城市軌道交通車站綜合操作管理平臺方案研究

吳 躍，吳 卉，李高科，張鵬飛

（中國鐵道科學研究院集團有限公司 電子計算技術研究所，北京 100081）

城市軌道交通車站綜合控制室（簡稱：綜控室）作為地鐵線路運營管理的重要場所，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（簡稱：綜控員）和值班站長（簡稱：值站）就是在車站綜控室內實現列車運行的監(jiān)視和控制，同時，車站綜控員還負責站內廣播尋人、車站視頻監(jiān)視、火災報警確認等車站運行工作。

目前，城市軌道交通車站綜控室綜合后備盤（IBP，Integrated Backup Panel）一般由上、下兩部分組成，上層部分為IBP 的馬賽克盤面，下層部分為工作臺，分別設置綜合監(jiān)控系統（ISCS，Integrated Supervisory Control System）操作終端、視頻監(jiān)控系統（VMS，Video Management System）操作終端、車地綜合通信固定臺、廣播系統（PA，Public-address System）控制盒，乘客信息系統（PIS，Passenger Information System）操作終端，電子導向操作終端等，同時設置調度電話、公務電話、廣播控制盒及無線固定臺設備，在綜控室內各系統分設操作管理終端占據了工作臺面的大部分空間，每個終端的操作界面和用戶設置各異，綜控室臺面上終端擺放擁擠，綜控員在進行不同操作時，移動跨度大，每個終端的操作界面和用戶設置各異，不便于運營人員的日常操作。

目前，關于地鐵車控室的一體化整合方案已經取得了一部分成效，基本的整合方式包括：IBP 盤一體化整合[1-2]，電子IBP 盤[3]，對于車控室內設備設施的整體優(yōu)化布置等[4]，現階段從硬件設備設施的優(yōu)化考慮較多，而基于軟件操作平臺的整合研究較少。對于運營操作人員，在業(yè)務變化的適應性，協同工作能力，功能拓展等方面與生產需求的矛盾日益突出，調度工作人員設置冗雜，在減員增效的背景下，對于車控室的綜合操作平臺的需求凸顯出來。

本文從系統操作終端整合入手，為解決通信系統間信息孤島，系統操作終端多，操作風格各異的問題，提出車站綜合操作管理平臺的方案并研究其可行性，可有效地促進調度整體工作質量與管理水平的全面提升，為地鐵運營人員操作提供便利[5]。

1 平臺總體設計

在各系統提供可操作接口的情況下，制定開發(fā)車站綜合管控平臺有效地解決子系統間終端架構融合問題，為系統提供可擴展的綜合業(yè)務融合功能，前期可先考慮部分系統的整合。一臺終端設備接入不同系統的網管入口，整合現有客戶端/服務器(C/S，Client/Server)和瀏覽器/服務器(B/S，Browser/Server)2 種架構終端，形成通信系統車站整合終端。

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，有利于運營人員的統一操控，同時也可以幫助地鐵運營單位對于優(yōu)化崗位職責，提高員工效能提供輔助幫助。

1.1 平臺網絡構成

綜合操作管理平臺網絡架構，如圖1 所示。保留各系統在控制中心和車站的原有架構不變，在控制中心可通過統一的數據共享平臺，統一收集各系統的數據信息，向外部系統提供數據共享服務，實現協調各個系統間數據共享的功能，為乘客服務、運維管理的相關系統及應用提供接口數據，拓展信息引導渠道，提升信息服務的靈活性、時效性和方便性[6-8]。通過傳輸系統將各系統的數據傳輸至車站，并接入綜合管控平臺終端。

通過數據接口服務器和數據管理服務器實現平臺內外部數據采集，支持數據處理，包括數據轉換、存儲、分析與計算，并可對外提供數據共享與數據服務，如首末班車時間、列車到站時間、客流密度、環(huán)境感知數據等。

圖1 平臺網絡架構

1.2 平臺軟件架構

平臺網絡架構如圖2 所示，分為操作層、軟件及接口層，業(yè)務系統層。

圖2 平臺軟件架構

（1）業(yè)務系統層

各系統原有的車站及中心系統架構設備，與軟件及接口層、操作層交互。為整個系統提供底層數據支撐，例如視頻圖像，PIS 顯示終端、廣播的前端設備及FAS、BAS 等系統的基礎數據信息及管理操作信息。

（2）軟件及接口層

為各系統提供網絡接入環(huán)境，通過集中的數據共享平臺進行數據收集，整合VMS 接口、列車自動監(jiān)控（ATS，Automatic Train Supervision）系統數據、中心運營服務信息、廣播等系統數據。同時，為平臺提供綜合的操作界面，用戶的權限分配，設備的信息管理。

（3）操作表現層

綜控室綜合管控操作終端，為客戶提供一體化人機交互界面，實現不同系統的功能在同一終端上的設備狀態(tài)顯示、設備控制、信息發(fā)布、廣播控制、系統管理、聯動控制。

2 平臺功能

本文研究的綜合操作管理平臺主要包括VMS、PIS、電子導向系統、廣播系統、公務電話系統、聯動控制等幾個功能，如圖3 所示。

圖3 平臺功能

（1）整體功能。為綜合操作管理平臺提供整體人機界面，并提供顯示PIS、VMS、PA、導向、ISCS 設備位置和告警信息的電子地圖；提供各系統的故障告警信息，能夠集中顯示查看當前告警；提供各子系統車站設備的狀態(tài)信息，提供整體平臺的用戶管理和權限管理。

（2）VMS 功能。包含對視頻監(jiān)控系統的視頻圖像調看，錄像回放，輪詢計劃，行為分析報警等功能項。

（3）PIS 功能。包含PIS 的信息發(fā)布、審核、播放畫面監(jiān)視，以及緊急消息發(fā)布、設備遠程開關機等功能。

（4）廣播系統功能。包含廣播系統的話筒語音廣播、預錄制廣播、實時錄制廣播、TTS 廣播功能，同時可進行定時循環(huán)廣播，外接廣播音源播放，一鍵應急廣播等功能。

（5）電子導向功能。包含對電子導向設備的設備狀態(tài)監(jiān)控、設備遠程開啟及關閉功能。

（6）公務電話功能。包含撥打外線，局內小號，多方會議等功能。

（7）聯動控制功能。實現開關站時各系統相應的開關站顯示及播放功能?？蓪崿F系統間的聯動信息發(fā)布功能。

3 平臺開發(fā)與實現

3.1 直接調用方案

綜合管理終端設備分別安裝PIS、PA、VMS 終端軟件，并且安裝綜合管理終端軟件。通過綜合管理終端軟件，使用人員可以調用打開PIS、PA、VMS 軟件。具體軟件操作分別在PIS、PA、VMS 軟件上分別進行。該方案是將3 個系統的軟件安裝在同一個操作終端，通過綜合管理終端軟件進行調用。調用后各系統打開自己的操作軟件，實現各個系統的管理。各個系統獨立打開自己的軟件，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 系統功能。綜合管理終端軟件將原系統嵌入到綜合管理終端軟件中，各個系統還是獨立存在。此方案各系統軟件有各自的系統運行環(huán)境，各系統廠家以此種方式嵌入程序的功能時開發(fā)量較大。

3.3 直接管理與接口結合的方案

綜合管理終端設備通過綜合管理軟件集中管理PIS、VMS、PA、導向系統的設備，實現4 個系統在車站一級的全功能。綜合管理終端可以訪問PIS、VMS、PA、導向系統內部網絡的服務器和設備，根據各系統的不同條件可以選擇采用接口方式和直接控制設備方式，實現綜合管理終端軟件的各項功能。這種方式融合度高，可以將PIS、VMS、PA、導向功能進行整合統一管理、聯動顯示。能夠打破各個系統信息孤島，實現智能化服務。該方案將PIS、VMS、PA、導向系統全功能高度集成，進行深度融合。由于綜合管理軟件可以集中控制4 個系統的所有功能，根據實際需求可以實現系統聯動顯示控制功能。這種方案中綜合管理軟件具備高度的可擴展性。同時各個系統可以根據系統特點選擇接口接入和直接管理的接入。

考慮各方案呈現結果，采用直接管理與接口結合集成度高，平臺功能明確，可實現各系統功能融合聯動，技術可行性高，不存在技術不確定因素，擴展性高，是首推的實現方案。

4 結束語

本文論述了城市軌道交通車站綜合操作管理平臺的架構與實現開發(fā)方案比選，根據各方案的比選論述可行性。建立車站綜合操作管理平臺，有利于運營人員的統一操控，同時也可幫助地鐵運營單位對于優(yōu)化崗位職責，提高員工工作效率。隨著車站智能化的要求進一步提升，車站控制室的布置將更趨于合理化，綜合操作平臺的相關功能也會不斷完善和改進。