城市軌道交通電子導(dǎo)向系統(tǒng)研究

趙燦燦，孫同慶，劉 帥

（1. 中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司 電子計算技術(shù)研究所， 北京 100081；2. 軌道交通系統(tǒng)測試國家工程實驗室， 北京 100081）

電子導(dǎo)向系統(tǒng)是乘客信息系統(tǒng)的重要組成部分，在城市軌道行業(yè)中起著提示和指引乘客的作用。電子導(dǎo)向的基本功能是指引方向，可以強化城市軌道交通公共場所的形象以及增加場所的生動性。為乘客指引乘車、售票、出站等目的地，方便快捷地幫助乘客確認在地鐵站內(nèi)的行進方向。隨著科技的進步、人類生活水平的提高，出行方式日益改變，乘客的出行對電子導(dǎo)向依賴越來越顯著。

目前電子導(dǎo)向系統(tǒng)在軌道交通行業(yè)中得到越來越多的應(yīng)用。李寧川[1]理論分析對其引導(dǎo)標(biāo)識進行分析和優(yōu)化,并提出相應(yīng)的改進建議和意見,地鐵站乘客導(dǎo)向系統(tǒng)的布設(shè)和設(shè)計提供了理論和應(yīng)用依據(jù)。何佳以系統(tǒng)的導(dǎo)向設(shè)計理論作為指導(dǎo),建立一套適合地域、迎合文化，同時兼顧功能性、系統(tǒng)性、形象性、文化性于一身的導(dǎo)向系統(tǒng)[2]，實現(xiàn)了導(dǎo)向系統(tǒng)更具有系統(tǒng)兼容性。

1 系統(tǒng)應(yīng)用分析

1.1 系統(tǒng)需求

隨著時代的發(fā)展，傳統(tǒng)的人工指引和墻壁上的安全標(biāo)識，已經(jīng)不能適應(yīng)軌道交通行業(yè)發(fā)展的需求。規(guī)范化的電子導(dǎo)向系統(tǒng)逐漸應(yīng)用于我國交通行業(yè),為旅客快速出行和車站客流組織引導(dǎo)提供了極大便利[3]。軌道交通行業(yè)電子導(dǎo)向作為一個依托于乘客信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的新興技術(shù)應(yīng)運而出，在導(dǎo)向組合屏體（導(dǎo)向技術(shù)的信息顯示載體）、網(wǎng)管功能的結(jié)合、前端信息的播放顯示以及導(dǎo)向安全的保護功能組合下促進了電子導(dǎo)向系統(tǒng)的創(chuàng)新。在陌生的環(huán)境下，憑借電子導(dǎo)向，旅客可不受語言和文化的障礙影響下，能夠方便、快捷、準(zhǔn)確的獲得所需的信息。提高整體引導(dǎo)效率,使得搭乘地鐵的旅客能充分把握和利用時間,享受城市核心區(qū)綜合樞紐帶來的高效便捷舒適的出行體驗,提高乘車效率,提升商業(yè)服務(wù)水平,改善出行質(zhì)量[4]。綜上所述，電子導(dǎo)向系統(tǒng)的主要需求包括：

（1）直接性：從車站的入口到目的地之間的引導(dǎo)距離可以做到最短；

（2）簡單性：動態(tài)的路線選擇決斷，最大程度上減少移動標(biāo)識；

（3）連貫性：動態(tài)須保持連續(xù)連貫性，采用專用路徑，避免被其他非活動區(qū)域阻隔，防止導(dǎo)向指引信息斷鏈；

（4）安全性：導(dǎo)向信息播放、網(wǎng)管具備較高的信息防護等級，導(dǎo)向技術(shù)的載體具備防火、防水等級。

1.2 功能特性

電子系統(tǒng)信息的發(fā)送采用全數(shù)字媒體技術(shù)播放方案，采用網(wǎng)絡(luò)化的集中管理，可實現(xiàn)系統(tǒng)功能統(tǒng)一管理、統(tǒng)一發(fā)布，播放素材及播放終端的統(tǒng)一管理、安全性能的統(tǒng)一維護。系統(tǒng)節(jié)省了人力、時間，提高了管理效率、降低了運營成本。

2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

2.1 技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)主要由4個模塊構(gòu)成：信息網(wǎng)管數(shù)據(jù)管理、導(dǎo)向信息顯示、媒體信息發(fā)布、技術(shù)安全防護，如圖1所示。

圖1 電子導(dǎo)向技術(shù)結(jié)構(gòu)圖

（1）信息網(wǎng)管數(shù)據(jù)管理

通過網(wǎng)管信息管理平臺對在線運行數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)進行管理。數(shù)據(jù)管理技術(shù)同時具備設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控功能，能夠在軟件平臺上進行信息監(jiān)控、查看。

（2）導(dǎo)向信息顯示

前端信息顯示是直接服務(wù)于乘客的媒介，其對應(yīng)設(shè)備包括LCD播放控制器、整合牌體屏等設(shè)備，設(shè)備設(shè)置于公共區(qū)域，系統(tǒng)采取有效措施，避免乘客誤操作或被不法分子入侵。

（3）媒體信息發(fā)布

導(dǎo)向標(biāo)識的最基本功能就是導(dǎo)向指引、安全、正確的信息提示[2]，其通過各車站工作站遠程發(fā)布導(dǎo)向信息來進行引導(dǎo)乘客正確乘車、換乘。地鐵導(dǎo)識系統(tǒng)包括靜態(tài)導(dǎo)識系統(tǒng)和動態(tài)導(dǎo)識系統(tǒng)兩種類型[5]。信息發(fā)布技術(shù)支持滾動信息的顯示，可以發(fā)布告警信息，同時也支持不通素材信息的發(fā)布。

（4）技術(shù)安全防護

導(dǎo)向技術(shù)安全防護主要用于保護系統(tǒng)的硬件和軟件功能的正常運行，避免系統(tǒng)受到破壞。

2.2 系統(tǒng)原理

電子導(dǎo)向系統(tǒng)依托于乘客信息系統(tǒng)，以傳輸系統(tǒng)作為信息發(fā)送載體，中心服務(wù)器和交換機為轉(zhuǎn)換介質(zhì)，LCD播放控制器為獲取信息的媒體和文件存儲介質(zhì)，通過網(wǎng)線和光纜進行長傳設(shè)備呈現(xiàn)在顯示屏上，如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

節(jié)目導(dǎo)出后，媒體信息源通過媒體編播中心下發(fā)，將信息存儲在服務(wù)器上轉(zhuǎn)發(fā)到媒體LCD播放控制器進行播放。

3 技術(shù)方案

3.1 導(dǎo)向信息顯示設(shè)計

將整個前端組合屏分為顯示氣候區(qū)域、車站出入口指引區(qū)域、車站周邊環(huán)境區(qū)域、車站信息顯示區(qū)域、車站分布圖區(qū)域以及時間日期區(qū)域6部分。標(biāo)志的設(shè)計按不同板塊要求以不同顏色進行區(qū)分，代表不同的指引，充分指引乘客，完善指南[6]，整合后的組合屏如圖3所示。

天氣、溫度、濕度顯示區(qū)域ATS信息顯示區(qū)域車站出口A 車站出口B周邊環(huán)境車站平面圖區(qū)域時間、日期顯示區(qū)域

圖3 電子導(dǎo)向組合屏示意圖

3.2 媒體信息發(fā)布設(shè)計

媒體信息源通過媒體編播中心下發(fā)，將信息存儲在服務(wù)器上轉(zhuǎn)發(fā)到媒體播放控制器， 服務(wù)器統(tǒng)一管理素材，可以實現(xiàn)資源共享，便于節(jié)目內(nèi)容的管理。制作節(jié)目時，先將節(jié)目素材上傳到服務(wù)器，素材上傳完成后，通過平臺進行管理發(fā)布。

3.3 信息網(wǎng)管數(shù)據(jù)管理

電子導(dǎo)向系統(tǒng)軟件設(shè)計旅客是引導(dǎo)旅客進行登乘的重要基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)了導(dǎo)向系統(tǒng)軟件部分技術(shù)的設(shè)計[7]。在電子導(dǎo)向系統(tǒng)中增加電子導(dǎo)向組合屏部分，軟件管理部分中也可以方便對導(dǎo)向信息部分的網(wǎng)絡(luò)管理，統(tǒng)一納入到乘客信息系統(tǒng)的綜合網(wǎng)管平臺，進行統(tǒng)一管理。

（1）網(wǎng)管平臺設(shè)計

導(dǎo)向系統(tǒng)將導(dǎo)向系統(tǒng)終端設(shè)備的狀態(tài)進行匯總，統(tǒng)一開放與PIS系統(tǒng)的接口，向PIS系統(tǒng)上報終端設(shè)備的運行狀態(tài)，由PIS系統(tǒng)統(tǒng)一匯總在綜合網(wǎng)管平臺中進行統(tǒng)一顯示。

導(dǎo)向系統(tǒng)的電子導(dǎo)向終端與PIS系統(tǒng)共同使用網(wǎng)管信息管理系統(tǒng)平臺，采用B/S模式，通過工作站上的瀏覽器訪問系統(tǒng)，信息管理系統(tǒng)的登錄訪問方式如圖4所示。

圖4 導(dǎo)向網(wǎng)管登陸訪問方式

（2）主要功能

網(wǎng)管信息管理平臺主要由車站設(shè)備信息監(jiān)控和設(shè)備信息查看組成，在線實時監(jiān)控、查看，選中某一車站點擊列表車站名稱即可查看本站導(dǎo)向設(shè)備的模擬圖，如圖5所示。

圖5 網(wǎng)管數(shù)據(jù)管理界面

系統(tǒng)的網(wǎng)管技術(shù)可監(jiān)控設(shè)備的在線狀態(tài)、工作站的運行情況、內(nèi)存的使用情況、設(shè)備的基本信息、設(shè)備IP等，并且可以通過畫面截屏功能，對綜合牌體當(dāng)前的視頻播放畫面進行截屏回傳。從而能夠第一時間獲取設(shè)備信息，以便工作人員和技術(shù)人員能及時對突發(fā)情況進行快速、準(zhǔn)確處理。

網(wǎng)管信息管理平臺同時具備遠程控制操作功能，可以在不用去現(xiàn)場查看的情況下遠程判斷設(shè)備的出現(xiàn)的問題情況，能看到設(shè)備的所有相關(guān)信息，比如設(shè)備配置信息、端口狀態(tài)信息、端口流量信息、牌體的MAC地址、查詢設(shè)備日志等操作，如圖6所示。

3.4 技術(shù)安全防護

圖6 網(wǎng)管管理平臺遠程操作界面

地鐵車站靜態(tài)導(dǎo)向標(biāo)識系統(tǒng)安全功效評價指標(biāo)體系，是我國地鐵導(dǎo)向標(biāo)識系統(tǒng)安全功效評價的理論依據(jù)和技術(shù)支撐[8]。本次設(shè)計安全方面主要從系統(tǒng)的軟件和硬件部分進行安全措施：

（1）系統(tǒng)整合屏部分

整個屏體部分具有接地、密封、防雷等安全措施，可以將雷電流分流入地，引導(dǎo)屏體不被雷擊，避免對設(shè)備的沖擊。

（2）系統(tǒng)軟件部分

系統(tǒng)具備防火墻功能，可以安裝安全高等級殺毒軟件，同時也采用了系統(tǒng)三級安全等保方案，更加全面、深層次地保護系統(tǒng)阻擋病毒、黑客入侵。

4 結(jié)束語

從三個技術(shù)層面研究論證了電子導(dǎo)向技術(shù)在乘客信息系統(tǒng)中占據(jù)的重要組成部分，有效地提高了信息指引的效率、正確性，提高了出行的便捷性，減少了出現(xiàn)路線選擇的錯誤性，提升了PIS系統(tǒng)在整個軌道交通行業(yè)中的地位。

隨著城市軌道交通的承載量逐步上升，建立智能化乘客信息系統(tǒng)成為未來發(fā)展的必要趨勢。電子導(dǎo)向技術(shù)實現(xiàn)了系統(tǒng)的便捷性，但是系統(tǒng)的軟件資源依然存在著資源未開發(fā)的浪費。在此基礎(chǔ)上，可結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺，對軟件智能化管理設(shè)計方案做進一步的研究。