軌道交通科技創(chuàng)新成果集中展演系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

張菁博 劉小松

軌道交通科技創(chuàng)新系統(tǒng)成果豐富，具備很高的推廣價(jià)值和科普意義。但眾多系統(tǒng)部署在相互隔離的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，由于安全原因網(wǎng)絡(luò)之間不能相互打通;并且系統(tǒng)之間架構(gòu)差異很大。本文設(shè)計(jì)的軌道交通科技創(chuàng)新成果展示系統(tǒng)通過統(tǒng)一的前端展演控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了將跨網(wǎng)段、不同架構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行集中展演和統(tǒng)一的控制，具備較高的推廣價(jià)值。

：軌道交通 科技創(chuàng)新 成果展演 混合架構(gòu)

據(jù)中國城市軌道交通協(xié)會(huì)2020年1月1日的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至到2019年全國已有40余座城市開通城市軌道交通，在建規(guī)模超過6000公里，中國已步入城市軌道交通大國行列。科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新在推動(dòng)軌道交通行業(yè)乃至整個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的中重要程度日益凸顯。軌道交通行業(yè)作為一個(gè)關(guān)系到民生的行業(yè)，需要整個(gè)社會(huì)都能深入理解和認(rèn)識(shí)這個(gè)行業(yè)，進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)這個(gè)行業(yè)的興趣，激發(fā)更多的人才投入到軌道交通科技創(chuàng)新的工作中來。

目前面向公眾的軌道交通行業(yè)科普工作主要依靠政府和高校建設(shè)各類展示館、教育基地等方式，企業(yè)傳播的方式主要以拍攝科普視頻為主。上海申通地鐵集團(tuán)作為全國軌道交通行業(yè)的龍頭企業(yè)，一直以“社會(huì)責(zé)任第一”為己任，主動(dòng)承擔(dān)起軌道交通行業(yè)科普教育的社會(huì)責(zé)任。在2019年自籌資金、落實(shí)場(chǎng)地建設(shè)了國家首個(gè)地鐵行業(yè)的科技創(chuàng)新展示館-上海地鐵科技展示館。上海地鐵科技展示館在傳統(tǒng)的實(shí)物、掛圖、多媒體視頻展示的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性的加入了各類科技創(chuàng)新信息系統(tǒng)的展示，為軌道交通科技傳播創(chuàng)造了更為真實(shí)的環(huán)境，提供了更加多樣化的傳媒手段。

軌道交通科技創(chuàng)新成果展演系統(tǒng)是科技展示館的一個(gè)重要展示手段，需要全面集中展示軌道交通各個(gè)專業(yè)的科技創(chuàng)新成果。城市軌道交通關(guān)系千萬公眾出行安全，在系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)方面有比較特殊的要求，并且系統(tǒng)有較強(qiáng)的專業(yè)性和較高的復(fù)雜度，所以展示的方式以大屏集中展示為主，以講解員集中操作演示為佳，不強(qiáng)調(diào)參觀人員自行操作。

軌道交通行業(yè)科技創(chuàng)新展演系統(tǒng)所在的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜，系統(tǒng)分為核心生產(chǎn)系統(tǒng)相關(guān)、設(shè)備在線建立檢測(cè)類系統(tǒng)相關(guān)、管理類系統(tǒng)相關(guān)三大類。核心生產(chǎn)系統(tǒng)和管理類系統(tǒng)部署在企業(yè)自建的數(shù)據(jù)中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，而兩類系統(tǒng)的所在的網(wǎng)絡(luò)之間物理隔離;在線檢測(cè)類系統(tǒng)需要;采集車輛、軌道、道旁的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸通過運(yùn)營商的有線或4G網(wǎng)絡(luò)傳輸，因此系統(tǒng)部署在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與互聯(lián)網(wǎng)邏輯隔離。

軌道交通行業(yè)的科技創(chuàng)新展演的系統(tǒng)架構(gòu)各異。如信號(hào)仿真系統(tǒng)、智慧車站系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等是C/S架構(gòu)的系統(tǒng);能耗檢測(cè)系統(tǒng)、震動(dòng)和噪聲在線檢測(cè)系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)等是B/S架構(gòu)的系統(tǒng)。而B/S架構(gòu)的系統(tǒng)由于系統(tǒng)建設(shè)時(shí)間不一，用戶不一，瀏覽器類型也不一致。

軌道交通行業(yè)的科技創(chuàng)新系統(tǒng)展演范圍不斷變化?？萍紕?chuàng)新的腳步不會(huì)停滯，隨著技術(shù)的進(jìn)步和成果的不斷涌現(xiàn)，展示的系統(tǒng)也將會(huì)越來原多。已經(jīng)展示的系統(tǒng)隨著時(shí)間的推移也將會(huì)更新升級(jí)或被替代。

因此軌道交通科技創(chuàng)新成果集中展演系統(tǒng)的需求重點(diǎn)是：統(tǒng)一門戶、統(tǒng)一入口，支持跨網(wǎng)段、支持主流系統(tǒng)架構(gòu)、支持主流瀏覽器，同時(shí)系統(tǒng)要有較高的靈活性、能隨著受眾的要求隨時(shí)變化。

軌道交通科技創(chuàng)新成果集中展演系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如下圖1所示，首先建設(shè)一個(gè)科技創(chuàng)新成果展演系統(tǒng)，包括后端配置管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)系統(tǒng)、前端展演控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)。前端的展演系統(tǒng)是采用C/S和B/S混合架構(gòu)模式。B/S負(fù)責(zé)眾多科技創(chuàng)新系統(tǒng)的展示，C/S負(fù)責(zé)大屏拼接器信號(hào)控制。B/S與C/S內(nèi)部通信，高效、便捷;后端配置系統(tǒng)采用Java開發(fā)的B/S系統(tǒng)，負(fù)責(zé)展示系統(tǒng)范圍、展示方式、操作方式以及各展演系統(tǒng)詳情信息等配置工作;以及實(shí)數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)，供前端系統(tǒng)使用。支撐了系統(tǒng)前后端分離，保障了數(shù)據(jù)安全和并發(fā)性問題。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，70%的科技創(chuàng)新系統(tǒng)均部署在企業(yè)內(nèi)部的管理網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，且系統(tǒng)架構(gòu)是B/S架構(gòu)，因此可以直接在主演示計(jì)算機(jī)中調(diào)用谷歌瀏覽或IE瀏覽器后直接打開系統(tǒng)投放在大屏中，再進(jìn)一步通過主演示計(jì)算機(jī)的瀏覽器進(jìn)行演示操作。而剩余的系統(tǒng)一部分是C/S架構(gòu)，一部分是部署在核心生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，將這部分系統(tǒng)部署在各自的演示計(jì)算機(jī)中，通過前端展演系統(tǒng)切換大屏信號(hào)源將不同的系統(tǒng)投放到大屏中，再通過部署一套多源鼠標(biāo)鍵盤控制系統(tǒng)，來對(duì)演示計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作。C/S架構(gòu)的科技創(chuàng)新系統(tǒng)展示完成后，可利用主演示系統(tǒng)的展演工具將大屏信號(hào)源切換到主演示計(jì)算機(jī)即可。

其中前端展演控制系統(tǒng)中信號(hào)源的切換是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，需要利用大屏控制器的SDK接口來實(shí)現(xiàn)，不同的大屏設(shè)備對(duì)應(yīng)的SDK版本和實(shí)現(xiàn)方式均不相同，需要根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。上海地鐵科技展示廳中的大屏設(shè)備型號(hào)是?？礑S-C0S-T，支持24路信號(hào)源，系統(tǒng)先對(duì)24路信號(hào)源進(jìn)行組合形成不同的展示場(chǎng)景，再利用?？堤峁┑腟DK進(jìn)行信源切換，詳細(xì)設(shè)計(jì)如下圖2展演系統(tǒng)的大屏信源切換設(shè)計(jì)所示。

軌道交通科技創(chuàng)新系統(tǒng)成果非常豐富，具備很高的推廣價(jià)值和科普意義。但是數(shù)十套系統(tǒng)分布在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境完全隔離的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，由于安全原因網(wǎng)絡(luò)之間不能相互打通;并且系統(tǒng)之間差異很大架構(gòu)各異。因此，如何通過統(tǒng)一的前端展演控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)將跨網(wǎng)段、不同架構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行集中展演是本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)的軌道交通科技創(chuàng)新成果展示系統(tǒng)通過混合架構(gòu)設(shè)計(jì)模式，使用大屏控制器跨網(wǎng)連接，通過前端展演系統(tǒng)調(diào)用大屏控制器的SDK接口切換信號(hào)源及演示場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)了展示系統(tǒng)的快速切換，并利用鍵盤鼠標(biāo)多源控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同系統(tǒng)的控制。

目前上海地鐵科技展示館已經(jīng)對(duì)公眾開放，利用科技創(chuàng)新成果展演系統(tǒng)為來自中國軌道交通協(xié)會(huì)、上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院等多個(gè)組織進(jìn)行了多次科普宣傳，受到了一致認(rèn)可和好評(píng)。下個(gè)階段上海地鐵將進(jìn)一步加大推廣的力度，力爭(zhēng)為廣大青少年、社會(huì)團(tuán)體、軌道交通行業(yè)提供更多優(yōu)質(zhì)的軌交科技創(chuàng)新科普資源。

[1]?中國城市軌道交通協(xié)會(huì).[EB/OL]：?https：//mp.weixin.qq.com/s/lKxnFK7S3EFqSvtslgdawA

[2]?《智慧城市軌道交通信息技術(shù)架構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)范》發(fā)布[J].都市快軌交通，2019，32（05）：101.

[3]?杜一晨，張喆，壽猛生.創(chuàng)新型展示系統(tǒng)平臺(tái)構(gòu)建研究——以浙江電力職工創(chuàng)新成果展示系統(tǒng)開發(fā)為例[J].新絲路（下旬），2016（04）：39-40.

[4]?杜棋東.關(guān)于城市軌道交通科普資源開發(fā)的思考[J].南方職業(yè)教育學(xué)刊，2014，4（06）：36-38+42.