城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)在多種行車模式下的聯(lián)動應用

摘? 要：隨著城市軌道交通的發(fā)展，因城市建設中的功能布局、空間結構等因素造成各個區(qū)域的客流不均衡，需要執(zhí)行不同的行車模式來緩解。如何聯(lián)動軌道交通中的信號系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、乘客信息顯示系統(tǒng)，為乘客提供精準、簡明的乘車指引，是綜合監(jiān)控系統(tǒng)面臨的重大挑戰(zhàn)。本文從綜合監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動功能設計出發(fā)，探究在各種行車模式下聯(lián)動軌道交通其他系統(tǒng)實現(xiàn)乘客指引功能的設計方案及實現(xiàn)方法。

關鍵詞：綜合監(jiān)控系統(tǒng);聯(lián)動功能;行車模式;大小交路;快慢車

中圖分類號：U239.5? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）15-0169-03

Linkage Application of Urban Rail Transit Integrated Monitoring System in

Various Driving Modes

HUANG Jinpei

（PCI Technology & Service Co.，Ltd.，Guangzhou? 510230，China）

Abstract：With the development of urban rail transportation，the factors that caused imbalance of the passengers flows in different areas are the layout of the functions in urban construction and space structure. Flexible driving modes needed to ease the situation. How to connect signal system，broadcasting system and the passengers information system is a big challenge that comprehensive supervising system facing，with the purpose of providing passengers with more accurate guidance in trip. This article tries to explore design and realization of the guidance for passengers under the connection between different traffic operation modes and other system from the point of the design of connected function in comprehensive supervising system.

Keywords：integrated supervision and control system;linkage function;traffic operation mode;long and short routing;express and slow train

0? 引? 言

綜合監(jiān)控系統(tǒng)（Integrated Supervision and Control System，ISCS）是一個高度集成的綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)，其目的主要是通過集成地鐵多個主要弱電系統(tǒng)，形成統(tǒng)一的監(jiān)控層硬件平臺和軟件平臺，從而實現(xiàn)對地鐵主要弱電設備的集中監(jiān)控和管理功能、對列車運行情況和客流統(tǒng)計數據的關聯(lián)監(jiān)視功能，最終實現(xiàn)各相關系統(tǒng)之間的信息共享和協(xié)調聯(lián)動功能。

城市的功能布局、空間結構決定了城市交通客流的特性，是城市交通線網規(guī)劃的重要影響因素，同時，交通線網的修建能夠對城市的結構起到引領作用，城市功能布局與交通線網兩者之間相互影響。城市軌道運輸具有大運量、高密度的特性，使得其對城市交通、城市功能布局的影響作用尤為突出。城市軌道交通系統(tǒng)針對客流分布不均衡的現(xiàn)狀，一般采取大小交路行車模式、快慢車混跑行車模式、大小交路結合快慢車混跑行車模式等不同的行車組織方式解決。在這些特定的行車模式下，綜合監(jiān)控系統(tǒng)如何自動聯(lián)動相關系統(tǒng)正確地引導乘客、有效疏導客流是亟需解決的重點難題。

1? 大小交路行車模式

1.1? 大小交路行車模式概述

由于城市區(qū)域功能、發(fā)展程度的不同，軌道交通線路的客流往往會在時間或空間的分布上出現(xiàn)較大的不均衡性，當客流在空間上分布不均衡時，可以通過改變列車的交路，在客流高峰區(qū)段加開區(qū)段列車來增大這些區(qū)段的運能，以便盡快疏導這些區(qū)段的客流，減少乘客的出行等待時間，提高資源利用率。

1.2? 大小交路行車模式聯(lián)動的設計

在軌道交通運營時，應通過車站的乘客信息顯示系統(tǒng)，把最近3趟列車的到站信息展示給乘客，引導乘客安排行程。在大小交路行車模式的場景下，如果下一趟到站列車是小交路的情況下，需要提前給乘客預告列車的終點站信息，讓乘客做好乘車準備，以免影響乘車秩序，造成事故。為了滿足不同乘客的需求，除了通過乘客信息顯示系統(tǒng)進行文本信息提示外，還需要利用廣播系統(tǒng)提前在車站站臺進行語音廣播通知。

然而，在城市軌道交通系統(tǒng)里，信號系統(tǒng)并沒有設置與乘客信息顯示系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)連接的接口，因此乘客信息顯示系統(tǒng)和廣播系統(tǒng)無法直接得到列車的運行信息。而綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成和互聯(lián)了軌道交通的各個機電、通信系統(tǒng)，是軌道交通的數據中心，同時，也是指揮、協(xié)調軌道交通各個系統(tǒng)的大腦。綜合監(jiān)控系統(tǒng)與信號系統(tǒng)、乘客信息顯示系統(tǒng)和廣播系統(tǒng)互聯(lián)，分別在控制中心或者車站設置了數據接口。

1.2.1? 與信號系統(tǒng)的接口

綜合監(jiān)控系統(tǒng)在控制中心與信號系統(tǒng)設置數據接口，中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過接口可以從信號系統(tǒng)獲取最近3趟列車的運行信息，這些信息包括：列車目的地、列車停靠站臺、列車到站時間、列車離站時間、列車越站標志、非載客列車標志等。

1.2.2? 與乘客信息顯示系統(tǒng)的接口

綜合監(jiān)控系統(tǒng)與乘客信息顯示系統(tǒng)的接口在控制中心，中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)把接收到的列車運行信息發(fā)送給乘客信息顯示系統(tǒng)，乘客信息顯示系統(tǒng)在相應車站的站臺顯示屏上顯示最近3趟列車的到站信息。

1.2.3? 與廣播系統(tǒng)的接口

綜合監(jiān)控系統(tǒng)與廣播系統(tǒng)的接口在各個車站，車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過接口可下發(fā)廣播命令，控制廣播系統(tǒng)在站廳、站臺（上行、下行）、設備房等區(qū)域播放指定的語音。

在實現(xiàn)行車模式聯(lián)動功能時，綜合監(jiān)控系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、乘客信息顯示系統(tǒng)及廣播系統(tǒng)的接口關系及數據流如圖1所示。為了保證消息的實時性，提高系統(tǒng)性能，在車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)與中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)之間采用訂閱/發(fā)布的消息機制。

1.3? 大小交路行車模式聯(lián)動功能的實現(xiàn)

大小交路行車模式如圖2所示，A、B是線路的載客運營的區(qū)域的起點和終點站，C、D是客流密度較大區(qū)域的起點和終點站，AB為大交路，CD為小交路（注：在某些情況下可能有多個小交路，本文以一個小交路為例，多個小交路的實現(xiàn)類似）。

（1）在大交路情況下，綜合監(jiān)控系統(tǒng)與信號系統(tǒng)、乘客信息顯示系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)的聯(lián)動方式與日常行車模式相同，此處不詳細描述。

（2）在小交路情況下，綜合監(jiān)控系統(tǒng)與信號系統(tǒng)、乘客信息顯示系統(tǒng)的聯(lián)動功能實現(xiàn)如下：

1）如圖2大小交路示意圖所示，當列車進入CD區(qū)間后，信號系統(tǒng)每5秒鐘向中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送列車運行信息;

2）中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)把從信號系統(tǒng)接收到的列車運行信息轉發(fā)到乘客信息顯示系統(tǒng);

3）乘客信息顯示系統(tǒng)根據列車進站信息生成相應文本并顯示在站臺顯示屏上。

通過上述過程完成一次綜合監(jiān)控系統(tǒng)與信號系統(tǒng)、乘客信息顯示系統(tǒng)的聯(lián)動，并每5秒聯(lián)動一次來完成列車到站信息更新。

（3）在小交路情況下綜合監(jiān)控系統(tǒng)與信號系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)的聯(lián)動功能實現(xiàn)如下：

1）如圖2大小交路示意圖所示，當列車進入CD區(qū)間后，信號系統(tǒng)每5秒鐘向中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送列車運行信息;

2）中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)把列車運行信息分別發(fā)送到對應的車站綜合監(jiān)控系統(tǒng);

3）車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)根據列車運行信息識別出小交路行車模式，根據配置在列車進站前，結合到站時間、廣播時長，計算出需要下發(fā)廣播命令的時間，生成一個廣播命令任務;

4）車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)在廣播命令任務播出時間到達時，發(fā)送廣播命令到車站廣播系統(tǒng);

5）車站廣播系統(tǒng)根據命令播放小交路廣播。從而完成一次綜合監(jiān)控系統(tǒng)與信號系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)的聯(lián)動。

2? 快慢車混跑模式

2.1? 快慢車混跑行車模式概述

由于城市區(qū)域功能的不同，軌道交通線路的客流往往會在時間分布上出現(xiàn)較大的不均衡性，當客流在時間上分布不均衡時，可通過改變列車編組或發(fā)車間隔時間來實現(xiàn)運能的調整。在客流高峰時段采用快慢車混跑的措施，把乘客盡快運達目的地，減少乘客的滯留時間。線路實現(xiàn)快慢車混跑行車模式時，需要在線路中設置避讓車站，以實現(xiàn)快車超車。

2.2? 快慢車混跑行車模式的設計和實現(xiàn)

綜合監(jiān)控系統(tǒng)的快慢車混跑行車模式聯(lián)動功能的設計與大小交路的聯(lián)動類似，需要聯(lián)動信號系統(tǒng)、乘客信息顯示系統(tǒng)和廣播系統(tǒng)實現(xiàn)。其差異在于信號系統(tǒng)提供的列車運行信息需增加快慢車標志，同時在快慢車行車模式下，需要考慮在快車通過避讓車站時，需要聯(lián)動快車通過的站臺和避讓站臺的廣播系統(tǒng)，進行相應的廣播提示。快慢車混跑行車模式如圖3所示，A和O是線路的載客運營的區(qū)域的起點和終點站，本文以快車只在車站A、C、E、H、L、O車站?？繛槔?，在車站F、J設置了避讓站臺，避讓車站具有4個站臺廣播區(qū)域。

（1）下一趟為快車時，綜合監(jiān)控系統(tǒng)與信號系統(tǒng)、乘客信息顯示系統(tǒng)的聯(lián)動功能實現(xiàn)如下：

1）當列車發(fā)車后，信號系統(tǒng)每5秒鐘向中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送列車運行信息;

2）中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)把列車運行信息轉發(fā)到乘客信息顯示系統(tǒng);

3）乘客信息顯示系統(tǒng)根據列車運行信息生成相應的文本信息并顯示在站臺的顯示屏上。

通過該過程完成一次綜合監(jiān)控系統(tǒng)與信號系統(tǒng)、乘客信息顯示系統(tǒng)的聯(lián)動，并每5秒聯(lián)動一次來完成列車到站信息更新。

（2）下一趟為快車時，綜合監(jiān)控系統(tǒng)與信號系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)的聯(lián)動功能實現(xiàn)如下：

1）當列車發(fā)車后，信號系統(tǒng)每5秒鐘向中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送列車運行信息;

2）中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)把相關的列車運行信息分別下發(fā)到對應的車站綜合監(jiān)控系統(tǒng);

3）在B、D、F、G、I、J、K、M、N車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)根據列車信息識別出快車模式，根據配置，在列車進站前結合到站時間、廣播時長，計算出需要下發(fā)不停站廣播命令的時間點，生成一個廣播命令任務;

4）車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)在廣播命令任務播出時間到達時，發(fā)送廣播命令到車站廣播系統(tǒng);

5）車站廣播系統(tǒng)根據命令在相應的站臺區(qū)域播放不停車廣播，完成一次與信號系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)的聯(lián)動。

（3）下一趟為快車，避讓車站F、J的避讓站臺有慢車?？繒r，綜合監(jiān)控系統(tǒng)與信號系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)的聯(lián)動功能實現(xiàn)如下：

1）當列車發(fā)車后，信號系統(tǒng)每5秒鐘向中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送列車運行信息;

2）中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)把相關的列車運行信息分別下發(fā)到對應的車站綜合監(jiān)控系統(tǒng);

3）在B、D、F、G、I、J、K、M、N車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)根據列車信息識別出快車模式，根據配置，在列車進站前結合到站時間、廣播時長，計算出需要下發(fā)不停站廣播命令的時間點，生成一個廣播命令任務;

4）車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)在廣播命令任務播出時間到達時，發(fā)送廣播命令到車站廣播系統(tǒng);

5）車站廣播系統(tǒng)根據命令在相應的站臺區(qū)域播放不停車廣播;

6）在F、J避讓車站，快車通過站臺期間，慢車避讓站臺如果有列車停靠時，播放避讓廣播提示，完成一次與信號系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)的聯(lián)動。

（4）下一趟為慢車時，綜合監(jiān)控系統(tǒng)與信號系統(tǒng)、乘客信息顯示系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)的聯(lián)動方式與日常行車模式一樣，此處不詳細描述。

3? 快慢車混跑結合大小交路行車模式實現(xiàn)

城市軌道交通線路的客流在時間或空間的分布上出現(xiàn)較大的不均衡性時，往往是由于城市軌道交通線路客流量情況比較復雜，難以通過單一的手段實現(xiàn)運能的調整。因此，在客流量分布不均衡的線路有必要使用大小交路和快慢車混跑相結合的行車模式來提高資源利用率。在這種行車模式的情況下，可結合大小交路、快慢車混跑行車模式聯(lián)動功能的實現(xiàn)方式。這種方式需要信號系統(tǒng)提供更加詳細的列車運行信息，在乘客信息顯示系統(tǒng)上的顯示的信息在設計時應充分考慮簡潔易懂，為乘客提供方便、正確的引導。車站的列車預到站廣播，需考慮大小交路和快慢車混跑廣播內容的相互結合。

4? 結? 論

本文針對在城市軌道交通不同的行車模式下，綜合監(jiān)控系統(tǒng)與信號系統(tǒng)、乘客信息顯示系統(tǒng)以及廣播系統(tǒng)的聯(lián)動功能的設計和實現(xiàn)方式進行了探究。相比以往通過人工發(fā)送預到站廣播通知的方式，綜合監(jiān)控系統(tǒng)自動聯(lián)動的功能較大地提升了運營效率。解決了在不同行車模式下，自動聯(lián)動相關的系統(tǒng)如何實現(xiàn)有效疏導客流，正確引導乘客的難題，進一步地提升用戶的乘車體驗和軌道交通的服務水平，同時也為城市軌道交通的全自動運行打下基礎。

參考文獻：

[1] 顏月霞.城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng) [M].北京：人民交通出版社，2015.

[2] 顏月霞.城市軌道交通行車組織 [M].北京：人民交通出版社，2014.

[3] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.GB/T 50636-2018 城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)工程技術標準 [S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2018.

[4] 彭淵.大規(guī)模分布式系統(tǒng)架構與設計實戰(zhàn) [M].北京：機械工業(yè)出版社，2014.

作者簡介：黃錦培（1978-），男，漢族，廣東中山人，軟件技術經理，畢業(yè)于西安電子科技大學，本科，研究方向：城市軌道交通領域綜合監(jiān)控系統(tǒng)的技術研究、軟件平臺架構設計和開發(fā)。