警,并监测火势大小和发展方向
  • 开放的接口(LAN/Modbus),易于集成至ISCS
  • 光缆冗余设置:即使光缆断裂,仍能实现全面监测
  • 采用通过IEC600331-25认证的传感光缆
场景②

蓄电池组热失控监测

  • 充放电基准数据建模,识别异常充放电
  • 精确判断每个模组的温度状态
  • 周期性充电异常监测,提前预警热失控
  • 可同时监测多个蓄电池柜

系统软件功能

分布式温度监测资产可视化(温度叠加GIS地图)多级报警管理中央数据库与历史数据查询分析与报告生成

对客户的价值

一套光纤同时解决隧道火灾预警和蓄电池健康监测,无源、抗电磁干扰、覆盖数公里,是ISCS在“感知层”的差异化利器。

标杆案例

标杆案例

典型应用线路

  • 标杆线路:

    武汉二号线、合肥一号线、福州一号线、上海十号线等线路已采用MRD™子午线® ISCS双网冗余方案。

  • 方案特点:

    经典双冗余环网,A/B独立双网,各自自愈时间≤50ms,验证了综合监控场景下的长期稳定运行。

核心产品

TNM6000核心工业交换机

TNM6000核心工业交换机

最大支持80个千兆端口+8个万兆端口 可支持PoE供电,支持IEEE 802.3af、 802.3at标准 可支持任意两个端口组成自愈环网,并支持多个独立的自愈环 通过在第2层QoS功能中提供速率限制和流量整形,可在以太网服务中提供分级的带

查看产品
产品关键能力分类说明
TNM6000核心工业交换机最大支持80个千兆端口+8个万兆端口 可支持PoE供电,支持IEEE 802.3af、 802.3at标准 可支持任意两…eth-l3-mgt详见产品详情

MRD™子午线®产品可靠性设计基因

任何方案都建立在对产品底层的极致追求之上。我们公开以下设计细节,接受最严苛的工程师审视:

  • MTBF(平均无故障时间)

    基于SR-332算法进行器件级应力预测,整机MTBF超百万小时。
  • 寿命(使用寿命)

    不仅看器件标称,更基于最低工作参数@工作温度下的电解电容容值衰减瓶颈进行实测估算。
产品对比
散热
防腐
PCB
网络隔离
电源
软件健壮性
我司产品
吸风设计(风量更均匀)
导电氧化(保证接地导通)
沉金工艺(防氧化、耐插拔)
单口独立变压器(故障隔离更彻底)
供电隔离(抗浪涌、防串扰)
周期性内存检查(防止内存泄漏积累)
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VS
市面上其他产品
吹风设计
喷漆
镀锡
多口集成变压器
非隔离

为什么选择MRD™子午线®

  • 双网+安全+感知一体化
    双网+安全+感知一体化

    同时提供高可靠双网冗余、三级安全防护、分布式光纤测温,一站式解决ISCS网络+安全+感知需求。

  • 标准先行
    标准先行

    HSR/PRP方案完全遵循IEC62439-3国际标准,满足全自动运行线路对网络零中断的要求。

  • 工控协议深度理解
    工控协议深度理解

    安全模块支持Modbus/TCP、OPC、Ethernet/IP等协议级深度检查,不是通用防火墙的简单移植。

  • 全球验证的DTS
    全球验证的DTS

    与AP Sensing(原安捷伦科技核心技术)合作,拥有全球最全消防认证,安装超2000台。

产品推荐

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方案一

经典双冗余环网方案(成熟、高性价比)

适用场景:标准车站ISCS系统、既有线路改造。

网络方案现状

支持单环双节点和双环双节点两种典型组网形态,适配不同规模车站。

核心能力

每个车站部署两个独立的冗余环网(A网和B网),每个环网自愈时间≤50ms。

终端设备及服务器双网口分别接入A网和B网。

ISCS各子系统(如BAS、FAS)通过前端卡轨交换机分别接入两个环网。

设备采用高MTBF、高寿命工业交换机。

典型应用:武汉二号线、合肥一号线、福州一号线、上海十号线。

方案二

下一代HSR/PRP零丢包冗余方案(极致可靠)

适用场景:全自动运行线路(GoA3/4)、对零中断有强制要求的核心线路。该方案基于 IEC62439-3。

核心能力一

HSR——零毫秒切换

传统双网靠软件检测心跳、切换,存在几十毫秒中断。MRD™子午线® HSR方案采用双发选收机制——数据包沿环的两个方向同时发送,接收端选择先到达的包。故障时无任何丢包,切换时间为0毫秒。

核心能力二

PRP——双网硬件级冗余

每个节点(如一台PLC)同时连接两个独立且物理隔离的网络(A网和B网),节点在双网上有相同的IP和MAC地址,同时向双网发送相同数据。A/B网任意一个完全失效,业务零影响。

核心能力三

HSR+PRP混合组网

可在骨干层采用HSR环网,接入层采用PRP,实现从终端到骨干的全程零中断。可将目前靠软件实现的A/B网切换下沉到硬件层完成,释放CPU资源。

对客户的价值:满足全自动运行线路对网络零中断的严苛要求,为未来GoA4级无人驾驶做好准备。