1．地鐵PIS系統(tǒng)背景、業(yè)務(wù)簡(jiǎn)介
1.1 地鐵PIS系統(tǒng)概況
地鐵PIS系統(tǒng)是依托多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為核心，以車(chē)站和車(chē)載顯示終端為媒介向乘客提供信息服務(wù)的系統(tǒng)。乘客信息系統(tǒng)在正常情況下，提供乘車(chē)須 知、軌道交通首末車(chē)服務(wù)時(shí)間、列車(chē)到站時(shí)間、列車(chē)時(shí)刻表、管理者公告等運(yùn)營(yíng)信息及政府公告、出行參考、媒體新聞、賽事直播、廣告等公共媒體信息共同協(xié)調(diào)使 用；在緊急情況下，本著運(yùn)營(yíng)信息優(yōu)先使用的原則，可提供動(dòng)態(tài)輔助性提示，使乘客通過(guò)正確的服務(wù)信息引導(dǎo)，安全、便捷地乘坐軌道交通。
1.2 業(yè)務(wù)需求
地鐵PIS系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)將車(chē)輛視頻監(jiān)視信息實(shí)時(shí)及準(zhǔn)實(shí)時(shí)上傳至控制中心的功能。
地鐵PIS系統(tǒng)根據(jù)控制功能上分為四個(gè)層次：信息源、中心播出控制層、車(chē)站及列車(chē)播出控制層和車(chē)站及列車(chē)播出設(shè)備；從結(jié)構(gòu)上可分為五個(gè)子系統(tǒng)：控制中心子系統(tǒng)、備用控制中心子系統(tǒng)、車(chē)站子系統(tǒng)、車(chē)載子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（有線網(wǎng)絡(luò)和車(chē)地?zé)o線子系統(tǒng)）。
圖1-1
1.3 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需求
1.3.1網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成
網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)包括有線網(wǎng)絡(luò)、車(chē)地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)部分。
網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)利用通信系統(tǒng)提供的中心-車(chē)站主干傳輸網(wǎng)絡(luò)給PIS提供網(wǎng)絡(luò)通道，該通道用來(lái)傳輸中心與各車(chē)站、地鐵車(chē)輛之間的各種數(shù)據(jù)信息、視頻信息和控制信息。
本方案主要針對(duì)地鐵PIS系統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。在功能上實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定的連接通道的作用。
系統(tǒng)利用通信傳輸系統(tǒng)提供的傳輸網(wǎng)絡(luò)。文本圖像信息通過(guò)IP方式傳輸。接口類型采用1000Mbps以太網(wǎng)接口。
網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)VLAN劃分成邏輯獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。
網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)主要設(shè)備包括：控制中心以太網(wǎng)交換機(jī)、車(chē)站/停車(chē)場(chǎng)/車(chē)輛段以太網(wǎng)交換機(jī)、控制中心的防火墻設(shè)備、路由器等。
設(shè)置在控制中心以太網(wǎng)上的交換機(jī)，經(jīng)防火墻設(shè)備和路由器可以連接因特網(wǎng)。
1.3.2有線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)功能要求
有線局域網(wǎng)絡(luò)提供中心連接車(chē)站和無(wú)線接入點(diǎn)的視頻和數(shù)據(jù)通道。
網(wǎng)絡(luò)應(yīng)采用開(kāi)放性體系結(jié)構(gòu)與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所有網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品支持主流的網(wǎng)絡(luò)與接口協(xié)議。
核心交換機(jī)基于電信級(jí)設(shè)備的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，使用全冗余路由交換引擎和分布式電源，保證系統(tǒng)的可靠性。所有模塊均可熱插拔。
應(yīng)確保網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)提供多種方式和層次的訪問(wèn)控制安全機(jī)制。主要包括：
CLI可通過(guò)Radius進(jìn)行用戶認(rèn)證和授權(quán)；
采用SSH協(xié)議保護(hù)遠(yuǎn)程管理會(huì)話；
過(guò)濾和限制DdoS數(shù)據(jù)包。
1.4方案具體說(shuō)明
1.4.1地鐵PIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)具體說(shuō)明
地鐵PIS系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上可分為五個(gè)子系統(tǒng)：控制中心子系統(tǒng)、備用控制中心子系統(tǒng)、車(chē)站子系統(tǒng)、車(chē)載子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（有線網(wǎng)絡(luò)和車(chē)地?zé)o線子系統(tǒng)）。
此網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)部分，只包含有線網(wǎng)絡(luò)部分。
圖2-10地鐵PIS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃
根據(jù)地鐵的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，特選用卓越TSC生產(chǎn)的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，具體說(shuō)明如：
1.4.2控制中心系統(tǒng)
控制中心系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由2臺(tái)TSC Pt3606D三層核心工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)，分別接入通信網(wǎng)絡(luò)。TSC Pt3606D最大可提供96個(gè)百兆口或68個(gè)千兆口，根據(jù)需求選用24個(gè)端口連接數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、維修中心交換機(jī)、網(wǎng)管服務(wù)器、前至通 信服務(wù)器、其它應(yīng)用服務(wù)器、其它終端設(shè)備以及用于與控制中心和通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的連接。
控制中心系統(tǒng)的2臺(tái)TSC Pt3606D采用星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用冗余設(shè)置，為L(zhǎng)C系統(tǒng)中的各服務(wù)器與車(chē)站級(jí)設(shè)備及終端設(shè)備的通信提供了2條獨(dú)立的通道，當(dāng)任一通道出現(xiàn)故障時(shí)，服務(wù)器與車(chē)站級(jí)設(shè)備及終端設(shè)備的通信都可以通過(guò)另一路來(lái)進(jìn)行，對(duì)網(wǎng)絡(luò)正常通信不會(huì)產(chǎn)生任何影響。
圖2-11地鐵PIS系統(tǒng)控制中心系統(tǒng)連接圖
1.4.3車(chē)站子系統(tǒng)
車(chē)站子系統(tǒng)為地鐵PIS系統(tǒng)的重要部分，主要實(shí)現(xiàn)車(chē)站內(nèi)部無(wú)線AP設(shè)備的連接，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與控制中心的互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)控制中心與車(chē)站部分PIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
本方案為每個(gè)車(chē)站選用1臺(tái)三層路由交換機(jī)TSC Pt3552D（提供48個(gè)100M以太網(wǎng)接口，4個(gè)千兆光口可選）為車(chē)站子系統(tǒng)提供接入服務(wù)。
圖2-12地鐵PIS系統(tǒng)典型車(chē)站系統(tǒng)
1.4.4車(chē)載系統(tǒng)
在本次地鐵車(chē)載系統(tǒng)上，采用若干臺(tái)TSC Carat 2024D-A組成。通過(guò)在車(chē)載系統(tǒng)上配置若干臺(tái)工業(yè)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)車(chē)載內(nèi)部系統(tǒng)及車(chē)站交換機(jī)設(shè)備的互聯(lián)。
TSC Carat2024D-A系列網(wǎng)管型工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)支持24個(gè)10/100Base-TX端口， 2 個(gè)擴(kuò)展槽可以擴(kuò)展兩個(gè)單口百兆或千兆模塊，采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式，提供全雙工下的IEEE802.3x流量控制和半雙工模式下的背壓式流量控制，支持端口 自動(dòng)協(xié)商，自動(dòng)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
