기관차용 고속 데이터 덤프 솔루션에 성공적으로 사용된 5G 밀리미터파 기술

배경

기관차 탑재 안전 보호 시스템은 기관차의 운행 환경 및 상태를 모니터링하고 기관차 승무원의 표준화된 운행 구현을 감독하는 데 필수적인 역할을 해왔습니다. 이 시스템은 기관차의 안전 사고 예방 능력을 향상시켰습니다. 그럼에도 불구하고 시스템에서 생성되는 일일 영상 데이터는 USB 플래시 드라이브를 통해 승무원이 주로 복사 및 덤프하고 기관차 섹션의 스토리지 서버에 업로드되므로 데이터 안전 위험 및 낮은 덤핑 효율성 등의 문제가 있습니다.

시스템의 방대한 양의 비디오 영상은 기관차의 하드 드라이브에 저장되며 USB 스틱을 통해 승무원이 복사하고 덤프합니다. 이 방법은 직원 및 배차 담당자의 작업량과 항공기 섹션의 USB 플래시 드라이브 관리 부담을 증가시킵니다. USB 플래시 드라이브가 데이터 없이 스토리지로 전송되는 경우에도 온보드로 복사하거나 업계에서 직접 분석해야 합니다. 또한 복사를 위해 USB 플래시 드라이브를 사용하면 바이러스 감염에 취약하고 데이터 다운로드 속도가 느리고 USB 인터페이스가 쉽게 손상되는 등 지상 서버에 미치는 영향의 정도가 다른 많은 문제가 있습니다. 차량 장비.

최근 몇 년 동안 5G 통신 기술의 발달로 대량의 데이터를 고속으로 전송하는 기술이 점차 성숙해졌습니다. 5G 초광대역 기술은 모든 기관차 데이터를 지상으로 신속하게 전송하고 안전하고 안정적이며 효율적인 데이터 덤핑을 달성할 수 있습니다.

5G 밀리미터파 기술이란?

이 시스템은 60GHz 고주파 밀리미터파를 사용하며, 이는 성숙한 기술, 넓은 대역폭, 스펙트럼 적용이 없고 일반적인 민간 주파수 지점에서 멀리 떨어져 있는 낮은 간섭의 이점을 가지고 있습니다.  ;

전통적인 무선 통신에서는 산소 분해 전송 특성으로 인해 장거리 전송이 어렵고 적용이 제한됩니다. 동시에 이 기능은 차량 대 지상 백홀 시나리오에서 단거리 통신 및 신호 누출 방지 요구에 적합합니다.

I. 시스템 소개  ;

5G 차량 대 지상 데이터 고속 덤프 시스템은 5G 밀리미터파 차량 대 지상 전송 시스템과 분산 클라우드 스토리지 시스템으로 구성됩니다. 기관차에 5G 전송장치를 설치하고 준비장과 주요 환승지점에 5G 전용 기지국을 구축해 기관차 데이터를 고속으로 다운로드한다.

1.1 5G 밀리미터파 차량 대 지상 전송 시스템

차량 대 지상 전송 시스템은 차량 탑재 5G 시스템과 지상 기반 5G 기지국 시스템으로 구성된다. 60GHz 밀리미터파 위상배열 안테나를 차량에 설치하고 차량 대 지상 투기용 60GHz 전용 기지국을 지상에 구축해 달성한 60GHz 밀리미터파 기술 솔루션을 활용한다.

1).  ;온보드 5G 시스템은 고속 버퍼 풀, 보안 게이트웨이 및 5G 온보드 안테나로 구성되어 기관차 비디오, LKJ 및 TCMS에 대한 저장, 중복 백업 및 데이터 상호 작용 보안 기능을 실현합니다. 이 데이터를 지상 기지국 시스템으로 전송합니다.

2). 지상 5G 기지국 시스템은 5G 지상 기지국 RBS 및 지상 캐시 서버를 포함하여 지상에서 자동, 고속 및 보안 온보드 데이터 저장을 구현합니다.

삼). 기관차가 5G 기지국의 커버리지 영역에 진입하면 탑재된 5G 시스템 단말(타우 )과 지상 기반의 5G 기지국(RBS )이 자동으로 연결된다. 그리고 덤프를 시작하여 기관차 버퍼 풀의 온보드 데이터를 지상 캐시 서버로 빠르게 덤프합니다. 전체 프로세스는 수동 개입 없이 자동으로 완료됩니다.

1.2 분산 클라우드 스토리지 시스템

분산 데이터 저장 시스템은 분산 저장 아키텍처를 사용하여 개별 지상 기지국 시스템에 다운로드된 데이터를 관리합니다. 단면 및 교차 노드 실시간 액세스를 위한 가상화된 저장 공간을 제공하기 위해 데이터 클러스터 노드 및 비디오 데이터 하위 센터를 설정합니다.

II .5G 밀리미터파 차량 대 지상 전송 시스템

5G 밀리미터파 차량-지상 전송 시스템은 차량 탑재 5G 시스템과 탑재 데이터를 지상 기반 기지국으로 전송하는 지상 기반 5G 기지국 시스템으로 구성된다. 기관차가 5G 기지국의 커버리지 영역에 있을 때 온보드 5G 시스템은 지상 5G 기지국 시스템과 고속 연결을 설정합니다. 기관차 버퍼 풀에서 지상 캐시로 온보드 데이터를 신속하게 덤프하기 위해 덤프를 시작합니다. 5G 무선 링크는 고대역폭, 안전하고 안정적인 파이프라인 전송 데이터 스트림을 제공하며 프로세스는 자동으로 완료됩니다. 아래 다이어그램은 시스템 아키텍처를 보여줍니다.

2.1 차량용 5G 시스템

차량 내 5G 시스템에는 차량 내 보안 게이트웨이, 버퍼 풀, 차량 내 5G 안테나(타우 )가 포함됩니다.

2.1.1 보안 게이트웨이

보안 게이트웨이의 주요 기능은 시스템 av3 보드에서 비디오를 가져와 캐시 풀로 전달하는 것입니다. 게이트웨이는 이전 6A 하드웨어 버전을 고려할 수 있으므로 CPU 및 DDR 리소스에 대한 부담을 줄여 비디오 보드를 포화시키고 향후 균일한 유지 관리를 용이하게 합니다.

2.1.2 고속 버퍼 풀

캐시 풀은 1GE 네트워크 카드를 통해 보안 게이트웨이와 통신하여 로컬 스토리지에 대한 오디오 및 비디오 스트림을 실시간으로 가져옵니다. 기관차가 역이나 준비장에 진입하면 점대점 연결이 2.5GE 네트워크를 통해 온보드 기지국과 성공적으로 통신하여 캐시된 과거 오디오 및 비디오 데이터를 통해 지상 기반 고속 저장 시스템에 업로드합니다. 온보드 기지국.

2.1.3 차량용 5G 안테나(타우 )

차량 대 지상 덤프 시스템의 온보드 5G 안테나(타우 ) 장비는 위상 배열 안테나를 통합하고 2.5GE 서비스 전기 인터페이스를 제공하며 기관차 지붕에 설치되어 지상 5G 기지국과 고속 데이터 채널을 구축합니다.

2.2 지상 기반 5G 기지국 시스템

기관차정비장 지상 5G 기지국 시스템 구축 이 방법은 5G 기지국 장비, 고속 저장 서버 및 지능형 분석 서버로 구성됩니다.

2.2.1  ;5G 기지국 장비(RBS )

TAU와 마찬가지로 지상 5G 기지국 장비(RBS )는 위상 배열 안테나를 통합하여 10GE 서비스 광 인터페이스와 GE 서비스 전기 인터페이스를 제공합니다. 이 디바이스는 5G 차량용 안테나의 액세스 포인트를 제공하고 차량에서 다운로드한 데이터를 수신하여 캐시 서버에 저장합니다.

2.2.2  ;캐시 서버

캐시 서버는 기관차에서 다운로드한 데이터를 저장하고 분산 데이터 저장 시스템의 노드 역할을 하여 지역 간 동기화 및 데이터 공유를 지원합니다.

2.2.3 지능형 분석 서버

캐시 서버의 LKJ 정보를 기반으로 지능형 분석 서버는 기계 서비스에서 사용하는 항목 포인트를 분석합니다. 스마트 분석 결과를 자동으로 본부로 전송합니다.

IV . 데이터 센터, 데이터 액세스 노드 및 데이터 분석실 구축

3.1 프레임워크

준비마당에는 5G 기지국 시스템을 구축하고 데이터 액세스 노드를 구축하여 5G에서 다운로드한 데이터를 구간 데이터센터로 자동 전송한다. 각 데이터 센터는 세그먼트 수준 비디오 및 기관차 작동 데이터를 저장합니다. 각 장치의 데이터 분석 센터는 낮은 대기 시간 액세스를 달성하기 위해 필요에 따라 데이터 센터의 비디오 및 기관차 작동 데이터를 동기화할 수 있습니다.

3.2 분산 저장 시스템

데이터 센터에 분산 데이터 스토리지 시스템을 구축하십시오. 이 시스템은 데이터 관리를 중앙 집중화하고 가상 파일 시스템을 사용하여 지역 간 데이터 액세스를 가능하게 하는 통합 사용자 인터페이스를 제공합니다.

구체적인 기능은 다음과 같습니다.

1. 분산 아키텍처가 사용됩니다. 시스템 성능과 용량은 노드 수에 따라 선형적으로 증가합니다.

2. 스토리지 공간 가상화 관리를 실현하고, 모든 물리적 스토리지 리소스를 통합 스토리지 공간으로 가상화하고, 통합 글로벌 네임스페이스를 제공하고, 외부 세계에 대한 고유한 비즈니스 IP 주소 액세스를 제공합니다.

3. 여러 하드 디스크 오류가 있는 단일 노드와 읽기 및 쓰기 서비스가 영향을 받지 않는 경우 중복 정책을 구현합니다. 여러 노드에 장애가 발생하면 노드 간 다양한 속도로 데이터 복구 및 재구성을 지원하여 읽기 및 문서 서비스에 미치는 영향을 최소화합니다.

4. 온라인 업그레이드 기능을 지원하고 시스템이 실행 중일 때 온라인으로 새로운 노드 용량, 인터페이스 및 기존 노드와의 중간 데이터 저장을 실현할 수 있으며 로드 밸런싱을 지원합니다.

5. 소프트웨어 버전, 하드웨어 상태 및 시스템 용량 사용에 대한 실시간 모니터링을 실현하고 실시간 업데이트 알람 정보 기능을 갖습니다.

안에.고급 및 혁신

1.5G 밀리미터파 전송은 최대 전송 속도가 1.5Gbps로 4G 전송 속도보다 30배 높은 매우 효율적입니다.

2. 낮은 시간 지연, 기관차 데이터를 기지국의 범위로 적시에 효과적으로 다시 전송하고 섹션 네트워크에서 액세스할 수 있습니다.

3. 비디오 데이터의 무결성과 신뢰성을 보장하기 위해 끊어진 링크 전송.

4. 시스템의 안정적이고 효율적인 비디오 덤핑을 보장하기 위해 자동 로드 밸런싱, 전송 완료 후 자동 링크 연결 해제 및 리소스 해제.

5. 고유한 점대점 네트워크를 사용하고 논리적 터널 특정 전송을 설정하는 보안.

6. 높은 신뢰성, 우수한 정전기 방지, 전자기 간섭 방지 기능, 주변 온도에 적응 -40도 도달 가능℃~70℃.

7. 데이터 보안, 수집된 데이터는 비디오를 통해 암호화되고 스트림 카드를 가져와 버퍼 풀에 저장됩니다.

8. 데이터 덤핑은 수동 작업을 대체하여 노동 강도와 보안 위험을 줄입니다.

9. 링크 실패, 시스템은 즉시 경보를 울리고 운영 및 유지 보수 담당자는 시스템의 안정적인 작동을 보장하기 위해 신속하게 대응합니다.

10. 분산 데이터 관리 시스템을 채택하여 데이터를 자동으로 백업하고 저장 용량을 동적으로 확장할 수 있습니다.

11. 스토리지 중복 전략을 지원합니다. 단일 노드 장애 발생 시 다양한 속도로 노드 간 데이터 복구 및 재구성을 지원하여 읽기 및 쓰기 서비스의 영향을 극대화합니다.