城市軌道交通PIS 動(dòng)態(tài)定制媒體服務(wù)方案研究

田 源，汪曉臣，孫同慶

（1. 中國鐵道科學(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；2. 軌道交通系統(tǒng)測試國家工程實(shí)驗(yàn)室，北京 100081）

截至2020 年3 月，國內(nèi)共有12 個(gè)城市開通全自動(dòng)運(yùn)行（FAO，F(xiàn)ully Automatic Operation）軌道交通，其中采用無人值守下列車自動(dòng)運(yùn)行等級（GOA4）線路的城市有北京、上海和廣州[1]，軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行技術(shù)及相關(guān)場景應(yīng)用正迎來新的發(fā)展機(jī)遇。

乘客信息系統(tǒng)（PIS， Passenger Information System）是面向乘客的信息發(fā)布與服務(wù)系統(tǒng)。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)在城市軌道交通中的應(yīng)用與發(fā)展，以《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》為指引，圍繞創(chuàng)建智慧乘客服務(wù)體系，提高乘客服務(wù)的便捷化、舒適化、智能化成為PIS 系統(tǒng)的發(fā)展方向[2]。

傳統(tǒng)PIS 提供較為簡單的乘客出行服務(wù)信息和媒體資訊，與線路運(yùn)營場景的聯(lián)動(dòng)較為有限，且媒體內(nèi)容和形式相對單一，播放廣告及其它媒體資訊對乘客缺乏吸引力。PIS 作為城市軌道交通運(yùn)營系統(tǒng)面向乘客的窗口之一，應(yīng)充分發(fā)揮其平臺優(yōu)勢，通過對列車運(yùn)行場景、乘客行為等的自動(dòng)感知，為乘客提供靈活多樣、針對性更強(qiáng)的媒體服務(wù)。

文獻(xiàn)[3]和文獻(xiàn)[4]對城市軌道交通FAO 線路中多種系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)場景進(jìn)行梳理和分析，探討多系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息深度融合的機(jī)制。文獻(xiàn)[5]和文獻(xiàn)[6]對車輛火災(zāi)場景中PIS 聯(lián)動(dòng)機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，通過畫面通報(bào)和警情提示，為保障乘客安全提供信息支持。文獻(xiàn)[7]和文獻(xiàn)[8]對傳統(tǒng)PIS 媒體編播應(yīng)用技術(shù)方案進(jìn)行研究，但仍以按計(jì)劃編播的媒體服務(wù)為主，缺乏靈活多樣的媒體服務(wù)。

本文以城市軌道交通FAO 線路中與PIS 相關(guān)的列車運(yùn)行場景為主線，基于傳統(tǒng)PIS 架構(gòu)，提出一套可與場景聯(lián)動(dòng)的動(dòng)態(tài)定制媒體服務(wù)技術(shù)方案，以期提供更貼近乘客需求的媒體服務(wù)。

1 FAO 線路中與PIS 相關(guān)的典型場景

城市軌道交通FAO 系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行全過程自動(dòng)化的新一代軌道交通控制系統(tǒng)[3]。相對于傳統(tǒng)有人駕駛線路，F(xiàn)AO 線路的運(yùn)行高度自動(dòng)化、安全化，系統(tǒng)管理高度集中化[4]。

在FAO 線路中，與PIS 相關(guān)的典型場景如下。

（1）開站運(yùn)營聯(lián)動(dòng)：按照運(yùn)營計(jì)劃，行車綜合自動(dòng)化系統(tǒng)（TIAS）向線路控制中心（OCC）的PIS 發(fā)送開站運(yùn)營指令，OCC-PIS 向車站PIS 發(fā)送車站級設(shè)備喚醒指令，實(shí)現(xiàn)車站播控器、LCD 顯示屏、查詢機(jī)等設(shè)備的自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行。

（2）列車跳停：在大站快車、通勤車、軋道車運(yùn)行過程中，列車通過部分站臺時(shí)不停車；TIAS 向PIS 發(fā)送的行車信息中包含列車跳停信息，PIS 處理跳停信息，在指定站臺LCD 顯示屏上顯示，告知候車乘客列車不在此站臺?？浚煌瑫r(shí)，車載PIS 的LCD 顯示屏提前通告車廂乘客，本次列車不停車直接通過前方車站。

（3）列車清客：結(jié)束一天運(yùn)營后，或發(fā)生故障時(shí)，列車不再擔(dān)當(dāng)載客任務(wù)，從正線直接返回車輛段；TIAS 將清客信息通過ATS 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送至PIS，列車回庫前?？空九_，PIS 的站臺LCD 顯示屏顯示列車清客信息，提示候車乘客本次列車結(jié)束運(yùn)營工作，避免乘客誤乘列車；車載PIS 的LCD 顯示屏顯示本次列車即將結(jié)束運(yùn)營，提示車上乘客帶好隨身物品下車。

（4）車站火災(zāi)聯(lián)動(dòng)：車站發(fā)生火災(zāi)時(shí)，F(xiàn)AS 將火災(zāi)報(bào)警信息傳送至TIAS，TIAS 再向PIS 發(fā)送火災(zāi)觸發(fā)報(bào)警信息；車站PIS 控制各區(qū)域LCD 顯示屏顯示緊急信息，向乘客通告車站發(fā)生的緊急情況，疏導(dǎo)乘客安全有序撤離；同時(shí)，?？吭诨馂?zāi)車站的列車立即駛離，正線列車不再停靠，直接通過本站，上下行相鄰車站自動(dòng)扣車。

（5）列車火災(zāi)聯(lián)動(dòng)：若列車在停站期間發(fā)生火災(zāi)，打開列車車門疏散乘客；若列車在區(qū)間發(fā)生火災(zāi)，列車運(yùn)行至下一站?？亢螅蜷_車門疏散乘客；車輛調(diào)度確認(rèn)列車火災(zāi)后，向車載控制器（VOBC）發(fā)送火災(zāi)確認(rèn)，通過TCMS 觸發(fā)車載PIS 播報(bào)乘客提示信息。

2 PIS 動(dòng)態(tài)定制媒體服務(wù)方案

2.1 整體方案

對于復(fù)雜多樣的FAO 場景，傳統(tǒng)PIS 只能通過單一、固定的信息和界面為乘客提供服務(wù)。在城市軌道交通智能化、乘客服務(wù)個(gè)性化的趨勢下，結(jié)合PIS 媒體服務(wù)業(yè)務(wù)，亟需利用信息融合技術(shù)，提升PIS 服務(wù)品質(zhì)和智能化水平。

結(jié)合傳統(tǒng)PIS 的媒體編輯、發(fā)布、調(diào)度、播放等業(yè)務(wù)流程，考慮FAO 場景聯(lián)動(dòng)及列車行車區(qū)間感知，提出一套PIS 動(dòng)態(tài)定制媒體服務(wù)方案，如圖1 所示。

圖1 FAO 場景中PIS 動(dòng)態(tài)定制媒體服務(wù)方案

對線路控制中心PIS 的媒體與編播功能進(jìn)行擴(kuò)展，在常規(guī)播放列表（簡稱：播表）功能的基礎(chǔ)上，提供場景播放列表定制和區(qū)間播放列表編排與發(fā)布功能。

（1）常規(guī)播放列表：常規(guī)PIS 播放業(yè)務(wù)包括直播流和媒體文件播放；直播流以URL 形式提供，一般采用組播方式向線路統(tǒng)一提供媒體源；車載PIS 的播控器識別播放列表后，從OCC-PIS 下載對應(yīng)的媒體對象，在本地統(tǒng)一調(diào)度播放。

（2）場景標(biāo)簽嵌入：根據(jù)不同場景，以動(dòng)畫或宣傳短片的形式，制作對應(yīng)場景的播放媒體，將其上傳至PIS 媒體庫，并利用標(biāo)簽區(qū)分媒體場景；在傳統(tǒng)播放列表中添加場景標(biāo)簽及對應(yīng)的媒體信息，實(shí)現(xiàn)在特定場景下自動(dòng)觸發(fā)對應(yīng)播放媒體，為乘客提供針對性的行為引導(dǎo)指南；場景標(biāo)簽包括跳停（skip_media）、清客（outofservice_media）、火災(zāi)（emergency_media）等。

（3）行車區(qū)間標(biāo)簽嵌入：列車在行進(jìn)過程中，通過ATS 信息可感知當(dāng)前開行方向及區(qū)間位置，規(guī)定行車區(qū)間標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)格式，如Up_Stn1_Stn10 表示上行方向車站ID 為1 至10 的區(qū)間；在媒體編輯與發(fā)布平臺增加行車區(qū)間標(biāo)簽，以識別和調(diào)度媒體文件；車載PIS 播控器掃描播表中含有行車區(qū)間標(biāo)簽的媒體文件并進(jìn)行排序，結(jié)合當(dāng)前感知的行車位置，調(diào)度播放區(qū)間段內(nèi)或行車方向上需要播放的媒體文件。

2.2 由FAO 場景自動(dòng)觸發(fā)的PIS 媒體服務(wù)

按照FAO 場景中乘客指引與服務(wù)需求，制作媒體素材，設(shè)置車站或車載PIS 的場景感知觸發(fā)條件，實(shí)現(xiàn)媒體素材自動(dòng)調(diào)度，為乘客提供靈活、適用的媒體服務(wù)。部分服務(wù)形式及內(nèi)容，如表1 所示。

表1 FAO 場景中的媒體服務(wù)

2.3 與行車區(qū)間關(guān)聯(lián)的PIS 媒體服務(wù)

列車行車區(qū)間與乘客群體特征存在緊密關(guān)聯(lián)，通過行車區(qū)間感知，設(shè)計(jì)面向乘客的定制媒體服務(wù)，有助于發(fā)掘城市軌道交通在文化宣傳、商業(yè)推廣方面的價(jià)值。

以城市機(jī)場地鐵線路為例，當(dāng)列車駛向機(jī)場方向時(shí)，媒體服務(wù)以提供航班信息、機(jī)場安檢、出入境注意事項(xiàng)等公共服務(wù)信息為主；當(dāng)列車向市區(qū)方向行駛時(shí)，媒體服務(wù)則以提供城市宣傳、景點(diǎn)介紹、商家推廣等商業(yè)性信息為主。

線路編播中心提供線路商圈、旅游景點(diǎn)、交通樞紐等地理位置信息的車站標(biāo)簽管理；可結(jié)合線網(wǎng)客流分析，學(xué)習(xí)和提取沿線車站上的乘客畫像，向編播管理員提供區(qū)間媒體素材推薦，針對乘客群體定制更受歡迎的媒體服務(wù)內(nèi)容。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 智能媒體調(diào)度技術(shù)

傳統(tǒng)媒體調(diào)度技術(shù)以媒體文件或媒體流為調(diào)度對象，編播中心對媒體序列和播放時(shí)長進(jìn)行編排，生成并下發(fā)播表；車站和車載播控器依據(jù)播表，在指定時(shí)段內(nèi)播放媒體。智能媒體調(diào)度技術(shù)通過自動(dòng)感知列車運(yùn)行場景、區(qū)間、交路和行車方向，提供定制化媒體服務(wù)，如圖2 所示。

圖2 智能媒體調(diào)度方案構(gòu)成示意

播控器解析包含場景和行車區(qū)間標(biāo)簽的媒體播表，并根據(jù)由TIAS 或TCMS 提供的列車行車狀態(tài)和場景，自動(dòng)觸發(fā)媒體播放。媒體調(diào)度優(yōu)先級順序見表2，場景感知的觸發(fā)優(yōu)先級最高，其次是行車區(qū)間感知的觸發(fā)；高優(yōu)先級的媒體類型將覆蓋低優(yōu)先級媒體類型，同一優(yōu)先級的媒體類型采用“后來先服務(wù)”的同級覆蓋原則。

表2 媒體調(diào)度優(yōu)先級設(shè)置

媒體播放列表由線路編播中心統(tǒng)一制作并發(fā)布。車站播控器和車載PIS 播控器接收并解析播放列表，生成初始播放隊(duì)列；通過多線程實(shí)現(xiàn)常規(guī)媒體調(diào)度、行車區(qū)間感知和場景觸發(fā)的并行處理。

圖3 以行車場景中上行方向?yàn)槔枋鲋悄苊襟w調(diào)度過程：

圖3 智能媒體調(diào)度過程

（1）當(dāng)列車運(yùn)行在車站1 至車站10 的區(qū)間內(nèi)，根據(jù)區(qū)間感知信息和優(yōu)先級規(guī)則，常規(guī)調(diào)度線程被掛起，暫停常規(guī)媒體media_1 或media_2 的播放，優(yōu)先播放media_4 媒體文件；當(dāng)列車駛離車站10 后，恢復(fù)常規(guī)調(diào)度線程及常規(guī)媒體的播放；

（2）當(dāng)列車即將到達(dá)車站15 時(shí)，F(xiàn)AO 跳停場景被自動(dòng)觸發(fā)，場景觸發(fā)線程向主線程推送調(diào)度結(jié)果media_3，常規(guī)調(diào)度線程被掛起，暫停當(dāng)前常規(guī)媒體的播放，優(yōu)先播出media_3；列車車廂LCD 顯示屏以動(dòng)態(tài)畫面告知車廂內(nèi)乘客前方車站不?？浚煌瑫r(shí)，車站15 上行站臺的PIS 播控器調(diào)度播放media_3，告知候車乘客該次列車通過不停車。

3.2 媒體對象的行車區(qū)間標(biāo)簽

城市軌道交通的車站各具特色。媒體編輯與發(fā)布平臺提供商圈、學(xué)校、景點(diǎn)、交通樞紐等數(shù)據(jù)字典，可以此為基礎(chǔ)生成推薦的初始化行車區(qū)間組合。同時(shí)，為編播中心操作員提供媒體對象行車區(qū)間標(biāo)簽?zāi)０?，支持媒體播放列表的便捷制作。

媒體對象行車區(qū)間標(biāo)簽的定義如圖4 所示。線路區(qū)間分為上行和下行，編播系統(tǒng)支持按起止車站ID 自定義線路區(qū)間，不同線路區(qū)間不可重疊設(shè)置；按線路區(qū)間標(biāo)簽定義規(guī)則，系統(tǒng)自動(dòng)生成媒體對象行車區(qū)間標(biāo)簽。播放列表中的媒體對象支持獨(dú)立標(biāo)簽標(biāo)記，單個(gè)媒體對象最多可設(shè)置2 個(gè)行車區(qū)間標(biāo)簽。用戶可按行車區(qū)間標(biāo)簽瀏覽媒體對象，也可在播放列表中查看媒體對象的行車區(qū)間標(biāo)簽屬性。

圖4 媒體對象行車區(qū)間標(biāo)簽的定義

4 結(jié)束語

在傳統(tǒng)PIS 媒體服務(wù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合FAO 場景聯(lián)動(dòng)和行車區(qū)間感知，提供更為豐富、靈活、適用的乘客服務(wù)信息，采用播放列表媒體對象標(biāo)簽和基于標(biāo)簽的智能媒體調(diào)度方法，實(shí)現(xiàn)可動(dòng)態(tài)定制的媒體服務(wù)。

隨著城市軌道交通的智能化發(fā)展，人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與業(yè)務(wù)的融合不斷深入，可利用更多相關(guān)信息為乘客提供便捷、體貼的媒體服務(wù)；還可通過采集乘客行為，依據(jù)乘客喜好來優(yōu)化媒體服務(wù)；此外，可為其它系統(tǒng)提供乘客相關(guān)的共享數(shù)據(jù)服務(wù)，為智慧城軌多專業(yè)發(fā)展提供支持。