1、城市轨道乘客信息系统的设计与研究随着城市的不断发展，城市轨道交通以成为一个城市先进化的程度的象征，也是都市人提高出行效率的首选交通工具，九十年代后期随着信息网络技术的不断发展和进步大大促进了地铁系统乘客信息化的完善和应用。 一、乘客信息系统简介 乘客信息系统 PIS（Passenger Information System）依托多媒体显示技术、数字网络技术和计算机处理技术为核心，通过设置在地铁站台和地铁车载显示终端为媒介向乘客提供信息发布服务的系统。 PIS 系统可以在正常运行状态下为乘客提供列车到发时间、公告、周边信息、出行参考、媒体新闻、赛事直播、广告等实时动态多媒体信息；在火灾、阻塞及恐
2、怖袭击等紧急情况下可以为乘客提供动态紧急疏散及引导信息。 根据系统规模组成及功能需求不同，可以把本系统归类为三大类： 方案一：不实现列车与站台之间的车地实时移动信息传输，车载子系统独立形成信号传播体系，信号源和播出方式不受地铁管理中心或车站控制。 方案二：实现车地之间的信号移动传输及同步播出，利用地铁列车进站或进库的时间将事先准备好的信息（音频、视频）通过无线信号发射装置发送给列车，待列车行驶过程中通过时间的设定和控制向乘客进行播放。 方案三：通过高端先进技术实现车地之间的实时移动传输，本方案可以在列车高速移动的过程中把信息高速准确的实时传输给列车，并通过管理中心的集中控制实现同步播放。 乘客
3、信息系统不但可以提高城市轨道交通运营和运营服务水平, 也可增加地铁、轻轨等运营部门的收入，合理地使用乘客信息系统会不同程度地提升地铁运营服务形象和服务品质。 二、PIS 系统的功能结构 根据功能和结构可以把地铁乘客信息系统架构分为四个子系统: 中心子系统、车站子系统、车载子系统及网络子系统。 1.中心子系统 中心子系统的功能是对整个城市轨道交通 PIS 系统的运营维护管理、信息的导入、多媒体素材的管理、系统日志的管理、系统状态监控、供电管理、多媒体素材的下载、紧急信息的发布及权限的播出控制等。 中心子系统的主要设备包括: 中心数据服务器、直播服务器、多媒体素材服务器、操作员工组站、维护工作站、
4、播出控制工作站、多媒体素材工作站、外部播放设备及中心交换机等。 2.车站子系统结构 车站子系统的功能对本站台内传输的多媒体数据进行管理和显示，包括本站终端显示、本站日志管理、本站播出控制、本站紧急信息管理、本站系统参数管理、多媒体信息管理、本站用户权限管理。 车站服务器与中心数据服务器共同组成一个 CDN 子系统, 用于接收中心数据服务器传输的多媒体信息。同时, 还与多个播放控制器连接，组成一个多媒体广播子系统。 乘客显示终端包括: 站台液晶电视显示屏幕、车载液晶电视显示屏幕、地面 LED 显示屏,乘客显示终端能同时显示多个多媒体内容, 多媒体内容可以进行数字分割显示和层叠式显示。乘客显示终端
5、能在出现故障的情况下（设备本身故障、系统通信故障）自动转入安全模式, 显示本地预存内容, 直至故障恢复。 因为城市轨道交通综合业务数字网(IMS) 中的冗余环网以包传输为基础进行断续的异步传输, 对一个实时 A/V 源或存储的 A/V 文件,在传输中它们被分解为许多包，由于网络是动态变化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时间延迟不等。为此，使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能连续输出，而不会因为网络暂时拥塞使播放出现停顿。通过组播源把数据包发送到特定的组播车站，而只有属于该组播组的车站才能接收到数据包，IP 组播技术可以减少中心子系统不必要
6、的重叠发送，从而减轻了整个城市轨道交通系统和网络的负担，提高了中心和车站服务器的 CPU 资源和网络带宽的利用率，极大地改善了视频数据传输的实时性。 3.车载子系统 车载子系统的主要功能是通过安装于列车内的车载液晶电视为乘客提供列车时刻、乘客导引、通告以及天气、简要新闻等信息,也为城市轨道交通运营部门提供发布视频广告及其它各类公益信息的平台。 车载子系统由车载服务器、相应的跨车连接器、工业以太网交换机、媒体控制器 MC、视频分配器及液晶电视等组成,如果需要乘客紧急情况通话系统,还可以增加视频监视和报警模块。 车载子系统基于工业以太网构建,车载服务器作为视频文件的源,车载媒体控制器 MC 作为客
7、户机通过交换机连接到车载以太网。车载媒体控制器 MC 输出的 VGA 视频信号通过 VGA 分配器驱动同一车厢内的各个液晶电视。 4.网络子系统 网络子系统主要有: 管理中心车站主干传输网、车地间无线局域网、管理中心局域网、本站局域网和车载局域网等。 管理中心车站主干传输网(IMS)采用环形结构的 100/1000M 以太传输网,对 PIS 系统信息进行传输,支持组播。车地间无线局域网根据各布线要求和距离,可以采用 WLAN 无线传输网、或采用同轴电缆的数字电视传输等方式。管理中心局域网的内部传输为以中心交换机为核心的100/1000M 以太网。本站局域网利用车站交换机和 IMS 车站交换机所
8、提供的端口进行组网。为了提高系统的可靠性, 车载局域网的网络车厢过桥处采用双主干线冗余方案。 三、乘客信息系统终端的设计原则 乘客信息系统终端设计时应满足的主要原则包括以下几个方面。 1.可靠性原则 为保证系统运行的可靠性，终端设备应该能够达到 24 小时连续运行无故障，LCD 屏、PDP 屏等平均无故障时间达到 50000 小时，平均维修时间小于 1 小时，控制中心平均无故障时间达到 50000 小时，平均修复时间小于 1 小时。在列车遇到突发情况或非正常情况时，能够确保快速播放乘客安全引导信息。 2.实用性原则 乘客信息系统在设计中要充分利用技术成熟、性能可靠的现有技术手段，最大限度地发挥
9、环境、设备、网络和管理的资源，既要利用先进的技术方法和科学手段，又要充分地发挥现有资源的利用水平。 3.兼容性原则 乘客信息系统终端能够兼容不同类型的显示设备，如 LCD、PDP 屏和LED 屏等，并能够根据屏幕的特点显示不同信息。对于 LCD 屏和 PDP 屏，主要显示音视频信息，对于 LED 则以显示文本信息为主。系统可以自动根据不同屏幕选择显示方式，并向上兼容高清视频格式。 4.模块化原则 在乘客信息系统终端的软件和硬件设计中，都要采用模块化的设计原则，保证乘客信息系统可以随着技术的发展得到不断更新和完善，并方便后期的系统维护和扩展升级。 5.经济性原则 在系统的设计过程中，要综合考虑系统的性能和价格，使性能价格比在同类系统和技术条件下达到最优化。降低终端系统本身的成本，减少后期大量的媒体制作费用，对于系统实施和后期维护扩展的成本要相应减少。 四、结语 综上所述，城市轨道乘客信息系统作为发布公共信息、运营信息、社会广告和工艺交通服务宣传的多媒体信息综合展示平台, 作用从社会和经济效益两方面体现已越来越凸显其重要性。通过对 PIS 系统的设计和改造不但可以提升地铁作为高效出行交通工具的优势，而且作也可以通过多媒体的展示渠道提高地铁运营的效益。
