李海培

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043)

乘客信息系统(Passenger Information System，以下简称PIS) 是一个综合计算机网络技术和电子媒体技术的综合服务性系统，在正常情况下提供乘车须知、服务时间、列车到发时间、列车时刻表、管理者公告、政府公告、出行参考、股票信息、媒体新闻、赛事直播、广告等实时动态的多媒体信息；在火灾、阻塞及恐怖袭击等非正常情况下，提供动态紧急疏散提示。

在各城市轨道交通建设初期，线路数量较少，存在换乘关系的线路不多，各线路建设时间相隔较远，系统方案也不统一，线路建设运营基本上是各自为政的。在这样的建设运营模式下，每条线路的PIS系统都是一个完整而独立的整体，只需要获取外部信息源，线路PIS系统就能够独立完成从媒体资源的采集到最后节目播出的全部工作。

1 线网级乘客信息发布中心应用背景

随着我国轨道交通事业的蓬勃发展，轨道交通线路不断增多，在一些较早开展轨道交通建设事业的城市，如北京、上海和广州，轨道交通线网都已经初步成形，轨道交通的线网化发展使得PIS系统原有的架构变得不再合时宜。原因主要表现在以下几点。

(1)资源浪费

如果按照PIS系统原有的架构进行建设，线网内的每条线路都单独配置一套独立的媒体编辑设备。由于媒体编辑操作具有一定的专业性，因此还需要配备一批具有专业技能的媒体编辑技术人员。

从轨道交通运营的角度来看，同一线网内的所有线路上播出的媒体节目应该具有一致性和统一性，而实际上各线路的节目源也是统一的，那么由每条线路单独完成对媒体的编辑实际上是完全没有必要的。这样的做法带来的直接后果，是硬件资源的冗余配置和技术人员的重复配备。

(2)管理困难

从线网角度来看，轨道交通的运营方希望能够方便地对所有线路进行统一的管理。如果按照PIS系统原有的架构进行建设，独立管理的做法必然会增大运营管理统一的难度，增多管理中出现的问题。

(3)接口复杂繁多

随着线路的不断增加，具有换乘关系的线路也逐渐增多，线路之间的换乘关系日趋复杂，甚至出现了3条线路同站换乘的情况。运营要求换乘线路之间应该存在信息接口，以实现站内的列车到发信息的互通。对于换乘站不同线路间PIS系统不管采用车站接口模式还是中心接口模式，系统接口均较为繁杂，实现起来比较困难。

此外，每条线都必须独自要与外部信息源(如有线电视、天气预报)进行接口，这种无谓的重复操作会增加工程的投资以及系统实现的复杂度。

由此可见，PIS系统原有的架构以及建设模式已经不能适应轨道交通建设的现状以及发展趋势。为提高轨道交通信息发布管理水平，应立足于整个轨道交通线网，以全局的眼光来重新架构PIS系统，建立1个线网级的乘客信息发布中心(PIS Control Center，以下简称PCC)，实现对线网内PIS系统播出信息的控制。

2 线网级乘客信息系统系统架构

在既有建设模式架构下，各线独立运营，各线显示独立的外部信息，各自为政，无法形成规模效应。各线独立运营时线网乘客信息系统架构参见图1(a)。

而通过在各线PIS系统之上建立一个线网级的乘客信息发布中心PCC，就可以将各条线的PIS系统发布信息的统一发布、统一运行、统一管理，为乘客提供各类信息，为管理部门运营安全决策提供支持信息，确保系统高效安全运营。PCC管理下的PIS网络架构参见图1(b)。

图1 线网级乘客信息系统系统架构

在引入PCC统一管理后，城市轨道交通线网级乘客信息系统分为3层架构:

第1层：线网级乘客信息发布中心(PCC)；

第2层：线路控制中心；

第3层：车站显示及车载显示。

(1)线网级乘客信息发布中心(PCC)

①负责轨道交通各条线路PIS系统的乘客导乘(面向各线的一般和紧急状态下的运营服务、安全、票务等多方面的自编辑信息)，公共信息(面向各线的一般广告、实时新闻、天气预报、交通、股市行情等外部信息)的制作、接收和发布；

②能够集中定义和管理全系统各类型和级别的用户所拥有的操作权限(如系统管理权限、广告管理权限、发布管理权限等)；

③可通过地理位置图的方式全面监视系统运营，包括控制器的各种状态，如硬盘空间、播出内容、显示终端的开关状态、音量及相关系统设备的状态，包括在轨道交通线路上使用到的交换机、服务器、磁盘柜、工作站、播放控制器、车载PIS设备和车载监控设备等。

④信息流程

信息流程1∶PIS线网中心(PCC)←→各线路OCC←→各线车站。

信息流程2∶PIS线网中心(PCC)←→各线路OCC←→各线列车。

(2)线路控制中心

①从线网中心(PCC)接收本线乘客导乘及公共信息的播放列表及媒体文件素材信息，通过传输网络下发传送到本线路各车站、车地宽带传输网络或车辆段设备；

②本线操作员可编辑、储存及发送本线的乘客导乘信息(一般和紧急状态下的运营服务、安全、票务等多方面的自编辑信息)，按照地铁运营以及有关商业要求，定义本线模板文件，并上传PIS线网中心(PCC)；

③可监视本线系统运营，包括控制器的各种状态，如硬盘空间、播出内容、显示终端的开关状态、音量及相关系统设备的状态，包括在本线地铁线路上使用到的交换机、服务器、磁盘柜、工作站、播放控制器、车载PIS设备等。

④信息流程

信息流程1：线路OCC←→本线车站。

信息流程2：线路OCC←→本线列车。

信息流程3：线路OCC ←→PIS线网中心(PCC)。

(3)车站显示及车载显示

①车站显示

主要负责从本线控制中心接收发布的内容信息，通过播放控制器对本车站所有显示终端播放信息，并进行统一的控制和管理。可监视本站系统运营，包括控制器的各种状态，如硬盘空间、播出内容、显示终端的开关状态、音量及相关系统设备的状态。

其信息流程：本线车站←→线路OCC。

②车载显示

主要负责通过车地宽带传输网络设备接收发布信息内容，通过车载LCD播放控制器进行解码后，在本列车的所有LCD显示屏上实时播放。同时，车载设备利用移动宽带传输网络通道将车上监视图像传递到PCC、线路OCC。

其信息流程：本线列车←→线路OCC←→PIS线网中心(PCC)。

在单线路模式下乘客信息系统OCC的功能如图2(a)所示，引入PCC后，PCC应具备的功能如图2(b)所示，在线网3层架构下PCC与OCC具备的功能如图2(c)所示。

图2 线网级乘客信息系统PCC、OCC功能对比

通过功能对比可以看出PCC的功能与单线建OCC的功能具有80%以上的同质性，因此按照线网3层架构下，在PCC建设时可建设性能强大、功能完善的媒体编辑制作、广告资源管理、播表编制管理、播表分发管理功能模块，统一外部信息接收接口；而对于线路级OCC，则可以剥离或弱化广告管理工作，保留原有的线路接口功能(如ATS信号)。由于PCC的建设，大大减少了OCC部分的功能需求，轨道交通每条线建设时可以节省硬件资源的冗余配置和技术人员的重复配备，从远期考虑大大减少项目投资。

同时，在此线网3层架构下，保留了OCC部分的基础功能，如果PCC发生故障，或PCC与OCC间通信中断时，OCC可以完成本线乘客信息系统的基本功能，不会因PCC的单点故障造成线网PIS系统瘫痪。

3 线网级乘客信息发布中心(PCC)构成

下面以重庆轨道交通线网级乘客信息发布中心(PCC)建设为例，对PCC系统构成进行简述。PCC系统从结构上可分为：PCC管理部分、节目制作及内容管理部分、播出管理部分、播出预览部分、网络及网络安全部分等。PCC系统通过传输网络与重庆轨道交通各线路控制中心的PIS系统连接。由于系统采用网络化构架方式，因此各个子系统可分别设立于不同的办公位置，并通过网络进行通信。PCC系统构成如图3所示。

(1)PCC管理部分

PCC管理部分主要负责各线路PIS系统的结构化运行数据的分配和管理，如播出版式的创建和审核、播表的创建和审核以及对整个系统信息发布工作记录的检查和管理。

PCC管理部分主要设备包括：中心数据服务器(2台，以集群方式工作)、接口服务器、播表管理工作站、系统维护管理工作站和集成化PCC系统管理软件平台等，构建了一个完整的运营管理和集中控制系统。

系统配置冗余数据服务器，数据服务器用于完成对数据的存储和管理，运行系统的核心管理软件，同时具备系统的磁盘管理功能。数据库服务器应配置关系型数据库管理系统，用来管理历史数据。在故障情况下，冗余的服务器能自动地进行切换，切换时间不大于15 s。 每台数据库服务器应配置双1 000 Mbps光纤以太网接口，用于连接PCC的冗余光纤以太网数据网络。

[28] Edward Wong, “Chinese Military Seeks to Extend Its Naval Power”, New York Times, April 23, 2010；山水、杜文龙：《俄越军火交易背后的暗流》，《兵器知识》2010年第2A期，第20-23页。

图3 线网级乘客信息发布中心(PCC)构成示意

系统配置接口服务器，主要完成与IISS系统及各线路PIS中心系统进行信息交换和处理，同时也是系统软件对外节点和数据交互的关口，主要进行简单的数据处理和协议转换，以减轻系统服务器的负担。系统采用冗余接口通信处理器，用于与该线路进行协议转换与数据处理。 每台接口通信处理器应配置双1000Mbps光纤以太网接口，用于连接PCC的骨干网络和对IISS的冗余光纤以太网数据网络的接口。

(2)节目制作及内容管理部分

节目制作及内容管理部分负责重庆轨道交通内部宣传片及广告节目的制作，及系统播出数据的检索、管理、审核以及音视频文件格式的转换。节目制作及内容管理部分主要由非线性编辑系统及素材管理工作站组成。

(3)播出管理部分

播出管理部分主要用于各线路PIS系统视音频信息的分发以及播出。系统主要由视频流服务器、播出控制工作站、直播工作站、直播数字电视编码器、数字有线电视解调器、上下变换器、视音频切换矩阵等组成。

设置突发事件信息发布工作站，可分级、分布式设置，根据运营管理的需要，在不同部门、不同位置设置，具备权限的分级管理、用户管理和日志管理功能。可选择全线网、线路、车站以及列车的每台媒体控制器，支持单选和组合选择模式，发布多级别的信息，支持信息的预定义和自定义功能，具备针对特定信息的关键字段修改功能，同时可在此工作站显示发布信息的显示效果。

(4)播出预览部分

PCC总编播控制中心具备车站显示终端的显示效果的查看及预览功能。

节目预览工作站可任意选择线网内的每一台媒体控制器，进行已提交文件的审查工作，可以对已提交的节目内容，进行预览、通过、退回，并可标注预览审核不通过的原因。具备用户管理、权限管理和日志管理功能。

后续线路PIS系统将可能采用不同技术标准的显示控制器，因此PCC系统应能具有接纳各线路PIS系统的播放控制器、显示屏等设备的能力。

①高清、标清LCD播放控制器

PCC系统配置线路级LCD控制器各1套。后续线路PIS系统将可能采用不同技术标准的LCD控制器，因此PCC系统应能具有接纳各线路PIS系统的LCD控制器的能力。

②大屏显示设备

大屏显示设备用来显示PCC系统监播、系统设备监控、突发事件发布界面、节目预览内容和画面。 大屏显示系统采用2×2块42英寸等离子无缝拼接显示系统，支持多个窗口显示，图像缩放，并可实现整屏漫游。

(5)网络及网络安全部分

网络系统平台应能够高速的处理大量信息以及多种应用需求，支持各种不同的应用服务。网络系统的交换机、路由器、防火墙等组成部分要有较高的信息处理能力和较高的带宽连接，以及要有较强的扩充和升级能力。 PCC网络为冗余千兆光纤以太网，网络具备VLAN功能，具有广播风暴抑制功能，采用统一安全管理系统进行网络隔离，保证网络安全。

PCC采用2台核心交换机。PCC系统的中心服务器、视频流服务器等均使用千兆接口连接到2台核心交换机上。

PCC配置1台路由器，用于实现平台与外部信息源及接入平台的其他系统的接入功能。为了保证PCC的安全性，在网络出口部署1台统一安全网关。除了提供传统防火墙/VPN功能外，还将提供IPS入侵防护/病毒防护/URL过滤/垃圾邮件防护等功能。

4 结语

实际上，PCC的建设不只是表面上看起来的那么简单，不仅需要硬件、软件的搭建，还需要一系列完备的规则的支撑。相比进行信息资源的编播，PCC更重要的任务是制定规则来约束后续线路PIS系统建设的方案，并且制定接口规范，以保证即使采取不同的系统方案，所有线路的PIS系统都能够顺利地接入到PCC，并且接收和使用PCC下发的信息资源。这一系列规则的制定并不是一蹴而就的，需要城市轨道交通建设过程中根据各地的具体情况专题研究。

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