城市軌道交通車站綜合操作管理平臺(tái)方案研究

吳 躍，吳 卉，李高科，張鵬飛

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 電子計(jì)算技術(shù)研究所，北京 100081）

城市軌道交通車站綜合控制室（簡(jiǎn)稱：綜控室）作為地鐵線路運(yùn)營(yíng)管理的重要場(chǎng)所，它是車站的后備指揮中心，在車站起著中樞作用。日常情況下，車站值班員（簡(jiǎn)稱：綜控員）和值班站長(zhǎng)（簡(jiǎn)稱：值站）就是在車站綜控室內(nèi)實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行的監(jiān)視和控制，同時(shí)，車站綜控員還負(fù)責(zé)站內(nèi)廣播尋人、車站視頻監(jiān)視、火災(zāi)報(bào)警確認(rèn)等車站運(yùn)行工作。

目前，城市軌道交通車站綜控室綜合后備盤(pán)（IBP，Integrated Backup Panel）一般由上、下兩部分組成，上層部分為IBP 的馬賽克盤(pán)面，下層部分為工作臺(tái)，分別設(shè)置綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS，Integrated Supervisory Control System）操作終端、視頻監(jiān)控系統(tǒng)（VMS，Video Management System）操作終端、車地綜合通信固定臺(tái)、廣播系統(tǒng)（PA，Public-address System）控制盒，乘客信息系統(tǒng)（PIS，Passenger Information System）操作終端，電子導(dǎo)向操作終端等，同時(shí)設(shè)置調(diào)度電話、公務(wù)電話、廣播控制盒及無(wú)線固定臺(tái)設(shè)備，在綜控室內(nèi)各系統(tǒng)分設(shè)操作管理終端占據(jù)了工作臺(tái)面的大部分空間，每個(gè)終端的操作界面和用戶設(shè)置各異，綜控室臺(tái)面上終端擺放擁擠，綜控員在進(jìn)行不同操作時(shí)，移動(dòng)跨度大，每個(gè)終端的操作界面和用戶設(shè)置各異，不便于運(yùn)營(yíng)人員的日常操作。

目前，關(guān)于地鐵車控室的一體化整合方案已經(jīng)取得了一部分成效，基本的整合方式包括：IBP 盤(pán)一體化整合[1-2]，電子IBP 盤(pán)[3]，對(duì)于車控室內(nèi)設(shè)備設(shè)施的整體優(yōu)化布置等[4]，現(xiàn)階段從硬件設(shè)備設(shè)施的優(yōu)化考慮較多，而基于軟件操作平臺(tái)的整合研究較少。對(duì)于運(yùn)營(yíng)操作人員，在業(yè)務(wù)變化的適應(yīng)性，協(xié)同工作能力，功能拓展等方面與生產(chǎn)需求的矛盾日益突出，調(diào)度工作人員設(shè)置冗雜，在減員增效的背景下，對(duì)于車控室的綜合操作平臺(tái)的需求凸顯出來(lái)。

本文從系統(tǒng)操作終端整合入手，為解決通信系統(tǒng)間信息孤島，系統(tǒng)操作終端多，操作風(fēng)格各異的問(wèn)題，提出車站綜合操作管理平臺(tái)的方案并研究其可行性，可有效地促進(jìn)調(diào)度整體工作質(zhì)量與管理水平的全面提升，為地鐵運(yùn)營(yíng)人員操作提供便利[5]。

1 平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

在各系統(tǒng)提供可操作接口的情況下，制定開(kāi)發(fā)車站綜合管控平臺(tái)有效地解決子系統(tǒng)間終端架構(gòu)融合問(wèn)題，為系統(tǒng)提供可擴(kuò)展的綜合業(yè)務(wù)融合功能，前期可先考慮部分系統(tǒng)的整合。一臺(tái)終端設(shè)備接入不同系統(tǒng)的網(wǎng)管入口，整合現(xiàn)有客戶端/服務(wù)器(C/S，Client/Server)和瀏覽器/服務(wù)器(B/S，Browser/Server)2 種架構(gòu)終端，形成通信系統(tǒng)車站整合終端。

提供不限于車站綜合管控作業(yè)、視頻監(jiān)控管控、廣播管控、乘客信息管控和導(dǎo)向管控的綜合操作管理終端，提供一體化的操作接入界面，有利于運(yùn)營(yíng)人員的統(tǒng)一操控，同時(shí)也可以幫助地鐵運(yùn)營(yíng)單位對(duì)于優(yōu)化崗位職責(zé)，提高員工效能提供輔助幫助。

1.1 平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

綜合操作管理平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如圖1 所示。保留各系統(tǒng)在控制中心和車站的原有架構(gòu)不變，在控制中心可通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，統(tǒng)一收集各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，向外部系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)共享的功能，為乘客服務(wù)、運(yùn)維管理的相關(guān)系統(tǒng)及應(yīng)用提供接口數(shù)據(jù)，拓展信息引導(dǎo)渠道，提升信息服務(wù)的靈活性、時(shí)效性和方便性[6-8]。通過(guò)傳輸系統(tǒng)將各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸至車站，并接入綜合管控平臺(tái)終端。

通過(guò)數(shù)據(jù)接口服務(wù)器和數(shù)據(jù)管理服務(wù)器實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)外部數(shù)據(jù)采集，支持?jǐn)?shù)據(jù)處理，包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、分析與計(jì)算，并可對(duì)外提供數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)服務(wù)，如首末班車時(shí)間、列車到站時(shí)間、客流密度、環(huán)境感知數(shù)據(jù)等。

圖1 平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

1.2 平臺(tái)軟件架構(gòu)

平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖2 所示，分為操作層、軟件及接口層，業(yè)務(wù)系統(tǒng)層。

圖2 平臺(tái)軟件架構(gòu)

（1）業(yè)務(wù)系統(tǒng)層

各系統(tǒng)原有的車站及中心系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)備，與軟件及接口層、操作層交互。為整個(gè)系統(tǒng)提供底層數(shù)據(jù)支撐，例如視頻圖像，PIS 顯示終端、廣播的前端設(shè)備及FAS、BAS 等系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息及管理操作信息。

（2）軟件及接口層

為各系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)接入環(huán)境，通過(guò)集中的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，整合VMS 接口、列車自動(dòng)監(jiān)控（ATS，Automatic Train Supervision）系統(tǒng)數(shù)據(jù)、中心運(yùn)營(yíng)服務(wù)信息、廣播等系統(tǒng)數(shù)據(jù)。同時(shí)，為平臺(tái)提供綜合的操作界面，用戶的權(quán)限分配，設(shè)備的信息管理。

（3）操作表現(xiàn)層

綜控室綜合管控操作終端，為客戶提供一體化人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的功能在同一終端上的設(shè)備狀態(tài)顯示、設(shè)備控制、信息發(fā)布、廣播控制、系統(tǒng)管理、聯(lián)動(dòng)控制。

2 平臺(tái)功能

本文研究的綜合操作管理平臺(tái)主要包括VMS、PIS、電子導(dǎo)向系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、公務(wù)電話系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)控制等幾個(gè)功能，如圖3 所示。

圖3 平臺(tái)功能

（1）整體功能。為綜合操作管理平臺(tái)提供整體人機(jī)界面，并提供顯示PIS、VMS、PA、導(dǎo)向、ISCS 設(shè)備位置和告警信息的電子地圖；提供各系統(tǒng)的故障告警信息，能夠集中顯示查看當(dāng)前告警；提供各子系統(tǒng)車站設(shè)備的狀態(tài)信息，提供整體平臺(tái)的用戶管理和權(quán)限管理。

（2）VMS 功能。包含對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻圖像調(diào)看，錄像回放，輪詢計(jì)劃，行為分析報(bào)警等功能項(xiàng)。

（3）PIS 功能。包含PIS 的信息發(fā)布、審核、播放畫(huà)面監(jiān)視，以及緊急消息發(fā)布、設(shè)備遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)機(jī)等功能。

（4）廣播系統(tǒng)功能。包含廣播系統(tǒng)的話筒語(yǔ)音廣播、預(yù)錄制廣播、實(shí)時(shí)錄制廣播、TTS 廣播功能，同時(shí)可進(jìn)行定時(shí)循環(huán)廣播，外接廣播音源播放，一鍵應(yīng)急廣播等功能。

（5）電子導(dǎo)向功能。包含對(duì)電子導(dǎo)向設(shè)備的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備遠(yuǎn)程開(kāi)啟及關(guān)閉功能。

（6）公務(wù)電話功能。包含撥打外線，局內(nèi)小號(hào)，多方會(huì)議等功能。

（7）聯(lián)動(dòng)控制功能。實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)站時(shí)各系統(tǒng)相應(yīng)的開(kāi)關(guān)站顯示及播放功能。可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)信息發(fā)布功能。

3 平臺(tái)開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)

3.1 直接調(diào)用方案

綜合管理終端設(shè)備分別安裝PIS、PA、VMS 終端軟件，并且安裝綜合管理終端軟件。通過(guò)綜合管理終端軟件，使用人員可以調(diào)用打開(kāi)PIS、PA、VMS 軟件。具體軟件操作分別在PIS、PA、VMS 軟件上分別進(jìn)行。該方案是將3 個(gè)系統(tǒng)的軟件安裝在同一個(gè)操作終端，通過(guò)綜合管理終端軟件進(jìn)行調(diào)用。調(diào)用后各系統(tǒng)打開(kāi)自己的操作軟件，實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)的管理。各個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立打開(kāi)自己的軟件，方案的集成度低。

3.2 嵌入方案

綜合管理終端設(shè)備分別安裝PIS、PA、VMS 終端軟件，并且安裝綜合管理終端軟件。所有操作均在綜合管理終端軟件中完成，綜合管理終端軟件提供PIS、PA、VMS 系統(tǒng)功能。綜合管理終端軟件將原系統(tǒng)嵌入到綜合管理終端軟件中，各個(gè)系統(tǒng)還是獨(dú)立存在。此方案各系統(tǒng)軟件有各自的系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，各系統(tǒng)廠家以此種方式嵌入程序的功能時(shí)開(kāi)發(fā)量較大。

3.3 直接管理與接口結(jié)合的方案

綜合管理終端設(shè)備通過(guò)綜合管理軟件集中管理PIS、VMS、PA、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)4 個(gè)系統(tǒng)在車站一級(jí)的全功能。綜合管理終端可以訪問(wèn)PIS、VMS、PA、導(dǎo)向系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器和設(shè)備，根據(jù)各系統(tǒng)的不同條件可以選擇采用接口方式和直接控制設(shè)備方式，實(shí)現(xiàn)綜合管理終端軟件的各項(xiàng)功能。這種方式融合度高，可以將PIS、VMS、PA、導(dǎo)向功能進(jìn)行整合統(tǒng)一管理、聯(lián)動(dòng)顯示。能夠打破各個(gè)系統(tǒng)信息孤島，實(shí)現(xiàn)智能化服務(wù)。該方案將PIS、VMS、PA、導(dǎo)向系統(tǒng)全功能高度集成，進(jìn)行深度融合。由于綜合管理軟件可以集中控制4 個(gè)系統(tǒng)的所有功能，根據(jù)實(shí)際需求可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)顯示控制功能。這種方案中綜合管理軟件具備高度的可擴(kuò)展性。同時(shí)各個(gè)系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)選擇接口接入和直接管理的接入。

考慮各方案呈現(xiàn)結(jié)果，采用直接管理與接口結(jié)合集成度高，平臺(tái)功能明確，可實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)功能融合聯(lián)動(dòng)，技術(shù)可行性高，不存在技術(shù)不確定因素，擴(kuò)展性高，是首推的實(shí)現(xiàn)方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文論述了城市軌道交通車站綜合操作管理平臺(tái)的架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)方案比選，根據(jù)各方案的比選論述可行性。建立車站綜合操作管理平臺(tái)，有利于運(yùn)營(yíng)人員的統(tǒng)一操控，同時(shí)也可幫助地鐵運(yùn)營(yíng)單位對(duì)于優(yōu)化崗位職責(zé)，提高員工工作效率。隨著車站智能化的要求進(jìn)一步提升，車站控制室的布置將更趨于合理化，綜合操作平臺(tái)的相關(guān)功能也會(huì)不斷完善和改進(jìn)。