轨道交通乘客信息系统(PIS)

乘客信息系统的网络主要包括:控制中心子系统、车站子系统、车载子系统和网络子系统(有线网络和车地无线子系统)。其中车载子系统和网络子系统是乘客信息系统的核心部分。

随着科技的不断发展,乘客服务及资讯信息不仅要实现控制中心与车站/车辆段、车站与车站之间的通信,还要完成列车与地面间的实时通信,例如:控制中心向列车实时转播的数字视频、灾害告警、政府公告等信息,列车实时上传车厢内的监控信息等。播出的视频要求不能出现马赛克、声音停顿现象,需要有线网络、车地无线网络、车载网络均有足够的带宽和良好的QoS保障机制,同时网络的可靠性要求也非常高,不能因为网络的中断导致PIS系统故障,要求网络具备冗余设计。


PIS系统为乘客提供上述信息,使乘客安全、高效地享受到轨道交通为日常工作生活带来的便捷。


乘客信息系统的网络主要包括:控制中心子系统、车站子系统、车载子系统和网络子系统(有线网络和车地无线子系统)。其中车载子系统和网络子系统是乘客信息系统的核心部分。 

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  车载子系统网络拓扑示意图  

  • 车载子系统

车载PIS系统的设备主要包括:设置于司机室的LCD控制器、视频服务器、工业以太网交换机;设置于车厢/客室内的解码分屏设备、工业以太网交换机、客室信息显示屏。

车辆多采用6辆编组,由车头及车尾的司机室、6节车厢/客室组成,车载工业以太网交换机选用鸿普惠紧固型工业级以太网交换机(通过铁道部EN50155认证、IP67高防护等级),司机室采用三层工业以太网交换机,提供10/100/1000M自适应以太网电口(上行口支持Bypass功能,下行口POE功能可选);车厢采用二层工业以太网交换,上行电口支持Bypass功能,下行电口PoE功能可选,接口为M12形式;考虑到车辆的单节车厢长约20米,整车可达120米,车头和车尾的距离超出双绞线的传输距离,所以建议车载网络采用跳接方式组工业环网,启用ITU-T G.8032工业环网协议,确保链路故障后网络20ms内实现自愈。

通过工业以太网交换机为车载PIS系统和车载CCTV系统提供以太网传输通道,不同业务通过VLAN实现35隔离;对于由车站子系统转发的紧急灾难信息、公告信息及视频播放控制等优先级高的业务,启用QoS功能实现优先转发;支持PIM、IGMP、IGMP Snooping等组播功能,可提高网络带宽利用率。

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  乘客信息系统网络拓扑示意图  

  • 网络子系统

各个车站的有线网络采用鸿普惠工业以太网交换机为LCD播放控制器提供传输通道,视频经播放控制器转发给设置在站厅、上行站台、下行站台、出入口处的LCD显示屏,控制中心与各个车站通过通信网络实现互通。列车与各个车站之间的车地无线网络借助轨旁的无线AP及轨旁局端网管型收发器或多光汇聚型交换机,实现节目、数据以及图像的双向传输。


无线AP沿着轨道线路架设,与车站距离较远,借助轨旁鸿普惠网管型光纤收发器实现点对点传输,同时可以对局端和远端收发器实现全面监控管理,具备端口及链路告警功能。


方案优势

  • 高防护设计


车载通信选用鸿普惠Hermes5000系列M12接口IP67高防护工业级通信产品,紧固型以太网接入方式,防尘、防水、抗振动冲击设计,并可定制固定支架,配备减震片,满足地铁/大铁环境振动冲击的要求,防止列车高速运行及急停时产生的振动导致接线松动、通信异常。工业级设计采用屏蔽、接地、滤波、隔离等措施来提高交换机的抗干扰能力,符合IEC61000-4系列及EN50121、EN55011、EN55022等工业级电磁兼容标准。


  • 工业级隔离电源

采用工业级隔离电源模块,供电方式DC110V,支持双电源接入,有效防止供电系统在瞬变电压及温度漂移等因素共同作用下,给交换机带来的供电异常,导致交换机死机、频繁重启、严重丢包。真正的工业级宽温(-40℃~+85℃)、宽电压(±25%)电源模块。

  • 交换网络安全可靠

采用车载三层交换机+二层交换机混合组网的模式可以实现对每列车故障隔离,常规设计方案为二层组网方案,无法实现每辆车的独立故障隔离。


说明:故障隔离是指广播报文隔离,单列列车内部网络出现广播风暴,影响其他列车和整个无线网络。车地至中心是大二层网络,如果车载网络也规划为二层网络,那么为了避免车地间形成环路造成广播风暴,车头车尾的AP必然不能同时工作。而采用三层交换机+二层交换机混合组网的模式的话,可通过司机室交换机三层路由功能实现列车之间的物理隔离,极大增强了网络的安全性、可靠性。