轨道交通之地铁列车Wi-Fi覆盖解读

2016-03-21

一、政策支持及市场需求

《十三五规划纲要》及全文中“第七篇-构筑现代基础设施网络”的“第二十九章第四节-推动运输服务低碳智能发展”提及“加快智能交通发展，推广先进信息技术和智能技术装备应用，加强联程联运系统、智能管理系统、公共信息系统建设，加快发展多式联运，提高交通运输服务质量和效益”。建设综合运输公共服务平台和交通大数据。

从市场调查数据分析，八成以上的网友认为地铁列车应该装 Wi-Fi。当前互联网+的大背景下，逢坐必问 WiFi 并不为过。更何况地铁系统是一个服务部门，有义务满足旅客的合理需求。但也有业内人士认为，由于技术不够成熟，考虑到列车安全运行的问题，Wi-Fi 暂时不适宜安装。

原因分析：
1、Wi-Fi 影响机车信号、通信信号；
2、Wi-Fi 技术目前还存在造价高、易损坏的问题；
3、“年轻人都成低头族了，到高铁上还低头？”的人文思考；

WIFI 无线真的会影响机车信号和通信信号吗？答案是否定的！

二、需求分析及解决方案

1.地铁 Wi-Fi 覆盖方案：电气设备部署在列车上，必须经过相关的防火、防震、防电子干扰等一系列测试并且获得认证证书。目前信锐 NAP-3600 已通过轨道交通电磁兼容及振动试验报告。

测试结论：符合标准及企业技术要求。可在轨道交通工具中安置设备。

三、Wi-Fi热点组网架构

列车内布置车厢 AP 覆盖列车环境，车厢内乘客上网数据传输到车厢控制器，控制器传输数据到车头和车尾 AP，车头与车尾 AP 再通过 WDS 无线桥接与轨道旁所有 BSSID 相同的 AP 连接，形成 Group 与 Group 之间的无线桥接，完成数据的传输。

（科普小知识：BSSID，一种特殊的 Ad-hoc LAN 的应用，也称为 Basic Service Set (BSS)，一群计算机设定相同的 BSS 名称，即可自成一个 group。每个 BSS 都会被赋予一个 BSSID，它是一个长度为 48 位的二进制标识符，用来识别不同的 BSS。

桥接是基于物理层的传输技术，MAC 地址是唯一标示，修改 BSSID 之后，所有 AP 形成一个团体。与 SSID 的区别：SSID（Service Set Identifier）也可以写为 ESSID，用来区分不同的网络，最多可以有 32 个字符，无线网卡通过连接不同的 SSID （即 AP）并输入相应 AP 的密码就可以进入不同网络。）

地图WiFi拓扑图

四、信息化交通建设

智能交通是未来发展的趋势和动力，推进交通基础的设施，运输工具，运行信息等互联网化，加快构建车联网，完善故障预警，运行维护和智能调度系统，推动驾驶自动化，设施数字化和运行智慧化。

PIS(乘客信息系统)是依托多媒体网络技术，以计算机系统为核心，通过设置站厅、站台、列车的显示终端，让乘客及时准确地了解列车运营信息和公共媒体信息的多媒体综合信息系统。PIS 系统中多媒体播放系统及视频监控需要大量的车体内显示器和视频监控摄像机。

CBTC-基于无线通信的列车自动控制系统。用无线通信媒体来实现列车和地面设备的双向通信，用以代替轨道电路作为媒体来实现列车运行控制。

五、无线覆盖优点：
1、车厢内网络系统的布置要求极其严苛 Wi-Fi 无线覆盖不但可以解决布置问题还可以做到集成式有线无线一体化管理；
2、实现车—地之间的双向通信，并且传输信息量大，传输速度快；
3、实现移动自动闭塞系统，大量减少区间敷设电缆，减少一次性投资及减少日常维护工作；
4、大幅度提高区间通过能力，灵活组织双向运行和单向连续发车，容易适应不同车速、不同运量、不同类型牵引的列车运行控制。

六、集中管理维护
列车车厢不能采用有线连接，车头与车尾互通信号需要经过 7 次或者 15 次以上 WDS 跳转，宽带要求极难达到。将独立的车厢设成一个局域网，在车厢之间建立一根网线的链接。需要 AP 数量众多，有线无线相结合。
解决方法：控制器集群管理，通过总部的无线控制器对每一辆列车的控制器及 AP集中管理，提高管理效率、降低运维工作。管理同时部署独立数据中心，方便管理员统计分析。

七、网络安全与上网行为管理审计

列车网络安全问题也是信息化交通建设过程中不可忽视的难点。列车乘务人员与乘客的权限、乘客的上网行为、非法 AP 的接入和私开热点问题比较严重。

实例：2012 年 11 月 1 日 8 时 15 分至 9 时 30 分，深圳地铁蛇口线和环中线多趟列车暂停运行。地铁方面已基本查明事故原因，初步判定是乘客手持便携式 Wi-Fi 发出的信号，导致列车启动自动防护功能，自动防护会导致列车无法高速行驶，该两条线路用的是 CBTC 系统。
解决方案：
1、信锐支持无线内外网隔离，保证列车行驶安全；
2、上网行为管理，全国最大应用识别库，规范上网行为，提高员工工作效率，封堵非法不良的应用，规避乘客上网行为的法律风险；
3、内置行为审计，满足公安部 82 号令。可记录并留存乘客注册信息，并针对不同用户(组)进行差异化的行为记录和审计；
4、防钓鱼 AP，系统实时非法接入点检测、干扰检测等，对存在的钓鱼接入点进行反制，防止乘客误连入与列车一样或类似的 Wi-Fi 网络，避免上网用户银行钱财、隐私信息被盗；
5、禁止无线热点共享上网，造成管理漏洞以及泄密风险。

八、乘客上网体验保障

乘客候车以及乘车是处于高密场景，高并发的流量对于无线要求高。乘车期间会产生很大的流动性，下车时高移动的车地无线，换乘时前后列车的无线带宽竞争要求无线的无感知漫游。

解决方案

基于无线AP的工作情况进行负载均衡，比如接入用户数、信道利用率。平均分配每一个用户，确保每个无线用户都能获得畅快的上网体验。
支持双频的终端优先接入 5G 频段，结合接入点间负载均衡，平均分布每一个用户，保证每个接入点 2G/5G 频段的用户均能享受良好的上网体验。
信锐无线提供 L2/L3 快速漫游，乘客在移动时能够在不同接入点之间实现快速、平滑的漫游切换，让您漫游切换无感知，体验流畅。

九、无线营销方案

互联网+潮流之下市场化的地铁公司需要更强大的网络营销去宣传企业的形象和品牌。信锐无线提供最合适的增值平台和营销方案帮助企业获得大量的微信粉丝同时完成对于客流信息数据的分析。

解决方案：
1、手机全屏认证：全屏广告对用户的视觉更有冲击力，可以更加形象的展示公司品牌。广告倒计时间可设置，支持图片格式：jpg，jpeg，png，gif。
2、微信 Wi-Fi 认证：无需扫描二维码，用户接入无线网络后，用户点击“我要认证上网”并选择微信连 Wi-Fi 上网后，终端自动运行微信客户端进行 Wi-Fi 连接，用户点击“立即连接”即可成功连接 Wi-Fi。
3、广告信息推送：多维度丰富的推送方式传递不同的宣传消息，做到乘客和企业双向互利互惠提升服务质量。广告推送可以通过微信图文、短信广告、网页广告等穿插打折车票，优惠地方土特产，地方风景区等信息，做到利民服务。

4、客流分析系统：内置强大的客流分析系统，无需购买第三方软件。支持分区域、分 AP 进行客流统计分析，可统计车站候车人数、车内实际人数以及人流密度及人流的流动。