武汉光谷现代有轨电车T1、T2示范线乘客信息系统

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  [摘 要]本文通过对武汉光谷有轨电车T1、T2示范线描述,介绍了乘客信息系统的重要性和基本原理,详细对乘客信息系统控制中心和车站的系统方案、设备功能、系统接口进行论述。
  [关键词]武汉 有轨电车 乘客信息系统
  中图分类号:F512.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)07-0304-03
  [Abstract]By tram T1, T2 demonstration line description of Wuhan Optics Valley, this paper introduces the importance of the passenger information system and the basic principle, details of the passenger information system control center of the station and the system scheme, equipment function, system interface is discussed.
  [Key words]Wuhan modern tram PIS
  1.武汉光谷有轨电车T1、T2示范线简介
  武汉光谷有轨电车T1、T2示范线于2014年进行规划设计,2015年启动征地拆迁和管线迁改并正式启动建设,2016年全线开建。T1线全长16.8公里,设站22座,一期工程途经光谷步行街、关山大道、三环线、光谷一路,止于流芳车辆基地;二期工程,还将延伸至光谷芯中心。T2线全长19.6公里,设站25座,沿线途经汤逊湖城铁站、大学园路、三环线、光谷国际网球中心、光谷中心城、光谷生物城、未来科技城,止于九峰停车场。
  2.系统概述
  现代有轨电车乘客信息系统是依托多媒体网络技术,以计算机系统为核心,以车站显示终端为媒介向乘客提供信息服务的系统。乘客信息系统通过设在站台上的电子站牌和LED显示屏,向候车的乘客提供乘车须知、列车到发时间、换乘指引、运营安全、列车时刻表、管理者公告、政府公告、出行参考、媒体新闻等实时动态的多媒体资讯与娱乐信息,包括天气预报、时事新闻、电视节目等。
  为提高管理水平,在起点站和终点站安装室外型发车屏,向乘客发布发车序号、车辆自编号和发车时间等信息。在车辆段/停车场司机休息室或司机排班室安装室内发车屏,向司机发布车辆待发信息,信息包括:待发队列最早3部车的发车序号、车辆自编号、发车时间和发车司机等。
  3.系统方案
  3.1 系统结构图
  系统由控制中心子系统、站台子系统、车载子系统(由车辆提供,本文不论述)、发车屏及司乘人员考勤系统等构成。
  本项目系统结构图如下图1所示:
  3.2 控制中心子系统
  3.2.1 子系统构成
  PIS系统控制中心子系统设备包括:中心千兆交换机、中心服务器、磁盘阵列、接口服务器、操作员工作站、文字编排工作站、上下变换器、视频流服务器等组成,控制中心设备以中心交换机为核心,通过数据承载网系统提供的共享以太网通道连接各车站级系统,构成完整的乘客信息系统。
  3.2.2 控制中心子系统工作原理
  1)中心子系统信息传输及共享
  中心服务器负责素材的集中上载和管理。需要播出的信息存放在中心服务器数据库中,各站点实时通过网络访问数据库以获取各站需要的信息,如公告信息、列车运行信息等。各站点只能访问自己存在数据库中相应的信息。车站LCD播放控制器和LED播放控制器读取数据库信息进行播出,在紧急情况下也可以手工输入信息进行播出。
  2)中心子系统数据广播
  公共信息包括公共文字信息,如财经信息、生活信息、通告、新闻等。另外还包括公共的视频信息,如重要新闻的播等。视频经过网络数字视频编码后,通过系统广主干网络对各个车站进行实时网络视频广播。
  各车站需要播出个性化的信息,包括个性化视频广告、各站列车运行情况等。个性信息的采编工作由控制中心操作员工作站承担,并通过网络自动发送到指定的车站播放控制器。
  3.3 车站子系统
  3.3.1 子系統构成
  本项目车站子系统设备包括:LCD播放控制器、LCD显示屏、站台LED显示屏(含显示控制器)等构成。
  3.3.2 显示终端布置
  本系统在车站面向乘客设置的显示终端分两类:站台LCD显示终端、站台LED显示终端。
  3.3.3 车站子系统信息传输及共享
  1)车站本地素材下载
  所有的信息在中心子系统进行统一采编、统一管理及任意修改终端显示屏内容并设置相应的信息源设备。实时性信息能通过传输系统的以太网由控制中心向各车站实时广播传送。由于各个站点出于个性化播出的考虑,不但要播出控制中心传来的视频信号而且还要定期的播放本站的素材。在夜间停播的时候,中心服务器会自动将素材归档,并通过以主干网络传递到相应的各站点。需要采取各个站点分时段的下载方式。通过程序各个站点只下载自己需要的素材,以减少对资源的占用。下载时间可为夜间停播后。
  2)数据的共享
  需要播出的信息存放在控制中心的中心服务器数据库中,各站点定期的通过网络访问数据库以获取各站需要的信息,如公告信息、ATS列车运行信息。各站点只能访问自己存在数据库中相应的信息。车站LCD播放控制器和LED播放控制器读取数据库信息进行播出,在紧急情况下也可以手工输入信息进行播出。
  3.4 发车屏及司乘人员考勤系统
  在起点站和终点站司机休息室安装一块4×8个汉字的双基色LED电子屏(单灯直径3mm,每个汉字16×16点阵;控制软件)作为室外型发车屏,向司机发布发车序号、车辆自编号和发车时间等信息。在车辆段/停车场司机休息室或司机排班室安装一块4×8个汉字的双基色LED电子屏(单灯直径3mm,每个汉字16×16点阵;控制软件)作为室内发车屏,向司机发布车辆待发信息,信息包括:待发队列最早3部车的发车序号、车辆自编号、发车时间和发车司机等。   同时,在司机休息室及司机排班室内设司乘人员考勤系统。
  LED发车指示屏
  排班室内设置LED发车指示屏,用来播放显示发车指示信息。
  4.设备功能
  4.1 控制中心设备功能
  4.1.1 磁盘阵列存储设备
  中心磁盘阵列存储设备主要功能是管理、维护、存档本线路乘客信息系统所有运营及经营数据。
  乘客信息系统是集中化的处理模式,因此在系统的可靠性、可用性等方面有着很高的要求。一旦如果由于某种不可抗力的原因,使得信息系统中断,无法运行,就将会给有轨电车运营造成无法估量损失。采用冗余技术的中心磁盘阵列存储设备对于本线路乘客信息系统业务数据的容灾及恢复是十分有效的。
  4.1.2 中心千兆交换机
  控制中心以中心交换机为核心,用于汇聚控制各类服务器和工作站等设备,组成千兆局域网,并通过通信传输系统提供的共享以太网通道和各车站的PIS子系统设备进行通信,构成完整的乘客信息显示系统。
  中心交换机是整个PIS系统的通信中枢,负责连接控制中心、车站和车辆段。
  4.1.3 中心服务器
  中心服务器是整个线路PIS系统的业务处理中心,执行PIS的业务流程,为组件、模块、系统之间提供数据交换。需要保存的状态数据,历史数据,配置数据等内容集中存储在中心存储设备中,中心服务器提供统一访问界面对数据进行读取和变更。操作员通过安装在工作站上的软件对这些数据进行增加、删除、查询、修改、备份中心数据库、升级中心服务器软件等。
  中心服务器主要实现如下功能:
  1)集中管理整个PIS系统,包括管理所有工作站的登录注销过程,变更终端显示设备的工作状态,增加、删除、修改用户,为用户分配权限,对资源的共享冲突进行仲裁等等(资源共享一般按照先到先得的模式来进行,即FCFS机制:FirstCome,FirstServed。在某些情况下需要定义基于优先级的资源共享,可以采用实时操作系统中采用的优先级继承和优先级置顶方式来解决);
  2)实时监控整个PIS系统中所有的工作站、播控设备、终端显示设备、网络设备的工作状态,实现系统的集中式管理功能,包括故障管理、性能管理、配置管理、安全管理等功能;
  3)创建并从车站子系统导入各种日志数据,包括告警日志、事件日志、用户操作日志、分类信息的播放日志、外部系统导入/导出信息日志等等;
  4)中心安装数据库系统,保存各种系统数据、工作状态和配置参数;
  5)网络管理,通过SNMP网管协议,实时监控整个PIS网络的网络状态;
  6)具备系统时钟管理功能,中心服务器实时同步整个PIS系统中各节点设备的时钟信号。
  4.1.4 接口服务器
  接口服务器是控制中心子系统从外部获取信息的网关。所有的外部信息首先进入接口服务器,进过适当的处理和过滤后存入存储阵列或转发给中心服务器进行实时处理。
  3.1.5 工作站
  操作员在工作站上设定信息发布等级、审核发布内容,并定期控制PIS系统升级更新,其中具体包括:
  1)根据管理文件的要求制定信息发布等级;
  2)审核所有文本、视频内容,仅仅审核通过的内容才能够被添加到播放列表;
  3)查看候车服务信息的播出状况,查看空档资源的使用状况;
  4)操作员可设定整个PIS系统在指定时间自动运行自动更新系统,自动更新系统将从指定的URL下载更新程序。下载完毕后关闭现有运行的程序进行升级,升级完毕后更新系统版本号。升级一般在地铁系统停止运营时进行,第二天开始运行时即启用新的系统。系统升级还可以由专业操作人员在指定的时间手动完成。
  4.2 车站设备功能
  4.2.1 电子站牌
  通过设在站台上的电子站牌,为在站台上候车的乘客提供上行、下行的候车服务信息。
  候車服务信息包括动态的车辆运行信息、静态的有轨电车线路信息、其他一些标志标识信息和换乘信息等。发布的信息分为:运营信息、公共信息和公益信息。
  播放控制器主要用于控制LCD屏的显示。其功能包括:
  1)接收中心服务器传过来的播出表、媒体素材和播出版式并播出;根据播出表的计划,在不同的时段自动切换到不同的内容;
  2)播出格式支持AVI、Mov、Flash、MPEG2、MPEG4、WMV、流媒体、UDP串流等多种媒体格式;
  3)接收中心服务器发布的紧急信息并播出;
  4)接收中心服务器发布的列车到发信息并播出;
  5)播出时能根据版式布局进行动态分屏,支持20个以上的子窗口分屏播出,并且每一个子窗口都可自动缩放至全屏显示;
  6)播出系统能够显示数字时钟或模拟时钟、天气图片和文本描述、滚动新闻、股票信息等;
  7)记录各类日志写入到中心服务器的数据库;
  8)接收控制中心中心服务器的开机、关机、重启、汇报状态、参数设定与更改等指令并处理;
  9)输出含音频嵌入的数字信号;
  自动监控磁盘使用状态,在磁盘超过清理阙值时触发磁盘清理程序,删除过期的节目数据以腾出磁盘空间。
  4.2.2 LED显示屏
  由车站LED播放控制器负责接收控制中心传送的信息,按指定格式控制LED显示屏的播放,实现运营信息、公共信息和公益信息的显示播放。
  5.系统的接口
  现代有轨电车乘客信息系统通过外部接口与其他系统交换信息,主要有以下接口:信号系统的接口、与电源系统的接口、时钟系统的接口、传输系统的接口。   5.1 PIS系统与传输系统的接口
  PIS系统与传输系统的接口如图2所示
  数据承载网系统在车站、車辆段/停车场和控制中心为乘客信息系统提供100/1000Mbps自适应以太网接口,接口数量在设计联络阶段确定。
  5.2 PIS系统与时钟系统的接口
  PIS系统与时钟系统的接口如图3所示
  时钟系统为本系统提供标准的时间信号,通过一个RJ45接口,接口位置在控制中心通信设备室综合配线架外侧。
  5.3 PIS系统与广播系统的接口
  实现当广播系统对车站等广播区进行广播时对应区域的乘客信息显示屏音量的自动关闭或降音功能。接口界面在综合配线架外侧。
  5.4 PIS系统与电源系统的接口
  PIS系统与电源系统的接口如图4所示
  在控制中心由通信UPS通信电源系统提供220V交流电源,电压为220±10%V,频率为50±5Hz,接口在电源设备柜的电源分配盘上,乘客信息系统内部设备的电源分配由本系统负责。具体回路个数在设计联络决定。
  在车站及车辆段/停车场各终端设备的电源由车站或车辆段/停车场就近提供,乘客信息系统内部设备的电源分配由本系统负责。具体回路个数在设计联络决定。
  5.5 PIS系统与接地系统
  本系统室内设备的接地在综合接地排上,接地电阻不大于1欧姆。
  本系统内部以及与通信其他子系统间至接口界面位置的线缆由供应商提供。
  5.6 PIS系统与其他信息源的接口
  乘客信息系统提供与其它信息源接入的接口。供应商负责外部信源信号引入乘客信息系统的相关技术配合工作,提供相关附件,并负责调试。
  5.7 PIS系统与信号系统的接口
  信号系统为PIS提供各类运营信息,PIS系统利用该通道实现列车到发时间,列车运行状态等信息的发布显示。乘客信息系统与信号系统相对独立,双方的接口分界点在控制中心乘客信息系统设备室配线架外线侧。
  接口示意图如图5所示
  乘客信息系统与信号系统按约定好的数据格式和数据交换方式,进行信息交换。
  6.结束语
  乘客信息系统作为现代有轨电车车站台上与乘客进行实时沟通的有力工具,将乘客们关心的导乘信息、运营服务信息发布出来,方便乘客乘车。另外,乘客信息系统也是运营公司展示城市风貌,展示公司形象的良好媒介,配合不同地理位置的车站.将地区的风格表现出来,成为城市文化宣传的新平台。
  乘客信息系统将在现代有轨电车的运营中突显出了其巨大的优势和怍用,在今后武汉城市轨道交通网中也将具有更加广泛的发展前景。希望乘客信息系统通过不断地更新和发展,为越来越多选择现代有轨电车出行的乘客带来越来越人的方便。
  作者简介
  鲁恩斌,高级工程师,电话:13871044876,朱重阳,项目主管工程师,工作单位:武汉长江通信智联技术有限公司。
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