DB37_T 4441—2021城市轨道交通互联互通体系规范 PIS系统.pdf

ICS 45.020 CCS P 65 37 山东省地方标准 DB37/T 44412021 城市轨道交通互联互通体系规范 PIS 系统 Urban rail transit systems specification for interoperabilityPassenger information system 2021-11-17 发布 2021-12-17 实施 山东省市场监督管理局 发 布 目次 前言.II 引言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 缩略语.2 5 PIS 系统架构及功能要求.2 5.1 系统架构.2 5.2 功能要求.3 6 PIS 系统接口要求.5 6.1 线网编播中心子系统接口.5 6.2 线路控制中心子系统接口.5 6.3 车站子系统接口.5 6.4 车载子系统接口.5 6.5 网络子系统接口.5 7 PIS 系统技术要求.6 7.1 时钟同步.6 7.2 跨线运行车载直播视频业务.6 7.3 车载直播视频补包服务.6 7.4 PIS 业务跨线切换流程.7 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由山东省交通运输厅提出并组织实施。本文件由山东省城市轨道交通标准化技术委员会归口。本文件起草单位：青岛地铁集团有限公司、青岛海信网络科技股份有限公司、济南轨道交通集团有限公司、烟台市轨道交通集团有限公司、潍坊轨道交通集团有限公司、北京城建设计发展集团股份有限公司、中铁第一勘察设计院集团有限公司、中铁二院工程集团有限责任公司、中国铁路设计集团有限公司、青岛市标准化研究院。本文件主要起草人：张君、迟建平、王守慧、芦睿泉、王者永、罗情平、刘泉维、吴学锋、于志永、邢春阳、徐明功、乔羽、万思军、万里、袁博、姜钰、孙传亮、吕平、李虎、景元广、韩金、程安广、纪延安、许静、赵鸣翔、王鹏、周华锋、张令翔、李惠忠、岳晓东、罗江胜、张程、文璐、刘嘉宇、陈银华、贾平、韩丽丽。引言 为促进山东省城市轨道交通工程建设、实现网络化运营并满足互联互通的需要，达到以人为本、经济适用、技术先进、资源共享及可持续发展的目标，制定山东省城市轨道交通互联互通系列地方标准。本系列地方标准遵循中国城市轨道交通协会发布的LTE-M和CBTC互联互通的系列团体标准，并借鉴国内其他城市的建设经验，结合山东省城市轨道交通实际建设与运营需求而编制，用于指导和规范山东省城市轨道交通的互联互通建设工作。本系列地方标准中主要包括总体要求、信号系统、车地无线通信系统及PIS系统四部分内容，从技术发展的适应性、标准架构的合理性、标准实施的可操作性及使用对象的不同考虑，将系列标准划分为城市轨道交通互联互通体系规范 总体要求、城市轨道交通互联互通体系规范 信号系统 第1部分：系统需求、城市轨道交通互联互通体系规范 信号系统 第2部分：ATS系统工作站人机界面、城市轨道交通互联互通体系规范 信号系统 第3部分：工程设计、城市轨道交通互联互通体系规范 信号系统 第4部分：车载人机界面、城市轨道交通互联互通体系规范 车地无线通信系统和城市轨道交通互联互通体系规范 PIS系统4个规范（其中信号系统由4部分内容组成）。其中总体要求主要从规划及工程设计的角度对城市轨道交通互联互通做了基本要求，信号系统、车地无线通信系统和PIS系统三个规范主要从系统设计、产品设计、产品制造、测试、验收等方面对系统的互联互通做了具体要求。城市轨道交通互联互通体系规范 PIS 系统 1 范围 本文件规定了山东省城市轨道交通互联互通线路PIS系统总体架构、系统功能、系统接口和系统互联互通的技术要求，规定了地面PIS系统、车载PIS系统的技术要求。本文件适用于山东省城市轨道交通项目PIS系统的新建、改造及扩建的互联互通线路建设，用于指导PIS系统的工程设计、工程建设、网络规划、设备招标、系统设计、产品设计。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 22239 信息安全技术信息系统安全等级保护基本要求 GB 50157 地铁设计规范 T/CAMET 11001.22019 智慧城市轨道交通信息技术架构及网络安全规范 第2部分：技术架构 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 安全生产网 safety production network 用于承载城市轨道交通运营生产类面向一线生产及调度人员服务的应用系统的计算机网络。来源：T/CAMET 11001.12019，3.1.2 3.2 内部管理网 internal management network 用于承载城市轨道交通运营管理、企业管理、建设管理、资源管理等面向企业内部用户应用系统的计算机网络。来源：T/CAMET 11001.12019，3.1.3 3.3 外部服务网 external service network 用于承载城市轨道交通乘客服务类等面向外部或公众用户服务应用系统的计算机网络。来源：T/CAMET 11001.12019，3.1.4 3.4 乘客信息系统 passenger information system 为站内和列车内的乘客提供有关安全、运营及服务等综合信息显示的系统设备的总称。来源：GB 501572013，2.0.53 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。AAC：高级音频编码（Advanced Audio Coding）ATS：列车自动监控（Automatic Train Supervision）IP：互联网协议（Internet Protocol）LCD：液晶显示屏（Liquid Crystal Display）LTE-M：地铁长期演进系统（Long Term Evolution-Metro）MPEG-TS：MPEG传输流（Motion Picture Expert Group-Transport Stream）MVB：多功能列车总线（Multifunction Vehicle Bus）NTP：网络时钟协议（Network Time Protocol）PCC：线网编播中心（PIS Control Center）PIS：乘客信息系统（Passenger Information System）QoS：服务质量（Quality of Service）RTP：实时传输协议（Real-time Transport Protocol）TCMS：列车控制和管理系统（Train Control and Management System）VLAN：虚拟局域网（Virtual Local Area Network）5 PIS 系统架构及功能要求 5.1 系统架构 5.1.1 PIS 系统功能应满足 GB 50157 中乘客信息系统的相关规定。PIS 系统宜采用线网级、车站两级系统架构，可根据城市线网规划和运营管理需求设置线路中心级控制中心。PIS 系统架构如图 1 所示。图1 PIS 系统架构图 5.1.2 线网编播中心子系统宜由网络设备、服务器、工作站、预览设备、非线编设备、直播系统以及接入测试平台等构成，提供线网级的信息发布，节目制作、直播视频服务以及线路接入等功能。5.1.3 线路控制中心子系统宜由网络设备、服务器、工作站、预览设备和直播系统等构成，提供线路级的乘客信息发布和直播视频服务等功能。5.1.4 车站子系统宜包括车站服务器、车站播控器和车站显示屏等设备，实现但不限于直播视频播放，首末班车信息，列车时刻表信息、运营信息发布、乘车须知、服务时间、管理者公告、政府公告、出行参考、新闻、赛事直播、广告等信息显示功能。5.1.5 车载子系统宜包括车载视频服务器、车载 PIS 系统和车载显示终端，实现直播视频播放和报站信息显示等功能。5.1.6 PIS 系统宜支持云平台部署，并部署在安全生产网。部署在云平台的 PIS 系统需满足下列要求：a)宜根据城市线网规划建设统一的大数据平台进行数据共享。大数据平台建设应满足 T/CAMET 11001.22019 第 7 章大数据平台的要求；b)按照安全生产网、内部管理网和外部服务网业务逻辑分区域部署，不同网间的数据平台域的信息交互通过安全通道进行；c)高安全级别能直接向低安全级别的系统或数据域传输数据，低安全级别的数据宜通过安全隔离的策略上传到高安全级别的系统或数据域。5.1.7 PIS 系统网络安全应不低于 GB/T 22239 中信息安全等级保护二级的要求。5.2 功能要求 5.2.1 线网编播中心子系统 5.2.1.1 紧急信息是处理各类突发事件而发布的面向乘客的提示信息，包含紧急疏散信息、安全指引信息等。系统应支持紧急信息下发给各车站或车载显示终端，实现应急信息的发布管理。紧急信息发布应经过审核后方可发布。5.2.1.2 线网编播中心子系统视频服务器宜提供主、备 2 路直播视频信号给各线路车站子系统；提供主、备 2 路直播视频信号给各线路车载子系统。5.2.1.3 车站和车载显示屏应根据需要分屏显示不同的信息,宜支持显示视频信息，运营信息和紧急信息等，宜支持中文和英文两种语言显示的能力。5.2.1.4 车站和车载显示屏宜支持多窗口划分进行多媒体信息显示和单画面紧急信息显示。在多窗口显示模式下，每个窗口的显示内容支持独立控制。操作员可预先设置多套显示界面版式，根据运营需要自动或手动切换界面，同一城市不同线路乘客信息显示界面宜统一。5.2.2 线路控制中心子系统 5.2.2.1 线路中心子系统应支持接收来自线网编播中心或者线路综合监控系统下发的紧急信息和直播视频信息，并将紧急信息发布到相应的车站或车载显示终端。5.2.2.2 线路中心子系统应支持接收来自信号 ATS 系统提供的列车运行信息，并将列车信息显示到相应的车站或车载显示终端。与信号 ATS 系统传输内容包括：跨线的列车编号、车次编号、终点站信息、预计到达时间、预计离开时间、到站信息、离站信息、跳站信息和首末班车信息等。5.2.2.3 线路控制中心子系统视频服务器宜提供主、备 2 路直播视频信号给本线路车站子系统；提供主、备 2 路直播视频给本线路车载子系统。5.2.2.4 线路控制中心版式管理要求与线网编播中心版式管理要求相同。5.2.3 车站子系统 5.2.3.1 车站子系统能实现各种多媒体信息以及运营信息在车站显示终端的显示。车站子系统宜支持文字信息的滚动显示和全屏显示。滚动信息的内容、滚动方向及滚动速度应支持自定义配置。5.2.3.2 车站子系统应支持接收来自 PCC 或线路控制中心子系统解码后的列车运行信息，并按照预先定义版式在车站 LCD 显示屏显示。5.2.3.3 视频播放宜根据播放列表实现循环播放和指定时间段播放，视频播放宜支持直播和备播视频播放模式，当直播信号丢失或者质量较差时自动切换到备播模式。5.2.3.4 视频播放应清晰流畅，不应出现画面中断或跳帧的现象，动态切换播出画面时，不同播放内容的画面切换显示间隔应不大于 1 s。5.2.4 车载子系统 5.2.4.1 PCC 直播视频信号通过车地无线系统转发给车载 PIS 系统，提供车载视频直播补包、直播视频与列车到站信息合成等功能。5.2.4.2 车载子系统与列车 TCMS 系统接口对接，并能实现视频播放、信息显示等功能。5.2.4.3 车载子系统提供车载乘客信息显示、车载视频播放、列车广播和列车线路显示等功能。列车PIDS 系统与列车 TCMS 系统通信，获取列车运行信息，将信息处理后与多媒体信息合并，由车载 LCD 显示终端显示。5.2.4.4 车载子系统宜支持接收和显示互联互通线路视频服务器的视频信号。视频播放可根据播放列表实现循环播放和指定时间段播放，视频播放宜支持直播和备播两种视频播放模式，当直播信号丢失或者质量较差时自动切换到备播模式。5.2.4.5 车载视频播放应清晰流畅，无画面中断或跳帧现象，动态切换播出画面时，不同播放内容之间的画面切换显示间隔应不大于 1 s。5.2.4.6 车载子系统应支持在互联互通线路运行。列车跨线路后，车载 PIS 系统可以播放来自新线路PIS 信息。5.2.4.7 车载 PIS 系统与 TCMS 系统接口传输内容包括：时钟同步信息、线路编号、起点站、当前站、终点站、车次编号、列车编号、到站信息、出站信息、跳站信息、开关门信息、换乘信息、列车满载率信息和跨线列车标志信息等。5.2.5 网络子系统 5.2.5.1 PIS 系统网络分为地面传输网络，车地无线传输网络和车载传输网络三部分组成。PIS 系统网络应支持组播、单播功能。5.2.5.2 线网编播中心子系统，线路控制中心子系统和车站子系统之间通信通过地面传输网络传输。PIS 系统通过防火墙、入侵检测等设备保障网络安全。5.2.5.3 车地无线网络承载运营安全业务和非运营安全业务。运营安全业务宜采用 LTE-M 承载，用于承载与运营安全相关的业务；非运营安全业务车地无线网络宜采用统一制式，用于承载大带宽需求的非运营安全相关业务。车地无线网络宜保证无线流量端到端的加密，宜结合严格的用户身份鉴别，且只允许授权范围内的访问。车地无线网络接入安全生产网时，采用边界防护、访问控制、安全接入等手段进行接入与防护。车地无线网络宜配置访问控制、入侵检测、日志记录和审计等安全策略，结合管理措施防范从内部网络发起对业务终端的攻击。5.2.5.4 LTE-M 车地无线网络承载列车紧急文本下发、紧急情况下的列车的视频监视等安全业务。车地无线非安全网承载 PIS 视频直播、非紧急情况下的列车的视频监视图像、车载视频监视图像的录像上传等业务。不同业务宜按照 QoS 优先级顺序传输，安全的业务优先级高，非安全的业务优先级低。5.2.5.5 列车紧急文本是指地面 PIS 服务器传送给车载 PIS 终端的紧急文本信息。对车地无线网路要求如下：a)列车紧急文本下发业务要求支持地面任意时刻可以传送紧急文本信息给线路上任意地点的车载设备；b)列车紧急文本下发业务要求可点对点、点对多点传输；c)列车紧急文本下发业务要求传输时延不超过 300 ms 的概率不小于 98%；d)列车紧急文本下发业务要求丢包率不大于 1%；e)列车紧急文本下发业务为随机性数据，要求传输速率不小于 10 kbps。5.2.5.6 PIS 视频直播业务是指由地面将视频或图像信息通过广播或者组播传输到车厢内播放。对车地无线网络要求要求如下：a)PIS 视频直播业务要求支持组播通信，针对组播过程中的丢包支持单播补包；b)PIS 视频直播业务要求能够传输图像分辨率为标清或高清的视频，传输速率满足视频直播传输所需带宽，传输速率为下行 2-8Mbps；c)PIS 视频直播业务要求传输时延不超过 500 ms 的概率不小于 98%；d)PIS 视频直播业务要求丢包率不大于 1%。5.2.5.7 PIS 系统 IP 地址分配宜遵循城市轨道交通总体 IP 地址规划原则，统一编码，充分利用 IP 地址资源。IP 地址分配不应互相冲突。考虑今后的发展，应预留一定的 IP 地址备用。6 PIS 系统接口要求 6.1 线网编播中心子系统接口 6.1.1 与时钟系统接口为 RS-422 或者以太网接口。PIS 系统内终端设备时钟同步采用 NTP 协议，校时周期默认为 10s，支持通过配置界面修改校时周期。6.1.2 与视频服务器接口为标准以太网接口。各线路 PIS 系统从 PCC 线网编播中心子系统获取直播视频流信息并转发给各车站和车载显示终端设备。直播视频流采用组播方式发送标准 MPEG-TS 流，传输协议支持 UDP 或 RTP 协议，视频压缩编码支持 H.264 或 H.265 格式，音频压缩编码支持 AAC 或 MP3 格式。6.1.3 PIS 系统若采用线网、车站两级系统架构，线网编播中心子系统宜具备与多线路 ATS 系统接口的功能。6.2 线路控制中心子系统接口 6.2.1 与 ATS 系统接口为 RS-422 或者以太网接口，宜采用 RS-422 协议或者以太网协议传输。信号 ATS系统与线路控制中心子系统对接，提供本线路及跨线路的车辆运行信息。6.2.2 与综合监控接口为标准以太网接口。紧急事件发生时，操作员可通过紧急信息发布管理工作站或综合监控工作站在 PIS 显示屏上实现紧急信息的发布。6.3 车站子系统接口 6.3.1 车站子系统应根据线路控制中心子系统提供的跨线路信号完成列车跨线路运行信息显示。6.3.2 车站子系统应支持接收来自 PCC 或者综合监控系统下发的紧急信息，并将信息发布到相应的车站显示终端。6.4 车载子系统接口 6.4.1 车载 PIS 视频服务器通过车地无线系统接入地面 PIS 视频服务器，并通过车载网络与车载 PIS播放控制器接口，接口为 M12 接口，采用以太网传输协议。6.4.2 车载 PIS 系统与 TCMS 系统物理接口为 DB9 或 M12 接口，宜采用的传输协议为 MVB 协议或以太网协议。6.5 网络子系统接口 车载传输网络为车载设备提供以太网传输通道，接口形式为DB9或者M12。车载传输网络根据运营安全相关的业务和非运营安全业务划分VLAN，涉及运营安全业务宜通过专用的VLAN通道传输。非安全业务VLAN通道与安全业务VLAN通道宜采取相应的网络边界安全管理措施，保证网络传输通道安全可靠。7 PIS 系统技术要求 7.1 时钟同步 PIS系统内的设备时钟应保持一致。地面PIS系统应能与时钟系统进行校时，时钟误差宜控制在1 s内。跨线的车载子系统应能根据TCMS系统或时钟系统提供的时钟信号进行校时，时钟误差宜控制在1 s内。7.2 跨线运行车载直播视频业务 7.2.1 PIS 直播视频源来自于 PCC 或线路控制中心视频服务器。7.2.2 车载 PIS 视频直播源来自 PCC 的情况下，各线路车载视频采用 PCC 的视频直播源，跨线路运行时无需切换组播地址，在新线路直接接收来自 PCC 的视频直播信号。7.2.3 车载 PIS 视频直播源来自线路控制中心的情况下，各线路车载视频跨线路运行时需切换到新线路视频直播源的组播地址。7.3 车载直播视频补包服务 7.3.1 车载直播视频补包服务宜根据运营需求设置互联车辆 PIS 补包服务器，通过互联车辆 PIS 系统补包服务器集中管理各线路车载 PIS 直播视频补包业务，实现不同线路视频直播服务组播地址管理、视频直播补包等服务功能。视频直播信号传输宜采用组播方式，视频补包服务信息传输宜采用单播方式。7.3.2 车载直播视频补包服务通过互联车辆 PIS 系统补包服务来实现跨线路直播业务。车载直播视频补包服务如图 2 所示：图2 车载视频直播补包服务 7.3.3 车载PIS系统跨线路直播视频补包服务，按照部署位置分为PCC和线路控制中心两种情况部署。a)视频补包服务部署在 PCC 时，补包流程如下：1)车载 PIS 系统从 PCC 视频服务器获取主、备 2 路直播视频流。车载 PIS 系统通过 PCC 视频补包服务器实现直播视频补包服务；2)本线路运行时，车载 PIS 系统通过 PCC 补包服务器实现直播视频补包服务；3)车载 PIS 系统收到来自列车 TCMS 系统的跨线路运行信号，根据当前线路信息判断车辆是否换线；4)跨线路运行时，车载 PIS 系统通过 PCC 补包服务器实现跨线路直播视频补包服务。b)视频补包服务部署在线路控制中心时，补包流程如下：1)车载 PIS 系统线从线路控制中心视频服务器获取主、备 2 路直播视频。正常情况下通过本线路视频补包服务器实现直播视频补包服务；2)本线路运行线路时，车载 PIS 系统通过归属线路控制中心补包服务器实现直播视频补包服务；3)车载 PIS 系统收到来自列车 TCMS 系统的跨线路运行信号，根据当前线路信息判断车辆是否换线；4)跨线路运行时，车载 PIS 系统切换到新线路控制中心视频直播服务器实现跨线路直播视频补包服务。7.4 PIS 业务跨线切换流程 7.4.1 根据直播视频部署位置不同，分为车载 PIS 直播视频来自 PCC 和线路控制中心两种跨线切换流程。7.4.2 当车载 PIS 视频直播信号来自 PCC 时，车载 PIS 系统跨线报站信息显示、视频直播等业务流程如图 3 所示：图3 视频信号来自 PCC 时 PIS 业务跨线切换流程 a)车载PIS系统在自动报站模式下，列车TCMS系统将跨线路后的线路信息发送给车载PIS系统。手动报站或者半自动报站模式下，列车跨线路信息来自车载 PIS 系统。司机在车载 PIS 系统操作台手动选择线路信息并触发跨线路报站信息；b)车载 PIS 系统接收来自列车 TCMS 系统触发的跨线路运行信号，根据线路编号信息的变化来判断车辆是否跨线运行；c)如果收到列车跨线运行信号，车载 PIS 系统发起跨线乘客信息显示业务流程；d)车载 PIS 系统更新到新线路的配置信息，视频直播服务器组播组地址保持不变；e)车载 PIS 系统显示新线路运营信息及视频播放信息；f)车载 PIS 系统完成跨线路乘客信息显示业务流程。7.4.3 当车载 PIS 视频直播信号来自线路控制中心时，车载 PIS 系统跨线报站信息显示、视频直播等业务流程如图 4 所示：图4 视频信号来自线路控制中心时 PIS 业务跨线切换流程 a)车载PIS系统在自动报站模式下，列车TCMS系统将跨线路后的线路信息发送给车载PIS系统。手动报站或者半自动报站模式下，列车跨线路信息来自车载 PIS 系统。司机在车载 PIS 系统操作台手动选择线路信息并触发跨线路报站信息；b)车载 PIS 系统接收来自列车 TCMS 系统触发的跨线路运行信号，根据线路编号信息的变化来判断车辆是否跨线运行；c)如果收到列车跨线运行信号，车载 PIS 系统发起跨线乘客信息显示业务流程；d)车载 PIS 系统更新到新线路的配置信息，包括视频直播服务器组播组地址、列车运行等信息，实现跨线路视频直播服务；e)车载 PIS 系统显示新线路运营信息及视频播放信息；f)车载 PIS 系统完成跨线路乘客信息显示业务流程。