城市軌道交通乘客信息系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展探討

【摘要】概述城市軌道交通乘客信息系統(tǒng)的總體架構(gòu)和功能，分析目前乘客信息系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和問題，進(jìn)一步提出乘客信息系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】軌道交通乘客信息系統(tǒng)無線通信車地通信

隨著現(xiàn)代科技和城市規(guī)模的高速發(fā)展，城市軌道交通越發(fā)重要，城市軌道交通的運(yùn)營管理越來越注重對乘客服務(wù)質(zhì)量的提升，從以車輛為中心的運(yùn)營模式不斷向以提高乘客乘坐舒適度為目標(biāo)的運(yùn)營模式發(fā)展，乘客信息系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。乘客信息系統(tǒng)PIS是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)，以車站和車載顯示終端為媒介向乘客提供綜合信息服務(wù)的系統(tǒng)。

一、乘客信息系統(tǒng)總體架構(gòu)和功能

PIS系統(tǒng)可分為控制中心子系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)和車載子系統(tǒng)。整個系統(tǒng)以控制中心子系統(tǒng)為核心，其主要負(fù)責(zé)外部數(shù)據(jù)流的采集、編輯、轉(zhuǎn)換、播出控制以及對整個乘客信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控和管理；網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)提供用來傳輸從OCC到各車站及列車的各種控制信號、數(shù)據(jù)信號、音頻和視頻信號的網(wǎng)絡(luò)通道；車站子系統(tǒng)通過傳輸通道轉(zhuǎn)播來自O(shè)CC的實(shí)時多媒體信息，并可在此基礎(chǔ)上疊加本站的信息，如列車運(yùn)行信息、公告信息、各類乘客服務(wù)信息，顯示部分主要包括PDP顯示器、LED顯示器和觸摸查詢機(jī)；車載子系統(tǒng)主要包括車載播放系統(tǒng)和車載監(jiān)控系統(tǒng)。

乘客信息系統(tǒng)通過提供及時、準(zhǔn)確和豐富的媒體資訊，為乘客提供人性化服務(wù)，在提高城市軌道交通對乘客的服務(wù)水平的同時，可以兼顧城市軌道交通的商業(yè)開發(fā)，具有較好的應(yīng)用前景。

二、乘客信息系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀及問題

2.1目前乘客信息系統(tǒng)的應(yīng)用情況

乘客信息系統(tǒng)在軌道交通大發(fā)展的形式下得到了長足的發(fā)展，各項(xiàng)研究也取得了一些成果并得到成功應(yīng)用。上海地鐵1號、2號、3號及4號線開通了車載PIS系統(tǒng)，但在車輛運(yùn)行期間播放的視頻都是提前錄制好的，通常利用列車進(jìn)站或回庫的時候?qū)⒁曨l信息發(fā)送給列車，這種視頻傳輸模式只能稱之為準(zhǔn)實(shí)時方式，該方式技術(shù)含量較低，雖然實(shí)施簡單，但是信息實(shí)時性較差，且不能實(shí)現(xiàn)列車監(jiān)控視頻的上傳；2004年開通的深圳地鐵實(shí)施了一套完整的PIS系統(tǒng)，車上可實(shí)時接收有線電視臺信號，在車上播放實(shí)時新聞、廣告、娛樂節(jié)目、旅游風(fēng)景等，這是國內(nèi)地鐵首個成功部署Wi-Fi技術(shù)，并同時實(shí)現(xiàn)視頻上下行傳輸?shù)墓こ?；北京地鐵5號線PIS系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了控制中心、車站、列車之間的數(shù)據(jù)、圖像及視頻信息的實(shí)時雙向傳輸；之后的南京地鐵、杭州地鐵一號線、天津地鐵和廣州地鐵3、4號線等線路均都安裝了PIS系統(tǒng)。北京地鐵15號線、北京地鐵亦莊線、南京地鐵二號線等地鐵線路配備的車載PIS系統(tǒng)包括車載閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、LCD媒體播放系統(tǒng)以及列車廣播系統(tǒng)。

2.2現(xiàn)階段乘客信息系統(tǒng)面臨的問題

2.2.1技術(shù)尚不成熟規(guī)范

軌道交通通信傳輸方式復(fù)雜，由于列車狀態(tài)的實(shí)時變化，如何實(shí)時有效地把信息傳送到車上備受關(guān)注，傳統(tǒng)的有軌道電路方式和基于感應(yīng)環(huán)線電纜的感應(yīng)環(huán)線方式，而逐漸成為業(yè)界主流的方式是采用無線傳輸，用于地鐵PIS系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)主要有無線局域網(wǎng)、全球微波接入互操作性、無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格等。但對于軌道交通來講，大量無線傳輸?shù)拇嬖冢a(chǎn)生了復(fù)雜的電磁環(huán)境和頻率選擇性衰落等現(xiàn)象，給軌道交通中無線局域網(wǎng)的搭建帶來了極大的挑戰(zhàn)。PIS系統(tǒng)的無線通信在抗干擾、無縫切換、無線網(wǎng)絡(luò)安全、QoS保障、無線接入的選點(diǎn)等方面都需要有技術(shù)上的突破。無線通信系統(tǒng)的空中接口、頻點(diǎn)使用和安全加密等亟須相關(guān)部門的規(guī)范。正由于PIS應(yīng)用目前還處于初步發(fā)展階段，技術(shù)等的不成熟也導(dǎo)致系統(tǒng)制訂方案的不統(tǒng)一。

各類多媒體業(yè)務(wù)帶寬需求大，現(xiàn)有的移動寬帶車地通信技術(shù)難以滿足運(yùn)營模式從以車輛運(yùn)行為中心向以乘客服務(wù)（PIS）為中心的轉(zhuǎn)換，促進(jìn)了新聞直播、視頻資訊、視頻監(jiān)控等應(yīng)用需求的發(fā)展。列車在高速運(yùn)行狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)車、地間可靠地雙向通信技術(shù)，是制約多媒體業(yè)務(wù)應(yīng)用發(fā)展的瓶頸所在。近年來隨著WLAN無線通信技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷完善，網(wǎng)絡(luò)帶寬不足等問題得到了一定的解決，但是仍然無法滿足業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，同時無線通信也面臨著頻點(diǎn)資源不足、無線網(wǎng)絡(luò)相互干擾等問題。加強(qiáng)電力載波通信技術(shù)在PIS中的應(yīng)用研究也是解決軌道交通中通信帶寬瓶頸問題的一個方向。

2.2.3形成線網(wǎng)運(yùn)營后面臨復(fù)雜的接口問題和管理問題

對于單條線路在建設(shè)時，每條線路都要與外部信息有相應(yīng)的接口，建設(shè)成本十分大，并且所有線路都要有很好的信息接入的條件，不利于工程實(shí)施。原有PIS不僅要求與外部信息有相應(yīng)接口，換乘的線路與線路之間也要有相應(yīng)的接口，這樣換乘站的信息就能夠有效得到同步。從線路網(wǎng)絡(luò)角度看，運(yùn)營方希望能夠簡單有效地對整個線網(wǎng)進(jìn)行管理，PIS要具有這樣的功能。PIS可以對播出的內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一的管理和編輯。軌道交通的建設(shè)一般是線路單獨(dú)建設(shè)，這樣如果管理員的系統(tǒng)權(quán)限較大，會增加更多不確定性因素，給線網(wǎng)的統(tǒng)一管理帶來問題。

三、乘客信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

3.1應(yīng)用的多元化，信息服務(wù)的豐富化

縱觀國內(nèi)多個已建PIS的運(yùn)營情況，在其發(fā)展的歷程中，PIS的業(yè)務(wù)更趨于多元化，PIS的信息更加豐富，對PIS的服務(wù)質(zhì)量要求不斷增加，提高視頻顯示的高清度、流暢度和實(shí)時性等等。充分體現(xiàn)以人為本的服務(wù)理念，保證乘客獲取足夠的信息服務(wù)。

3.2網(wǎng)絡(luò)化

隨著城市軌道交通線網(wǎng)的不斷發(fā)展和完善，邁入網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營管理新時代，而由于網(wǎng)絡(luò)化所帶來如乘客換乘、系統(tǒng)互通管理等要求，單線式的運(yùn)營管理概念將作重大改變。在線網(wǎng)實(shí)施統(tǒng)一控制管理的基礎(chǔ)上，建立網(wǎng)絡(luò)化信息服務(wù)平臺，重點(diǎn)發(fā)揮面向全網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營管理功能，將路網(wǎng)信息進(jìn)行整合，系統(tǒng)具有更好的兼容性和包容性，以保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營整體效益的最大化，對提高運(yùn)輸效率和科學(xué)化管理、提高突發(fā)事件的應(yīng)急處理能力等具有深遠(yuǎn)的社會意義和經(jīng)濟(jì)效益。

3.3管理智能化

運(yùn)營組織協(xié)調(diào)管理能夠?qū)崿F(xiàn)城市軌道交通資源共享、運(yùn)行協(xié)調(diào)、管理統(tǒng)一，發(fā)揮整體效益。在發(fā)生各種突發(fā)事件的情況下，有關(guān)人員可集中在應(yīng)急中心，利用網(wǎng)絡(luò)化信息服務(wù)平臺的信息，產(chǎn)生合理的決策方案。以計(jì)算機(jī)為控制中心，通過系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)控制界面的可視化，可以有效地改變顯示的多媒體信息，根據(jù)不同的應(yīng)用實(shí)時地做出響應(yīng)，達(dá)到各個控制層次的智能化管理。

3.4信息發(fā)布一體化

隨著乘客的出行方式擴(kuò)展到多交通形式；對多種公共交通方式整合、實(shí)現(xiàn)有機(jī)銜接、合理共享，也逐步成為向乘客提供更高層面服務(wù)的方向。運(yùn)營管理部門在管理所管轄范圍內(nèi)的交通系統(tǒng)時，也需要為一體化公交管理提供支持，在提供各類公共交通相關(guān)接駁的同時，提供其它相關(guān)公共交通系統(tǒng)的專有信息，以便整合信息后統(tǒng)一向處于不同位置的乘客進(jìn)行發(fā)布。而這些信息的整合應(yīng)用和發(fā)布具有十分有益的價值，極大地提升了信息的附加值。

四、結(jié)束語

乘客信息系統(tǒng)強(qiáng)化了運(yùn)營管理方對乘客的組織和調(diào)度，同時也滿足了乘客的多層次信息需求，提升了乘客乘坐軌道交通的體驗(yàn)，乘客信息系統(tǒng)的應(yīng)用具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，是軌道交通領(lǐng)域中發(fā)展迅速的應(yīng)用系統(tǒng)。