前言

隨著城市軌道交通邁入智慧化新階段，地鐵網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化升級(jí)已成為現(xiàn)代都市提升公共交通能級(jí)的重要引擎。作為粵港澳大灣區(qū)軌道交通標(biāo)桿項(xiàng)目，深圳地鐵12號(hào)線二期工程的開通不僅構(gòu)建起空港新城與光明科學(xué)城的智慧交通走廊，更以創(chuàng)新的通信技術(shù)，賦能軌道交通運(yùn)營服務(wù)智能化新升級(jí)。在深圳地鐵12號(hào)線二期項(xiàng)目建設(shè)中，上海兆越通訊技術(shù)有限公司憑借在軌道交通通信領(lǐng)域的深厚積累和技術(shù)優(yōu)勢，為該項(xiàng)目車載PIS系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的通信網(wǎng)絡(luò)方案支撐。為動(dòng)態(tài)信息發(fā)布、AI視覺安防等智慧功能提供了高效可靠的數(shù)據(jù)傳輸?shù)鬃?，彰顯了國產(chǎn)工業(yè)通信方案在復(fù)雜場景下的技術(shù)突破。

項(xiàng)目背景

深圳地鐵12號(hào)線二期工程為一期的北延長線，是聯(lián)系深圳大空港及會(huì)展片區(qū)、寶安沙井松崗片區(qū)、光明區(qū)，協(xié)調(diào)沿線產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)和居住配套區(qū)的軌道交通骨干線路。該項(xiàng)目在建設(shè)過程中以科技創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)，在智慧化場景落地中實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)行業(yè)首創(chuàng)突破。作為軌道交通數(shù)字化服務(wù)的重要載體，乘客信息系統(tǒng)（PIS）通過架構(gòu)升級(jí)與功能重構(gòu)，構(gòu)建起多維立體服務(wù)體系。集成視覺導(dǎo)航系統(tǒng)與自主研發(fā)的AI虛擬客服平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基于自然語言交互的全時(shí)段智能咨詢服務(wù)，顯著提升信息服務(wù)的可達(dá)性與包容性。在此背景下，一個(gè)高效、穩(wěn)定、可靠的網(wǎng)絡(luò)成為保證深圳地鐵12號(hào)線二期PIS系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它需要承載控制信令、視頻流、音頻流以及各類數(shù)據(jù)信息在列車內(nèi)部各個(gè)終端設(shè)備之間，以及列車與地面控制中心之間的順暢交互。因此，深圳地鐵12號(hào)線二期工程車載PIS系統(tǒng)的建設(shè)面臨多重技術(shù)挑戰(zhàn)，主要包括：復(fù)雜電磁環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)通信可靠性、多源異構(gòu)設(shè)備的協(xié)議兼容性、高密度業(yè)務(wù)流的實(shí)時(shí)性保障以及智能交互功能的算力協(xié)同需求。

在此背景下，上海兆越通訊技術(shù)有限公司提出以符合EN50155標(biāo)準(zhǔn)的三層車載核心環(huán)網(wǎng)工業(yè)交換機(jī)MIES-3824系列作為車載網(wǎng)絡(luò)的核心匯聚節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建整套車載PIS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方案。該方案旨在構(gòu)建一個(gè)堅(jiān)固、冗余、易于管理且能適應(yīng)地鐵嚴(yán)苛環(huán)境的專用網(wǎng)絡(luò)，為PIS系統(tǒng)各類業(yè)務(wù)（如實(shí)時(shí)到站信息、線路圖、多媒體播放、緊急廣播等）提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸保障。

車載PIS系統(tǒng)介紹

車載乘客信息系統(tǒng)（PIS）是集信息發(fā)布、多媒體播放、緊急信息播報(bào)、運(yùn)營狀態(tài)顯示等功能于一體的綜合信息服務(wù)平臺(tái)。其主要功能包括：

1. 實(shí)時(shí)運(yùn)行信息發(fā)布：顯示列車當(dāng)前位置、下一站、預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間、線路動(dòng)態(tài)運(yùn)行圖、換乘信息等。
2. 多媒體信息播放：播放新聞、公益廣告、娛樂節(jié)目、氣象信息等，豐富乘客旅途。
3. 緊急信息發(fā)布：在緊急情況下，發(fā)布逃生指南、疏散通知、安撫信息等，引導(dǎo)乘客安全有序應(yīng)對(duì)。
4. 服務(wù)設(shè)施信息：提供車廂內(nèi)服務(wù)設(shè)施（如愛心座椅、輪椅區(qū)）及車站周邊設(shè)施信息。

網(wǎng)絡(luò)方案介紹

上海兆越為深圳地鐵12號(hào)線2期車載PIS系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)方案，充分考慮了地鐵環(huán)境的特殊性和PIS業(yè)務(wù)的多樣性，旨在打造一個(gè)高可靠、高性能、易運(yùn)維的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

網(wǎng)絡(luò)方案架構(gòu)

1. 車地無線通信：

• 列車通過車載AP（Access Point）與沿線部署的地面AP建立無線連接，實(shí)現(xiàn)列車與地面控制中心的數(shù)據(jù)交換。
• 地面AP匯聚后連接至地面核心交換機(jī)（堆疊部署，增強(qiáng)可靠性和處理能力），地面核心交換機(jī)負(fù)責(zé)與PIS系統(tǒng)的中央服務(wù)器及其他相關(guān)系統(tǒng)通信。

1. 車載有線網(wǎng)絡(luò)：

• 司機(jī)室交換機(jī)：采用兆越MIES-3824-G24P系列三層車載交換機(jī)，安裝在列車兩端司機(jī)室，作為車載網(wǎng)絡(luò)的核心匯聚節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)車內(nèi)路由及與車地?zé)o線系統(tǒng)的連接。
• 客室交換機(jī)：采用兆越MIES-3824-G6F18P系列三層車載交換機(jī)，分布安裝在各個(gè)客車車廂，用于連接車廂內(nèi)的PIS顯示屏、廣播設(shè)備、監(jiān)控?cái)z像頭（若PIS集成）等終端設(shè)備。
• 車載TCM防火墻：部署在車載網(wǎng)絡(luò)與車地通信的接口處，保障車載網(wǎng)絡(luò)的安全，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和網(wǎng)絡(luò)攻擊。
• 內(nèi)部連接：司機(jī)室交換機(jī)與相鄰的客室交換機(jī)之間，以及客室交換機(jī)之間通過工業(yè)以太網(wǎng)線連接。

方案特點(diǎn)

1.工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)：所有車載以太網(wǎng)交換機(jī)均采用工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，具備優(yōu)異的抗沖擊、抗振動(dòng)、寬溫工作能力以及強(qiáng)大的電磁兼容性（EMC），能夠適應(yīng)地鐵隧道內(nèi)強(qiáng)電磁干擾、溫濕度變化劇烈等惡劣應(yīng)用場景。

2.鏈路冗余與帶寬增強(qiáng)：司機(jī)室交換機(jī)與客室交換機(jī)之間采用雙端口連接，并通過鏈路聚合技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了設(shè)備間鏈路的冗余備份（一條鏈路故障，另一條自動(dòng)接管），同時(shí)也有效提高了兩者間的傳輸帶寬，滿足PIS系統(tǒng)高清視頻等多媒體業(yè)務(wù)的帶寬需求。

3.核心交換層熱冗余：車頭和車尾司機(jī)室部署的三層交換機(jī)采用VRRP熱冗余技術(shù)。兩臺(tái)三層交換機(jī)虛擬成一個(gè)邏輯路由器對(duì)外提供服務(wù)，一臺(tái)主用，一臺(tái)備用，當(dāng)主用設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，備用設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)毫秒級(jí)無縫切換，確保車載核心網(wǎng)絡(luò)的高可用性和業(yè)務(wù)連續(xù)性。

4.動(dòng)態(tài)路由與主備路徑：兩臺(tái)車載核心三層交換機(jī)（司機(jī)室交換機(jī)）通過OSPF動(dòng)態(tài)路由協(xié)議與地面核心交換機(jī)進(jìn)行通信。通過合理配置OSPF的路徑開銷，可以靈活實(shí)現(xiàn)主備路由選擇，確保在某條車地通信鏈路不穩(wěn)定或中斷時(shí)，數(shù)據(jù)能夠自動(dòng)切換到另一端司機(jī)室的備用路徑，保障車地通信的暢通。

5.服務(wù)質(zhì)量（QoS）保障：方案提供多業(yè)務(wù)的QoS保障機(jī)制，能夠?qū)Σ煌愋偷腜IS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（如控制信令、緊急廣播音頻、實(shí)時(shí)視頻、普通信息更新等）設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先保障關(guān)鍵業(yè)務(wù)和實(shí)時(shí)性要求高的業(yè)務(wù)的帶寬和低延遲，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?、?shí)時(shí)性和可靠性。

6.便捷的網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)：配備專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理軟件，能夠?qū)θW(wǎng)設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控、配置和故障診斷，簡化設(shè)備的日常維護(hù)和故障排除流程，提高運(yùn)維效率。

產(chǎn)品介紹

MIES-3824系列24口M12三層工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)

• 支持18個(gè)10/100M接口（M12 D-code 4芯線）+6個(gè)10/100/1000M接口（M12 X-code 8芯線）或24個(gè)10/100/1000M接口（M12 X-code 8芯線）
• 支持POE供電，支持802.3af/at供電標(biāo)準(zhǔn)
• 符合軌道交通EN50155標(biāo)準(zhǔn),M12航空插頭接口設(shè)計(jì)
• 支持MR-Ring快速環(huán)網(wǎng)（自愈時(shí)間<20ms），兼容STP/RSTP/MSTP生成樹協(xié)議
• 支持QoS，基于端口的流量監(jiān)管，WRR、DRR、SP、隊(duì)列調(diào)度算法、報(bào)文的802.1p
• 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
• 支持IP組播PIM-SM、PIM-DM
• 支持IPv6路由OSPFv3、BGP4、ISISv6
• 支持多種網(wǎng)管方式：Web、Snmp，Telnet，console
• 滿足工業(yè)4級(jí)電磁兼容性，無風(fēng)扇設(shè)計(jì)