Технология миллиметровых волн 5G успешно используется в высокоскоростном решении для дампа данных для локомотивов

ФОН

Бортовая система защиты локомотивов сыграла важную роль в мониторинге условий эксплуатации и состояния локомотивов, а также в контроле за выполнением локомотивными бригадами стандартных операций. Система улучшила способность локомотива предотвращать несчастные случаи. Тем не менее ежедневные видеоданные, генерируемые системой, в основном копируются и сбрасываются бригадой через USB -накопители и загружаются на сервер хранения локомотивной секции, которая имеет такие проблемы, как угроза безопасности данных и низкая эффективность дампа, как описано ниже.

Огромное количество видеозаписей из системы хранится на жестком диске локомотива и копируется и выгружается бригадой через USB -накопитель. Этот метод увеличивает нагрузку на персонал и диспетчеров, а также нагрузку на управление флешкой в ​​самолетном отсеке. Если флешка переносится в хранилище без данных, ее все равно необходимо скопировать на борт или проанализировать непосредственно из индустрии. Кроме того, с использованием флешек для копирования возникает множество проблем, таких как подверженность заражению вирусами, медленная загрузка данных, легкое повреждение интерфейса USB и т. д., которые имеют разную степень влияния на наземный сервер и оборудование автомобиля.

С развитием технологии связи 5G в последние годы технология высокоскоростной передачи огромных объемов данных постепенно совершенствовалась. Сверхширокополосная технология 5G позволяет быстро передавать все данные о локомотивах на землю и обеспечивать безопасный, надежный и эффективный сброс данных.

Что такое технология миллиметрового диапазона 5G?

В системе используется высокочастотный миллиметровый диапазон 60 ГГц, обладающий преимуществами зрелой технологии, широкой полосой пропускания, отсутствием применения спектра и низким уровнем помех вдали от обычных гражданских частотных точек.&NBSP ;

В традиционной беспроводной связи его характеристики передачи с разложением кислорода затрудняют передачу на большие расстояния, и его применение ограничено. В то же время эта функция соответствует потребностям связи ближнего действия и предотвращения утечки сигнала в сценариях транспортной связи между транспортным средством и землей.

I. Введение в систему&NBSP ;

Система высокоскоростной передачи данных 5G «транспортное средство-земля» состоит из системы передачи данных миллиметрового диапазона 5G «транспортное средство-земля» и распределенной облачной системы хранения. Высокоскоростная загрузка данных о локомотивах достигается за счет установки на локомотивах устройств передачи 5G и создания выделенных базовых станций 5G на подготовительном дворе и в важных пересадочных пунктах.

1.1 Система передачи миллиметровых волн 5G от транспортного средства к земле

Система передачи данных от транспортного средства к земле состоит из бортовой системы 5G и наземной системы базовых станций 5G. Используется технология миллиметрового диапазона 60 ГГц, которая достигается за счет установки на транспортном средстве фазированной антенной решетки миллиметрового диапазона 60 ГГц и создания специальной базовой станции 60 ГГц на земле для сброса транспортного средства на землю.

1).&NBSP ;Бортовая система 5G состоит из высокоскоростного буферного пула, шлюза безопасности и бортовой антенны 5G, которая реализует функции хранения, резервного копирования и безопасности взаимодействия данных для локомотивного видео, ЛКД и ТКМС . Он передает эти данные в систему наземной базовой станции.

2). Система наземной базовой станции 5G включает в себя наземную базовую станцию ​​5G ДБО и наземный кэш-сервер для обеспечения автоматического, высокоскоростного и безопасного хранения бортовых данных на земле.

3). Когда локомотив входит в зону действия базовой станции 5G, бортовой терминал системы 5G (ТАУ ) и наземная базовая станция 5G (ДБО ) автоматически устанавливают соединение. И инициируйте дамп, чтобы быстро сбросить бортовые данные из буферного пула локомотива на наземный кэш-сервер. Весь процесс выполняется автоматически без ручного вмешательства.

1.2 Распределенные облачные системы хранения

Распределенная система хранения данных использует архитектуру распределенного хранения для управления данными, загружаемыми в отдельные системы наземных базовых станций. Создайте узлы кластера данных и подцентры видеоданных, чтобы предоставить виртуализированное пространство для хранения данных для перекрестного и межузлового доступа в режиме реального времени.

Система передачи миллиметровых волн II .5G от транспортного средства к земле

Система передачи миллиметровых волн 5G от транспортного средства к земле состоит из бортовой системы 5G и системы наземной базовой станции 5G, которая передает бортовые данные на наземную базовую станцию. Когда локомотив находится в зоне действия базовой станции 5G, бортовая система 5G устанавливает высокоскоростное соединение с наземной системой базовой станции 5G. Он инициирует создание дампа для быстрого сброса бортовых данных из буферного пула локомотива в наземный кэш. Беспроводная связь 5G обеспечивает высокоскоростную, безопасную и надежную конвейерную передачу данных, и процесс выполняется автоматически. На приведенной ниже диаграмме показана архитектура системы.

2.1 Автомобильные системы 5G

Автомобильная система 5G включает в себя автомобильный шлюз безопасности, буферный пул и автомобильную антенну 5G (ТАУ ).

2.1.1 Шлюз безопасности

Основная функция шлюза безопасности — получать видео с системной платы av3 и передавать его в кэш-пул. Шлюз может работать с более ранними аппаратными версиями 6A, что снижает нагрузку на ресурсы ЦП и ГДР для насыщения видеоплаты и упрощает единообразное обслуживание в будущем.

2.1.2 Высокоскоростной буферный пул

Кэш-пул взаимодействует со шлюзом безопасности через сетевую карту 1GE для извлечения аудио- и видеопотоков в режиме реального времени для локального хранения. Когда локомотив прибывает на станцию ​​или на подготовительную площадку, двухточечное соединение успешно связывается с бортовой базовой станцией через сеть 2.5GE для загрузки кэшированных исторических аудио- и видеоданных в наземную высокоскоростную систему хранения через встроенная базовая станция.

2.1.3 Автомобильная антенна 5G (ТАУ)

Бортовая антенна 5G (ТАУ ) системы сброса транспортного средства на землю включает в себя фазированную антенную решетку, обеспечивает служебный электрический интерфейс 2.5GE и устанавливается на крыше локомотива для установления высокоскоростного канала передачи данных с наземной базовой станцией 5G.

2.2 Система наземных базовых станций 5G

Установите систему наземной базовой станции 5G на станции технического обслуживания локомотивов. Метод включает оборудование базовой станции 5G, высокоскоростной сервер хранения и сервер интеллектуального анализа.

2.2.1&NBSP ;Оборудование базовой станции 5G (ДБО )

Как и ТАУ , наземное оборудование базовой станции 5G (ДБО ) включает в себя фазированную антенную решетку, обеспечивающую оптический интерфейс службы 10GE и электрический интерфейс службы Дженерал Электрик . Устройство предлагает точку доступа автомобильной антенны 5G, получает данные, загруженные из автомобиля, и сохраняет их на кэш-сервере.

2.2.2&NBSP ;Кэш-сервер

Кэш-сервер хранит данные, загруженные с локомотива, и действует как узел распределенной системы хранения данных, поддерживая синхронизацию и обмен данными между регионами.

2.2.3 Сервер интеллектуальной аналитики

На основе информации ЛКД в кэш-сервере сервер интеллектуального анализа анализирует точки элементов, используемые службой машины. Он автоматически передает результаты интеллектуального анализа в штаб-квартиру секции.

IV . Строительство центра обработки данных, узла доступа к данным и комнаты анализа данных

3.1 Структура

На подготовительной площадке построена система базовых станций 5G, а также установлен узел доступа к данным для автоматической передачи данных, загруженных с помощью 5G, в центр обработки данных секции. Каждый центр обработки данных хранит видео на уровне сегмента и данные о работе локомотива. Центр анализа данных каждой единицы может синхронизировать видео и данные о работе локомотива из центра обработки данных по запросу, чтобы обеспечить доступ с низкой задержкой.

3.2 Распределенная система хранения

Построить распределенную систему хранения данных в дата-центре. Система централизует управление данными и использует виртуальную файловую систему для предоставления унифицированного пользовательского интерфейса, обеспечивающего межрегиональный доступ к данным.

Конкретные функции заключаются в следующем.

1. Используется распределенная архитектура. Производительность и емкость системы увеличиваются линейно с количеством узлов.

2. Реализуйте управление виртуализацией пространства хранения, виртуализируйте все физические ресурсы хранения в единое пространство хранения, предоставьте единое глобальное пространство имен и предоставьте уникальный бизнес-IP -адрес для доступа к внешнему миру.

3. Внедрите политики избыточности, когда один узел с несколькими отказами жестких дисков и службами чтения и записи не затронуты. При выходе из строя нескольких узлов поддерживается восстановление данных и реконфигурация с различной скоростью между узлами, чтобы свести к минимуму влияние на службы чтения и документов.

4. Поддерживает функцию онлайн-обновления, может реализовывать в режиме онлайн новую емкость узла, интерфейс и промежуточное хранилище данных с существующими узлами, когда система работает, и поддерживать балансировку нагрузки.

5. Осуществляйте мониторинг в режиме реального времени версии программного обеспечения, состояния оборудования и использования емкости системы, а также используйте функцию обновления информации о тревоге в режиме реального времени.

В.Продвинутый и инновационный

Передача миллиметровых волн 1,5G очень эффективна, с пиковыми скоростями до 1,5 Гбит/с, что в 30 раз выше, чем скорость передачи 4G.

2. малое время задержки, данные локомотива в диапазоне базовой станции в своевременной и эффективной обратной передаче и могут быть доступны в сети раздела.

3. Передача по неработающему каналу для обеспечения целостности и надежности видеоданных.

4. Автоматическая балансировка нагрузки, автоматическое отключение канала после завершения передачи и высвобождение ресурсов для обеспечения стабильного и эффективного сброса видео в системе.

5. Безопасность, использование уникальной сети «точка-точка» и создание логического туннеля для конкретной передачи.

6. Высокая надежность, превосходная антистатическая функция, функция защиты от электромагнитных помех, адаптация к температуре окружающей среды может достигать -40℃~70℃.

7. Безопасность данных, собранные данные шифруются через видео, снимаются с потоковой карты и сохраняются в пуле буферов.

8. Сброс данных заменяет ручную работу, снижая трудоемкость и риски безопасности.

9. При сбое связи система немедленно подает сигнал тревоги, а оперативный и обслуживающий персонал быстро реагирует, чтобы обеспечить стабильную работу системы.

10. Принята распределенная система управления данными, данные автоматически резервируются, а емкость хранилища может динамически расширяться.

11. Поддержка стратегии резервирования хранилища; при сбое одного узла поддержка восстановления данных и перенастройки между узлами на различных скоростях для максимального увеличения эффективности службы чтения и записи.