Giải pháp mạng riêng eLTE cho hệ thống đường sắt đô thị

Với sự phát triển mạnh mẽ của các thành phố lớn, hệ thống đường sắt đô thị trở thành một phần không thể thiếu trong việc giải quyết vấn đề giao thông công cộng. Để đảm bảo hoạt động ổn định, hiệu quả, và an toàn của hệ thống này, một giải pháp kết nối mạng tiên tiến là yếu tố then chốt. Huawei đã giới thiệu Urban Rail eLTE Private Network Solution – Giải pháp mạng riêng eLTE dành cho đường sắt đô thị, cung cấp kết nối thông minh, ổn định và đáng tin cậy. Trong bài viết ngay sau đây, bạn đọc hãy cùng Việt Tuấn tìm hiểu chi tiết về giải pháp trên!

Tổng quan giải pháp Huawei LTE-M cho hệ thống đường sắt đô thị

Ngành công nghiệp đường sắt đô thị yêu cầu việc triển khai hạ tầng mạng không dây để phục vụ các nhiệm vụ như:

• Điều khiển tàu (CBTC)
• Điều hành tàu (trunking dispatch)
• Hiển thị thông tin hành khách (PIS)
• Giám sát bằng camera (CCTV)
• Và kết nối các thiết bị IoT dọc đường ray.

Khi so sánh với các giải pháp kết nối truyền thống, các hệ thống được kể trên sẽ cần dùng đến 2 công nghệ mạng không dây là Wifi và TETRA với 4 hệ thống khác nhau, bao gồm:

• 3 mạng Wifi để điều khiển tàu, hiển thị thông tin, và giám sát video.
• 1 mạng TETRA để phục vụ cho công tác liên lạc điều hành (chủ yếu là thoại).

Tuy nhiên, giải pháp truyền thống này vấp phải rất nhiều vấn đề phải kể đến như:

• Tín hiệu Wifi dễ bị nhiễu: Đặc biệt khi tàu chạy ở tốc độ cao, tín hiệu điều khiển tàu (CBTC) không ổn định.
• Công nghệ TETRA quá lỗi thời: Chỉ hỗ trợ liên lạc bằng giọng nói, không thể đáp ứng nhu cầu truyền tải video.
• Phức tạp và khó bảo trì: Việc sử dụng nhiều mạng khác nhau trong 1 hệ thống làm tăng độ phức tạp, khó quản lý và bảo dưỡng.

>>> Tham khảo thêm bộ phát wifi chuyên dụng dành cho doanh nghiệp tại đây

Giải pháp mạng riêng LTE cho hệ thống đường sắt đô thị của Huawei

Huawei giới thiệu LTE-M - Một giải pháp kết nối không dây hiện đại dựa trên công nghệ mạng LTE (4G) dành riêng cho ngành đường sắt đô thị. Đây là một bước tiến vượt bậc, công nghệ eLTE này sở hữu những lợi thế vượt trội so với các giải pháp truyền thống như:

• Kết nối ổn định, an toàn: Tín hiệu luôn được duy trì liên tục, đáng tin cậy ngay cả trong các tình huống phức tạp.
• Hỗ trợ nhiều dịch vụ triển khai cùng một mạng: Từ điều khiển tàu, liên lạc điều hành, hiển thị thông tin đến giám sát video – Tất cả đều được triển khai trên cùng 1 hạ tầng mạng LTE duy nhất.
• Dễ bảo trì, dễ quản lý: Tối giản hóa hạ tầng mạng lưới, giúp giảm đáng kể khối lượng công việc quản lý và chi phí bảo dưỡng định kỳ.
• Đảm bảo an toàn: Tần số phát sóng riêng và cơ chế phân bổ lưu lượng QoS (chất lượng dịch vụ) đa cấp sẽ đảm bảo tín hiệu điều khiển tàu (CBTC) luôn hoạt động ổn định và an toàn.

Phân tích sơ đồ kết cấu hệ thống

Bạn đọc có thể quan sát sơ đồ kết cấu hệ thống truyền thông LTE cho hệ thống đường sắt đô thị của Huawei. Trong cấu trúc này, Huawei sẽ triển khai 2 hệ thống LTE Core Network A và B song song nhằm chuyển đổi dự phòng cũng như phân tải công việc.

1. Các hệ thống chính:

• • CBTC (Communication-Based Train Control): Đây là hệ thống điều khiển tàu tự động dựa trên giao tiếp truyền thông để giám sát và điều phối hoạt động của tàu. Hệ thống CBTC sẽ được kết nối với hệ thống LTE Core Network để duy trì thông tin liên lạc liên tục. Tín hiệu CBTC sẽ được ưu tiên hơn cả trong trường hợp xảy ra tắc nghẽn mạng. 
  • PIS (Passenger Information System): Hệ thống cung cấp thông tin cho hành khách, gồm thông báo khẩn cấp hoặc thông tin chuyến tàu. Hệ thống này sẽ bao gồm các máy chủ lưu trữ PIS Server cùng các thiết bị phát thông báo.
  • CCTV System: Hệ thống camera giám sát, kết nối với các màn hình điều khiển để theo dõi tình hình trên tàu và các nhà ga. 
  • Dispatch System: Hệ thống điều phối bao gồm bảng điều phối (trunking dispatch console), điều phối viên và các công cụ hỗ trợ như CAD (Computer-Aided Dispatch).

2. Cấu trúc mạng theo khu vực:

• • Tunnel/Elevated Section (Đường hầm hoặc cầu vượt): Sử dụng cáp Leaky Cable để truyền tín hiệu dọc theo đường hầm hoặc các đoạn cầu vượt.
  • Ground Section (Khu vực mặt đất): Trang bị các anten định hướng (Directional Antenna) để tối ưu hóa vùng phủ sóng.
  • Station Concourse (Khu vực nhà ga): Sử dụng anten đa hướng (Omnidirectional Antenna) để phủ sóng toàn bộ khu vực nhà ga và trạm tàu.
  • Train Section/Depot (Khu vực tàu và nhà ga bảo dưỡng): Cũng sử dụng anten đa hướng, tập trung vào việc duy trì kết nối ổn định trong quá trình tàu dừng hoặc bảo dưỡng.

3. Hệ thống mạng trên tàu (Onboard Network):

• • TAU (Train Access Unit): Là đơn vị quản lý kết nối trên tàu, chịu trách nhiệm kết nối các thành phần trên tàu với mạng .
  • Cab Radio và Carborne Controller: Hệ thống radio và bộ điều khiển được sử dụng để duy trì liên lạc giữa tàu và trung tâm điều khiển.
  • PIS/CCTV trên tàu: Bao gồm các màn hình hiển thị thông tin và camera giám sát, đảm bảo an toàn và cung cấp thông tin cho hành khách trong hành trình.

Lợi ích của cấu trúc mạng này

• Độ tin cậy cao: Sử dụng hạ tầng mạng LTE kép giúp phân bổ kết nối để tránh tình trạng quá tải và chuyển đổi dự phòng, tăng độ tin cậy của hệ thống truyền thông đường sắt đô thị.
• Phạm vi phủ sóng rộng: Kết hợp giữa cáp rò rỉ, anten định hướng và đa hướng để bao phủ mọi khu vực, từ đường hầm đến nhà ga.
• Kết nối liên tục: Duy trì thông tin liên lạc giữa tàu, trung tâm điều khiển cũng như hành khách trong mọi tình huống.
• Tính linh hoạt: Hệ thống dễ dàng mở rộng hoặc nâng cấp để đáp ứng nhu cầu tương lai.

Những cột mốc nổi bật Huawei LTE-M đã đạt được tại Trung Quốc 

Bạn đọc có thể tham khảo các thành tựu nổi bật mà giải pháp LTE-M của Huawei đã đạt được tại Trung Quốc

Thành tựu qua các giai đoạn

• 2013:
• Tuyến Metro đầu tiên sử dụng LTE-M: Tuyến Zhengzhou Metro Line 1.
• Độ dài mạng lưới: hơn 4000 km.
• 2018:
• LTE-M hỗ trợ 100+ tuyến với các dịch vụ điều khiển tàu trên quy mô lớn.
• 2022:
• LTE-M đi vào phục vụ hơn 120+ tuyến đường sắt đô thị trên toàn quốc.
• Thị phần: 60% thị trường đường sắt đô thị Trung Quốc
• Hỗ trợ trên 30+ tuyến về điều khiển tàu và điều hành (train dispatching).
• Hợp tác cùng 12 đối tác trong việc triển khai phủ sóng LTE-M.

Các thành tựu nổi bật khác:

• Khoảng thời gian giữa hai chuyến tàu ngắn nhất chỉ còn 90 giây, giúp tăng tần suất chuyến tàu và cải thiện trải nghiệm hành khách.
• Số lượng thiết bị trong khu vực lái tàu giảm tới 70%, giúp giảm khối lượng công việc bảo trì và tiết kiệm chi phí triển khai, lắp đặt 1 cách đáng kể.
• 4 hệ thống mạng Wifi, TETRA truyền thống đã được thay thế chỉ bằng 2 hệ thống LTE-M, giúp quản lý dễ dàng hơn và tối giản hóa hạ tầng triển khai.
• Đây là giải pháp LTE đầu tiên trong ngành chịu tải đồng thời cả điều khiển tàu và vận hành điều hành (train dispatching).

Tổng kết

Trên đây là những thông tin về Giải pháp mạng riêng eLTE cho hệ thống đường sắt đô thị Huawei. Đây thực sự là một giải pháp toàn diện, đáp ứng mọi nhu cầu của hệ thống đường sắt đô thị hiện đại. Với sự kết hợp giữa công nghệ tiên tiến, độ tin cậy cao, và tính năng bảo mật tối ưu, giải pháp này không chỉ đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hoạt động vận hành, mà còn tạo ra trải nghiệm hành khách tốt hơn trong tương lai. Giải pháp này đã và đang được nhân rộng quy mô trên toàn Trung Quốc và đạt được rất nhiều kết quả nổi bật.