前言

隨著城市軌道交通邁入智慧化新階段，地鐵網(wǎng)絡數(shù)字化升級已成為現(xiàn)代都市提升公共交通能級的重要引擎。作為粵港澳大灣區(qū)軌道交通標桿項目，深圳地鐵12號線二期工程的開通不僅構建起空港新城與光明科學城的智慧交通走廊，更以創(chuàng)新的通信技術，賦能軌道交通運營服務智能化新升級。在深圳地鐵12號線二期項目建設中，上海兆越通訊技術有限公司憑借在軌道交通通信領域的深厚積累和技術優(yōu)勢，為該項目車載PIS系統(tǒng)提供了強大的通信網(wǎng)絡方案支撐。為動態(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)通信方案在復雜場景下的技術突破。

項目背景

深圳地鐵12號線二期工程為一期的北延長線，是聯(lián)系深圳大空港及會展片區(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。該項目在建設過程中以科技創(chuàng)新為驅(qū)動，在智慧化場景落地中實現(xiàn)多項行業(yè)首創(chuàng)突破。作為軌道交通數(shù)字化服務的重要載體，乘客信息系統(tǒng)（PIS）通過架構升級與功能重構，構建起多維立體服務體系。集成視覺導航系統(tǒng)與自主研發(fā)的AI虛擬客服平臺，實現(xiàn)基于自然語言交互的全時段智能咨詢服務，顯著提升信息服務的可達性與包容性。在此背景下，一個高效、穩(wěn)定、可靠的網(wǎng)絡成為保證深圳地鐵12號線二期PIS系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵環(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)部各個終端設備之間，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號線二期工程車載PIS系統(tǒng)的建設面臨多重技術挑戰(zhàn)，主要包括：復雜電磁環(huán)境下的網(wǎng)絡通信可靠性、多源異構設備的協(xié)議兼容性、高密度業(yè)務流的實時性保障以及智能交互功能的算力協(xié)同需求。

在此背景下，上海兆越通訊技術有限公司提出以符合EN50155標準的三層車載核心環(huán)網(wǎng)工業(yè)交換機MIES-3824系列作為車載網(wǎng)絡的核心匯聚節(jié)點，構建整套車載PIS系統(tǒng)網(wǎng)絡方案。該方案旨在構建一個堅固、冗余、易于管理且能適應地鐵嚴苛環(huán)境的專用網(wǎng)絡，為PIS系統(tǒng)各類業(yè)務（如實時到站信息、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、運營狀態(tài)顯示等功能于一體的綜合信息服務平臺。其主要功能包括：

1. 實時運行信息發(fā)布：顯示列車當前位置、下一站、預計到達時間、線路動態(tài)運行圖、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，引導乘客安全有序應對。
4. 服務設施信息：提供車廂內(nèi)服務設施（如愛心座椅、輪椅區(qū)）及車站周邊設施信息。

網(wǎng)絡方案介紹

上海兆越為深圳地鐵12號線2期車載PIS系統(tǒng)所設計的網(wǎng)絡方案，充分考慮了地鐵環(huán)境的特殊性和PIS業(yè)務的多樣性，旨在打造一個高可靠、高性能、易運維的網(wǎng)絡架構。

網(wǎng)絡方案架構

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（堆疊部署，增強可靠性和處理能力），地面核心交換機負責與PIS系統(tǒng)的中央服務器及其他相關系統(tǒng)通信。

1. 車載有線網(wǎng)絡：

• 司機室交換機：采用兆越MIES-3824-G24P系列三層車載交換機，安裝在列車兩端司機室，作為車載網(wǎng)絡的核心匯聚節(jié)點，負責車內(nèi)路由及與車地無線系統(tǒng)的連接。
• 客室交換機：采用兆越MIES-3824-G6F18P系列三層車載交換機，分布安裝在各個客車車廂，用于連接車廂內(nèi)的PIS顯示屏、廣播設備、監(jiān)控攝像頭（若PIS集成）等終端設備。
• 車載TCM防火墻：部署在車載網(wǎng)絡與車地通信的接口處，保障車載網(wǎng)絡的安全，防止未經(jīng)授權的訪問和網(wǎng)絡攻擊。
• 內(nèi)部連接：司機室交換機與相鄰的客室交換機之間，以及客室交換機之間通過工業(yè)以太網(wǎng)線連接。

方案特點

1.工業(yè)級標準設計：所有車載以太網(wǎng)交換機均采用工業(yè)級標準設計，具備優(yōu)異的抗沖擊、抗振動、寬溫工作能力以及強大的電磁兼容性（EMC），能夠適應地鐵隧道內(nèi)強電磁干擾、溫濕度變化劇烈等惡劣應用場景。

2.鏈路冗余與帶寬增強：司機室交換機與客室交換機之間采用雙端口連接，并通過鏈路聚合技術，不僅實現(xiàn)了設備間鏈路的冗余備份（一條鏈路故障，另一條自動接管），同時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)務的帶寬需求。

3.核心交換層熱冗余：車頭和車尾司機室部署的三層交換機采用VRRP熱冗余技術。兩臺三層交換機虛擬成一個邏輯路由器對外提供服務，一臺主用，一臺備用，當主用設備發(fā)生故障時，備用設備能夠?qū)崿F(xiàn)毫秒級無縫切換，確保車載核心網(wǎng)絡的高可用性和業(yè)務連續(xù)性。

4.動態(tài)路由與主備路徑：兩臺車載核心三層交換機（司機室交換機）通過OSPF動態(tài)路由協(xié)議與地面核心交換機進行通信。通過合理配置OSPF的路徑開銷，可以靈活實現(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，數(shù)據(jù)能夠自動切換到另一端司機室的備用路徑，保障車地通信的暢通。

5.服務質(zhì)量（QoS）保障：方案提供多業(yè)務的QoS保障機制，能夠?qū)Σ煌愋偷腜IS業(yè)務數(shù)據(jù)（如控制信令、緊急廣播音頻、實時視頻、普通信息更新等）設置不同的優(yōu)先級，優(yōu)先保障關鍵業(yè)務和實時性要求高的業(yè)務的帶寬和低延遲，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴崟r性和可靠性。

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

產(chǎn)品介紹

MIES-3824系列24口M12三層工業(yè)以太網(wǎng)交換機

• 支持18個10/100M接口（M12 D-code 4芯線）+6個10/100/1000M接口（M12 X-code 8芯線）或24個10/100/1000M接口（M12 X-code 8芯線）
• 支持POE供電，支持802.3af/at供電標準
• 符合軌道交通EN50155標準,M12航空插頭接口設計
• 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
• 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
• 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級電磁兼容性，無風扇設計