تم استخدام تقنية موجة 5G ملليمتر بنجاح في حل تفريغ البيانات عالي السرعة للقاطرات

خلفية

لعب نظام حماية سلامة القاطرات دورًا أساسيًا في مراقبة بيئة تشغيل القاطرات وحالتها والإشراف على تنفيذ العمليات المعيارية من قبل أطقم القاطرات. حسّن النظام قدرة القاطرة على منع حوادث السلامة. ومع ذلك ، فإن بيانات الفيديو اليومية التي يتم إنشاؤها بواسطة النظام يتم نسخها وإغراقها بشكل أساسي بواسطة الطاقم من خلال محركات أقراص فلاش USB وتحميلها إلى خادم التخزين الخاص بقسم القاطرة ، والذي يعاني من مشاكل مثل مخاطر سلامة البيانات وانخفاض كفاءة الإغراق ، كما هو موضح أدناه.

يتم تخزين الكمية الهائلة من لقطات الفيديو من النظام على محرك الأقراص الثابتة للقاطرة ويقوم الطاقم بنسخها وإلقاؤها عبر محرك أقراص USB . تزيد هذه الطريقة من عبء العمل على الموظفين والمرسلين وعبء إدارة محرك أقراص فلاش USB في قسم الطائرات. إذا تم نقل محرك أقراص فلاش USB إلى وحدة التخزين بدون بيانات ، فلا يزال من الضروري نسخه على اللوحة أو تحليله مباشرة من الصناعة. بالإضافة إلى ذلك ، مع استخدام محركات أقراص USB المحمولة للنسخ ، هناك العديد من المشكلات ، مثل التعرض للإصابة بالفيروسات ، وبطء تنزيل البيانات ، وسهولة إتلاف واجهة USB ، وما إلى ذلك ، والتي لها درجات مختلفة من التأثير على الخادم الأرضي و معدات السيارة.

مع تطور تكنولوجيا الاتصالات 5G في السنوات الأخيرة ، نضجت تدريجياً تقنية النقل عالي السرعة لكميات هائلة من البيانات. يمكن لتقنية النطاق العريض الفائق 5G أن تنقل بسرعة جميع بيانات القاطرات إلى الأرض وتحقق إغراقًا آمنًا وموثوقًا وفعالًا للبيانات.

ما هي تقنية 5G ملليمتر موجة ؟

يستخدم النظام موجة ملليمتر عالية التردد 60 جيجاهرتز ، والتي تتميز بمزايا التكنولوجيا الناضجة ، وعرض النطاق الترددي الكبير ، وعدم تطبيق الطيف ، والتداخل المنخفض بعيدًا عن نقاط التردد المدنية الشائعة.&نبسب ;

في الاتصالات اللاسلكية التقليدية ، تجعل خصائص انتقال تدهور الأكسجين من الصعب الإرسال عبر مسافات طويلة ، وتطبيقها محدود. في الوقت نفسه ، تناسب هذه الميزة احتياجات الاتصالات قصيرة المدى ومنع تسرب الإشارة في سيناريوهات التوصيل من مركبة إلى الأرض.

1. مقدمة النظام&نبسب ;

يتكون نظام تفريغ البيانات عالي السرعة من السيارة إلى الأرض من الجيل الخامس من نظام نقل بموجة 5G من مركبة إلى الأرض ونظام تخزين سحابي موزع. يتم تحقيق التنزيل عالي السرعة لبيانات القاطرة عن طريق تثبيت أجهزة نقل 5G على القاطرات وبناء محطات قاعدية مخصصة لشبكات الجيل الخامس في ساحة التحضير وفي نقاط التبادل الهامة.

1.1 نظام نقل موجة 5G من مركبة إلى الأرض

يتكون نظام النقل من السيارة إلى الأرض من نظام 5G على متن الطائرة ونظام محطة قاعدية 5G على الأرض. يتم استخدام حل تقنية الموجة المليمترية 60 جيجاهرتز ، والذي يتم تحقيقه عن طريق تثبيت هوائي صفيف مرحلي بموجة مليمتر 60 جيجاهرتز على السيارة وبناء محطة قاعدية مخصصة بتردد 60 جيجاهرتز على الأرض للإغراق من السيارة إلى الأرض.

1).&نبسب ;يتكون نظام 5G المدمج من تجمع عازلة عالي السرعة وبوابة أمان وهوائي 5G على متن الطائرة ، والذي يحقق وظائف التخزين والنسخ الاحتياطي التكرار وأمن تفاعل البيانات لفيديو القاطرة و LKJ و TCMS . ينقل هذه البيانات إلى نظام المحطة الأساسية الأرضية.

2). يشتمل نظام محطة القاعدة الأرضية 5G على محطة قاعدة أرضية 5G RBS وخادم التخزين المؤقت الأرضي لتحقيق تخزين بيانات آلي عالي السرعة وآمن على الأرض.

3). عندما تدخل القاطرة منطقة التغطية لمحطة 5G الأساسية ، تنشئ محطة نظام 5G (TAU ) ومحطة 5G الأساسية الأرضية (RBS ) اتصالاً تلقائيًا. وبدء تفريغ لتفريغ البيانات الموجودة على متن الطائرة بسرعة في تجمع المخزن المؤقت للقاطرة إلى خادم ذاكرة التخزين المؤقت الأرضي. تكتمل العملية برمتها تلقائيًا دون تدخل يدوي.

1.2 أنظمة التخزين السحابية الموزعة

يستخدم نظام تخزين البيانات الموزعة بنية تخزين موزعة لإدارة البيانات التي يتم تنزيلها على أنظمة المحطة الأساسية الأرضية الفردية. إنشاء عقد مجموعة البيانات ومراكز فرعية لبيانات الفيديو لتوفير مساحة تخزين افتراضية للوصول في الوقت الفعلي للمقاطع المستعرضة والعقدة المتقاطعة.

ثانيًا .5G نظام نقل الموجة من مركبة إلى الأرض

يتكون نظام النقل من مركبة إلى الأرض بموجة 5G من نظام 5G على متن الطائرة ونظام محطة قاعدة أرضية 5G ينقل البيانات الموجودة على متن الطائرة إلى المحطة الأساسية الأرضية. عندما تكون القاطرة في منطقة التغطية لمحطة 5G الأساسية ، ينشئ نظام 5G المدمج اتصالاً عالي السرعة بنظام المحطة الأساسية 5G الأرضية. يبدأ تفريغًا لتفريغ البيانات الموجودة على متن الطائرة بسرعة من تجمع المخزن المؤقت للقاطرة إلى ذاكرة التخزين المؤقت على الأرض. يوفر الارتباط اللاسلكي 5G تدفق بيانات نقل خط أنابيب عالي النطاق وآمن وموثوق به ، وتكتمل العملية تلقائيًا. يوضح الرسم البياني أدناه بنية النظام.

2.1 أنظمة 5G داخل السيارة

يشتمل نظام 5G داخل السيارة على بوابة أمان داخل السيارة ومخزن مؤقت وهوائي 5G داخل السيارة (TAU ).

2.1.1 بوابة الأمان

تتمثل الوظيفة الأساسية لبوابة الأمان في الحصول على فيديو من لوحة نظام av3 وتمريره إلى تجمع ذاكرة التخزين المؤقت. يمكن للبوابة أن تأخذ في الاعتبار إصدارات الأجهزة السابقة 6A ، مما يقلل الضغط على موارد وحدة المعالجة المركزية و DDR لإشباع لوحة الفيديو وتسهيل الصيانة الموحدة في المستقبل.

2.1.2 تجمع عازلة عالي السرعة

يتصل تجمع ذاكرة التخزين المؤقت ببوابة الأمان من خلال بطاقة شبكة 1GE لسحب تدفقات الصوت والفيديو في الوقت الفعلي للتخزين المحلي. عندما تدخل القاطرة المحطة أو ساحة التحضير ، يتواصل الاتصال من نقطة إلى نقطة بنجاح مع المحطة الأساسية الموجودة على متن الطائرة من خلال شبكة 2.5GE لتحميل بيانات الصوت والفيديو التاريخية المخزنة مؤقتًا إلى نظام التخزين عالي السرعة الأرضي من خلال على متن المحطة الأساسية.

2.1.3 هوائي 5G للسيارات (TAU )

تدمج معدات الهوائي (TAU ) الخاصة بنظام التفريغ من السيارة إلى الأرض (TAU ) هوائي صفيف مرحلي ، وتوفر واجهة كهربائية للخدمة 2.5 GE ويتم تثبيتها على سطح القاطرة لإنشاء قناة بيانات عالية السرعة مع محطة قاعدة 5G الأرضية.

2.2 نظام محطة قاعدة 5G الأرضية

إنشاء نظام محطة قاعدية أرضية 5G في ساحة صيانة القاطرات. تشتمل الطريقة على معدات محطة قاعدة 5G وخادم تخزين عالي السرعة وخادم تحليل ذكي.

2.2.1&نبسب ;5G معدات المحطة الأساسية (RBS )

مثل TAU ، تدمج معدات محطة القاعدة الأرضية 5G (RBS ) هوائي صفيف مرحلي ، مما يوفر واجهة ضوئية للخدمة 10GE وواجهة كهربائية لخدمة GE . يوفر الجهاز نقطة وصول لهوائي السيارة 5G ، ويستقبل البيانات التي تم تنزيلها من السيارة ، ويحفظها في خادم ذاكرة التخزين المؤقت.

2.2.2&نبسب ;خادم ذاكرة التخزين المؤقت

يقوم خادم ذاكرة التخزين المؤقت بتخزين البيانات التي تم تنزيلها من القاطرة ويعمل كعقدة لنظام تخزين البيانات الموزعة ، مما يدعم التزامن ومشاركة البيانات عبر المناطق.

2.2.3 خادم التحليلات الذكي

استنادًا إلى معلومات LKJ في خادم ذاكرة التخزين المؤقت ، يقوم خادم التحليل الذكي بتحليل نقاط العناصر المستخدمة بواسطة خدمة الجهاز. يقوم تلقائيًا بنقل نتائج التحليل الذكي إلى مقر القسم.

رابعا. مركز البيانات وعقدة الوصول إلى البيانات وبناء غرفة تحليل البيانات

3.1 الإطار

تم بناء نظام محطة أساسية 5G في ساحة التحضير ، وتم إنشاء عقدة وصول إلى البيانات لتحويل البيانات التي تم تنزيلها بواسطة 5G تلقائيًا إلى مركز بيانات القسم. يقوم كل مركز بيانات بتخزين الفيديو على مستوى المقطع وبيانات تشغيل القاطرة. يمكن لمركز تحليل البيانات لكل وحدة مزامنة بيانات تشغيل الفيديو والقاطرة من مركز البيانات عند الطلب لتحقيق وصول زمن انتقال منخفض.

3.2 نظام التخزين الموزع

بناء نظام تخزين البيانات الموزعة في مركز البيانات. يقوم النظام بمركزية إدارة البيانات ويستخدم نظام ملفات افتراضي لتوفير واجهة مستخدم موحدة لتمكين الوصول عبر الإقليمي إلى البيانات.

الوظائف المحددة هي كما يلي.

1. يتم استخدام العمارة الموزعة. يزداد أداء النظام وقدرته خطيًا مع زيادة عدد العقد.

2. إدراك إدارة المحاكاة الافتراضية لمساحة التخزين ، وإضفاء الطابع الافتراضي على جميع موارد التخزين المادية في مساحة تخزين موحدة ، وتوفير مساحة اسم عالمية موحدة ، وتوفير وصول فريد إلى عنوان IP للأعمال إلى العالم الخارجي.

3. تنفيذ سياسات التكرار عندما لا تتأثر عقدة واحدة بها العديد من حالات فشل القرص الثابت ، وخدمات القراءة والكتابة. عندما تفشل العقد المتعددة ، فإنها تدعم استعادة البيانات وإعادة التكوين بسرعات مختلفة بين العقد لتقليل التأثير على خدمات القراءة والمستندات.

4. دعم وظيفة الترقية عبر الإنترنت ، يمكن أن تدرك سعة العقدة الجديدة عبر الإنترنت ، والواجهة ، وتخزين البيانات الوسيطة مع العقد الحالية عند تشغيل النظام ، ودعم موازنة الحمل.

5. تحقيق المراقبة في الوقت الحقيقي لإصدار البرنامج ، وحالة الأجهزة واستخدام قدرة النظام ، ولديك وظيفة معلومات إنذار التحديث في الوقت الحقيقي.

في.متقدمة ومبتكرة

يتميز نقل الموجة 1.5G ملليمتر بكفاءة عالية ، مع معدلات ذروة تصل إلى 1.5 جيجابت في الثانية ، 30 مرة أعلى من معدلات نقل 4G.

2. تأخير الوقت المنخفض ، وبيانات قاطرة في نطاق المحطة الأساسية في الوقت المناسب وبصورة فعالة النقل الخلفي ويمكن الوصول إليها في شبكة القسم.

3. قطع ارتباط نقل لضمان سلامة وموثوقية بيانات الفيديو.

4. موازنة تلقائية للحمل ، فصل تلقائي للارتباط بعد الانتهاء من النقل ، وإطلاق الموارد لضمان إغراق الفيديو المستقر والفعال للنظام.

5. الأمن ، باستخدام شبكة فريدة من نقطة إلى نقطة وإنشاء نفق منطقي الإرسال الخاص.

6. موثوقية عالية ، متفوقة مضادة للكهرباء الساكنة ، وظيفة التداخل الكهرومغناطيسي ، التكيف مع درجة الحرارة المحيطة يمكن أن تصل إلى -40℃~ 70℃.

7. أمن البيانات ، يتم تشفير البيانات التي تم جمعها من خلال الفيديو ، وبطاقة دفق مأخوذة ، وتخزينها في تجمع المخزن المؤقت.

8. يحل إلقاء البيانات محل العمل اليدوي ، مما يقلل من كثافة العمالة والمخاطر الأمنية.

9. فشل الارتباط ، يقوم النظام على الفور بإنذارات ، ويستجيب موظفو التشغيل والصيانة بسرعة لضمان التشغيل المستقر للنظام.

10. يتم اعتماد نظام إدارة البيانات الموزعة ، ويتم نسخ البيانات احتياطيًا تلقائيًا ، ويمكن توسيع سعة التخزين ديناميكيًا.

11. دعم استراتيجية التخزين الفائض. عند حدوث فشل عقدة واحدة ، دعم استعادة البيانات وإعادة التكوين بين العقد بسرعات مختلفة لتعظيم تأثير خدمة القراءة والكتابة.