引言

隨著軌道交通邁入智能化運維時代，AGV(自動導(dǎo)引運輸車)正替代人工執(zhí)行軌道巡檢、設(shè)備監(jiān)測等核心任務(wù)。這類搭載高清視覺、激光雷達的“移動巡檢平臺”，對無線通信提出嚴苛要求：隧道電磁干擾、信號衰減、高速移動漫游等挑戰(zhàn)，直接決定巡檢效率與數(shù)據(jù)安全。依托數(shù)十年軌道交通行業(yè)的經(jīng)驗，上海兆越通訊技術(shù)有限公司推出AGV巡檢專用高可靠無線通信方案。該方案融合Wi-Fi 6與5G技術(shù)，構(gòu)建覆蓋全場景的“數(shù)據(jù)高速公路”，確保數(shù)據(jù)實時回傳、指令精準下發(fā)，突破隧道電磁干擾、信號衰減及高速移動漫游等難題，為軌道交通智能化轉(zhuǎn)型夯實通信基礎(chǔ)。

AGV巡檢應(yīng)用對無線通信的挑戰(zhàn)

軌道交通環(huán)境，特別是隧道和車輛段，對無線通信提出了嚴峻的挑戰(zhàn)：

1) 復(fù)雜電磁環(huán)境： 列車運行、供電系統(tǒng)、信號系統(tǒng)等會產(chǎn)生較強的電磁干擾(EMI)，影響無線信號質(zhì)量。

2)信號遮擋與衰減： 隧道、立柱、金屬結(jié)構(gòu)等對無線信號造成嚴重遮擋和反射，形成復(fù)雜的信號傳播路徑(多徑效應(yīng))，導(dǎo)致信號衰減快、覆蓋難。

3移動性與連續(xù)性要求： AGV在軌道上或指定路徑高速移動，需要網(wǎng)絡(luò)能夠提供無縫切換能力，保證通信不中斷。

4)   數(shù)據(jù)傳輸需求： AGV巡檢通常搭載高清攝像頭、紅外熱成像儀、激光雷達等多種傳感器，需要較大的上行帶寬實時回傳圖像、視頻和傳感器數(shù)據(jù)。同時，控制指令、狀態(tài)信息等需要低延遲下行傳輸。

5) 高可靠性與安全性： 運維數(shù)據(jù)關(guān)系到運營安全，通信系統(tǒng)必須具備高可靠性，防止數(shù)據(jù)丟失或錯誤。同時，網(wǎng)絡(luò)安全防護至關(guān)重要，防止未授權(quán)訪問和攻擊

方案介紹

1)                      車載網(wǎng)絡(luò)層：

車載交換網(wǎng)絡(luò): 采用 DIN 卡軌式安裝的交換機，結(jié)構(gòu)緊湊，抗震動，適應(yīng)車載環(huán)境，負責(zé)連接 AGV 上的攝像頭、激光雷達、傳感器、機械臂控制器和車載工控機，構(gòu)建 AGV 內(nèi)部的有線局域網(wǎng)。提供穩(wěn)定的內(nèi)部數(shù)據(jù)交換。

數(shù)據(jù)流向: 車載交換機匯聚的數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸給 5G CPE，由 CPE 根據(jù)預(yù)設(shè)策略(如數(shù)據(jù)類型、網(wǎng)絡(luò)狀況、目標地址)智能選擇通過 5G 蜂窩網(wǎng)絡(luò)或本地 WiFi 網(wǎng)絡(luò)向外發(fā)送。

2)                      無線接入層：

l                      技術(shù)選型：

Wi-Fi6 : 在車輛段、站臺等相對開放或固定區(qū)域，Wi-Fi 6憑借其高帶寬、低延遲、高并發(fā)連接能力成為優(yōu)選。通過合理部署無線接入點(AP)，可實現(xiàn)區(qū)域覆蓋。

4G/5G (特別是5G專網(wǎng)): 對于長距離的隧道、正線巡檢，5G網(wǎng)絡(luò)是更佳選擇。5G具有超低延遲(uRLLC)、大帶寬(eMBB)和海量連接(mMTC)特性，能很好地滿足AGV巡檢需求。5G網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)還可以為AGV業(yè)務(wù)提供專用通道，保障服務(wù)質(zhì)量(QoS)。

l                      網(wǎng)絡(luò)部署：

AP/基站布局優(yōu)化：通過精密的無線勘測和仿真，優(yōu)化AP或微基站的部署位置、密度和功率，確保信號連續(xù)覆蓋，減少切換盲區(qū)。

無縫漫游/切換：配置快速漫游協(xié)議(如802.11k/v/r )或優(yōu)化移動性管理，確保AGV在不同AP/基站間移動時，通信鏈路平滑切換，業(yè)務(wù)不中斷。

抗干擾設(shè)計：選擇合適的頻段，采用信道規(guī)劃、波束賦形等技術(shù)減少干擾。

3)                      承載網(wǎng)絡(luò)層：

有線骨干網(wǎng)：通常采用工業(yè)以太網(wǎng)或光纖網(wǎng)絡(luò)，連接無線接入層的AP/基站，匯聚數(shù)據(jù)并傳輸至控制中心，要求高帶寬、高可靠性。

4)                      控制與應(yīng)用層：

運維管理平臺/控制中心： 接收AGV回傳的巡檢數(shù)據(jù)(視頻、圖像、傳感器讀數(shù))，進行分析、存儲、展示。向AGV下發(fā)巡檢任務(wù)、控制指令、路徑規(guī)劃等。

數(shù)據(jù)分析與AI： 利用人工智能算法對回傳數(shù)據(jù)進行智能分析，自動識別異常狀態(tài)(如軌道異物、設(shè)備故障、溫升異常等)，生成告警和報告。

關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)計考量

1)                      Wi-Fi6+5G融合:

Wi-Fi 6為主:在AP覆蓋良好的區(qū)域(如車輛段、站臺、隧道內(nèi)大部分區(qū)域)，優(yōu)先使用Wi-Fi6網(wǎng)絡(luò)，成本相對較低，帶寬高。

5G作為補充/備份:在Wi-Fi信號盲區(qū)、需要跨覆蓋區(qū)域調(diào)度、或?qū)ρ舆t有很高要求的特定任務(wù)場景下，啟用5G連接。也可作為Wi-Fi鏈路的冗余備份，提高整體可靠性。

無縫漫游:部署的AP支持802.11k/v/r協(xié)議，配合車載Wi-Fi客戶端，實現(xiàn)AGV在移動過程中<50ms的快速漫游切換，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性。

2)                      無線覆蓋優(yōu)化:通過專業(yè)的無線勘測和仿真，合理規(guī)劃AP的點位、信道和發(fā)射功率，確保信號覆蓋連續(xù)、強度足夠，并最大限度減少同頻/鄰頻干擾。

3)                      QoS(服務(wù)質(zhì)量)策略:在交換機和路由器上配置QoS策略，優(yōu)先保障控制信令、報警信息等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的低延遲傳輸，其次是視頻流和點云數(shù)據(jù)。

4)                      網(wǎng)絡(luò)安全:

采用WPA2/WPA3-Enterprise等高安全級別的無線加密和認證方式。

利用VLAN技術(shù)隔離AGV數(shù)據(jù)網(wǎng)、控制網(wǎng)和管理網(wǎng)。

在網(wǎng)絡(luò)邊界部署防火墻，實施訪問控制策略。

對通過公網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(如使用公網(wǎng)5G)采用VPN加密。

5)                      工業(yè)級設(shè)備選型:所有部署在軌道交通環(huán)境中的設(shè)備(AP、交換機、路由器)均選用工業(yè)級產(chǎn)品，具備寬溫工作、抗震動、防塵防水(IP等級)、抗電磁干擾等特性?？ㄜ壥浇粨Q機尤其適合AGV車載的緊湊和振動環(huán)境。

 方案優(yōu)勢

高可靠性:Wi-Fi6與5G的融合及冗余設(shè)計，結(jié)合工業(yè)級硬件，大幅提升通信鏈路的穩(wěn)定性和抗干擾能力。

高性能傳輸:Wi-Fi6和5G提供的高帶寬滿足高清視頻、激光點云等大數(shù)據(jù)量實時回傳需求；低時延特性保證了遠程控制的精確性和及時性。

移動無憂: 先進的無縫漫游技術(shù)確保 AGV 在高速移動中通信不中斷，業(yè)務(wù)連續(xù)性強。

全面覆蓋:結(jié)合AP部署優(yōu)化和5G的廣域覆蓋能力，實現(xiàn)AGV作業(yè)區(qū)域的無縫信號覆蓋。

集中管控:通過統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理平臺，實現(xiàn)對全網(wǎng)設(shè)備的集中監(jiān)控、配置和維護，提升運維效率。

安全性高:多層次的安全防護策略，保障軌道交通運維數(shù)據(jù)的機密性和完整性。

靈活擴展:模塊化設(shè)計，便于未來根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展增加AGV數(shù)量或擴展覆蓋范圍。

產(chǎn)品介紹

MWG-3610 卡軌式工業(yè)無線5G CPE

l                      全網(wǎng)通支持電信、聯(lián)通、移動5G網(wǎng)絡(luò)

l                      向下兼容電信、聯(lián)通、移動4G網(wǎng)絡(luò)

l                      支持1個10G/1000M光口(WAN/LAN)

l                      支持5個10/100/1000Mbps 網(wǎng)口

l                      支持1個RS232或RS485鳳凰端子接口

l                      支持IEEE802.11a/b/g/n/ax,最高速率1800 Mbps

l                      支持防火墻、NAT、ACL等安全策略功能

l                      支持多種 VPN功能

l                      卡軌式安裝，防護等級IP30，適用于工業(yè)環(huán)境

l                      供電DC 12V

MWP-6000A系列 室外型雙頻WiFi6工業(yè)無線AP

l                      支持IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ax，最大傳輸速率1800Mbps

l                      支持1個10G/1000M 光口，1個1000M網(wǎng)口

l                      支持AP、Station、AP WDS、Station WDS、Wifi-son、WIFI探針等多種工作模式

l                      支持信道自動選擇，功率自動調(diào)節(jié)，配合MU-MIMO 技術(shù)，很強的抗干擾能力

l                      IP67 防護等級及工業(yè)級設(shè)計，設(shè)備堅固耐用，適用于工業(yè)環(huán)境

l                      工作溫度-40～75℃

l                      220V/AC、24V/DC、12V/DC、PoE受電可選

Cronet CC-3452 56口機架式三層工業(yè)以太網(wǎng)交換機

l                      最大支持48個10/100/1000M電口，8個1000M SFP擴展槽或者8個萬兆SFP+擴展槽

l                      支持MR-Ring快速環(huán)網(wǎng)(自愈時間<20ms)，兼容STP/RSTP/MSTP生成樹協(xié)議

l                      支持芯片上的分組處理，巨幀支持12KB

l                      支持ACL,對L2-L4層數(shù)據(jù)進行過濾

l                      支持QoS，基于端口的流量監(jiān)管， WRR、DRR、SP、隊列調(diào)度算法、報文的802.1p

l                      支持靜態(tài)路由、策略路由、RIP V1/2、OSPF、IS-IS、BGP、虛擬路由冗余協(xié)議VRRP

l                      支持IP組播PIM-SM、PIM-DM

l                      支持IPv6路由 OSPFv3、BGP4、ISISv6

l                      滿足工業(yè)4級電磁兼容性，IP30等級，無風(fēng)扇設(shè)計

MIE-2412A 網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng)交換機

l                      支持8個10/100/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)RJ45接口，4個1000M SFP擴展槽

l                      可選POE供電，支持802.3af/at供電標準

l                      支持MR-Ring快速環(huán)網(wǎng)(自愈時間 < 20 ms)，兼容STP/RSTP/MSTP生成樹協(xié)議

l                      支持Port-based VLAN，IEEE 802.1Q VLAN和GVRP協(xié)議

l                      支持動態(tài)和靜態(tài)鏈路聚合

l                      支持IGMP Snooping和GMRP過濾組播封包

l                      支持基于MAC 地址的端口鎖定，防止非法入侵

l                      支持SNMPv1/v2不同等級的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議

l                      多種網(wǎng)管方式：Web、Snmp，Telnet，console

l                      IP40防護等級，波紋式鋁型材外殼，工業(yè)4級電磁兼容性設(shè)計