鐵路旅客信息系統的發展及應用研究

張娟麗，趙守國，呂曉軍，康增健

（1.北京交通大學計算機與信息技術學院，北京100044；2.中國鐵道科學研究院電子計算技術研究所，北京100081）

1 旅客信息系統的發展現狀

1.1 國外鐵路旅客信息系統的發展現狀

從20世紀90年代起，隨著信息技術的迅猛發展，日本、法國、意大利以及英國等國家都采用先進的計算機和網絡技術開發人性化的鐵路旅客信息系統，各國鐵路運輸企業建立了完全由計算機管理的旅客信息系統，實現了列車的到發、中轉、停靠站臺、售票和列車運行信息以及旅客休閑娛樂信息等的自動發布和交互式查詢。旅客信息系統由傳統的只提供單向靜態客運服務信息的方式，發展為動靜結合、實時發布、異地連網、交互查詢的旅客信息系統。

1.2 我國鐵路旅客信息系統的發展現狀

我國在鐵路系統已成功啟動了一批大型信息系統，如全路客票發售與預定系統、鐵路運輸調度指揮系統、運輸管理信息系統等。各鐵路局、客運站也根據本單位的實際情況，開發了不同層面的業務管理信息系統。這些系統的開發使用不僅滿足了本單位的需求，也為旅客信息系統的建設做了前期準備。

目前，我國旅客信息系統的開發與應用取得了一些成果。

2 車站信息管理系統的設計實例

構建統一的集成管理平臺，將各個子系統集成到管理平臺上，對車站的信息管理系統進行集中的控制，實現系統間信息的共享。這樣，就可以

鐵路旅客信息系統是車站客運服務的窗口，是車站信息化建設的關鍵。為了加快車站的信息化建設，進一步提高車站的服務質量，研究旅客信息系統具有重要的意義。解決很多旅客信息系統存在的問題。在該設計當中，包括8個子系統：到發管理子系統、廣播管理子系統、導向管理子系統、智能監控子系統、信息管理子系統、設備管理子系統、系統管理子系統和綜合指揮子系統。

2.1 導向管理信息介紹

導向管理子系統，也可稱為旅客信息系統PIS（Passenger Information System），是車站信息管理系統中一個重要的組成部分。依托多媒體技術，視頻編碼，傳輸技術和網絡技術等，以計算機系統為核心，以車站和車載顯示終端為媒介，向旅客提供各種乘車、廣告和天氣預報等信息的服務系統。下面詳細介紹其功能和具體的設計。

2.2 導向信息管理系統的功能

（1） 列車服務信息顯示功能。控制中心實時接收到發管理系統的服務信息，提供列車到站時間、運行方向、列車變更等信息。

（2） 實時信息顯示功能。包括新聞、天氣、通告等。

（3） 定時自動播出功能。系統可以根據事先編輯設定好的播出列表自動進行資訊的播出，無需人為操作。

（4） 時鐘顯示功能。讀取時鐘系統的時鐘基準，同步整個車站旅客導向系統所有設備的時鐘，確保終端顯示屏時鐘的準確性。

（5） 城市形象宣傳功能。可引入一個多媒體形象的展示平臺，通過形象視頻、圖片、文字的播出，為城市帶來更多的形象宣傳。

（6） 緊急疏散功能。

3 導向信息管理系統的設計

3.1 系統架構

系統主要有應用服務器、數據服務器、視頻服務器、DVB-IP、視音頻切換矩陣、LED同步控制器、LED異步控制器、PDP控制器、LED顯示屏和到發通告終端等設備組成。系統架構如圖1。

3.2 系統的功能模塊與部分數據流程

系統包括業務信息顯示模塊、專題信息顯示模塊、人工導向信息顯示模塊、到發通告模塊、票務信息顯示模塊、操作日志和在線幫助，系統的功能結構如圖2。

圖1 導向信息管理系統的架構

圖2 導向信息管理系統的功能結構

詳述各個模塊的作用，給出業務信息顯示模塊和專題信息顯示模塊的數據流程圖。

3.2.1 業務信息顯示模塊

維護所有的車次信息，對車次信息進行及時、準確的處理。在該模塊中，接收綜合信息管理平臺到發管理系統下發的信息。到發管理系統接收鐵路計算機網絡發送的信息，處理后下發至導向信息管理系統。導向信息管理系統接收信息后，給到發管理系統一個接收成功的反饋信息。然后對接收到的信息進行分類處理，生成導向計劃信息。

能夠顯示車次的動態信息，引導旅客完成進站、候車、檢票、站臺上車和出站等過程，完成進站信息、候車區域信息、檢票信息、站臺信息和出站信息等數據的發布。業務信息顯示模塊的數據流程如圖3。

3.2.2 專題信息顯示模塊

圖3 導向信息管理系統業務信息顯示模塊的數據流程圖

專題信息主要向旅客提供綜合資訊，火車站發布的通告等信息。比如，天氣預報信息、節日祝賀信息、車站發布的文件公告信息、圖片的顯示和視頻的播放等。根據具體的專題類型，生成相應的專題計劃。

專題信息中，需要素材文件（包括圖片和視頻）。為了防止非法的圖片和視頻信息在顯示屏上顯示，需要有素材文件的錄入和審核，通過審核的素材文件保存在素材服務器中。專題信息顯示模塊的數據流程如圖4。

圖4 導向信息管理系統專題信息顯示模塊的數據流程圖

3.2.3 人工導向信息顯示模塊

人工導向信息分為兩類：

（1）跟列車業務有關的信息。主要是在列車發生大面積晚點，到發管理系統來不及下發相應的信息，此時需要使用人工導向的方式來及時處理信息。

（2）發生緊急情況時的信息顯示。預先設定多種緊急災難告警模式，如火警、恐怖襲擊等。當災難發生時，由人工觸發，進入緊急災難告警模式，此時，相應的終端顯示屏播放旅客警告信息及人流疏導信息。當發生非預期的災難時，通過中心操作員工作站或車站操作員工作，即時編輯各種警告信息，并發布至指定的終端顯示屏，播放旅客警告信息及人流疏導信息。人工導向信息在所有顯示的信息中優先級最高。

3.2.4 到發通告模塊

為工作人員顯示列車到發信息。

3.2.5 票務信息顯示模塊

車站內票務信息和售票窗口屬性等信息的顯示和控制。信息來源是鐵路計算機網絡中的票務系統。能夠完成實時票務信息的發布和車次相關信息的顯示。至少可以顯示3天的車次和余票信息。設備通過內部相關系統取票務信息，以表格、滾動、頁面翻轉等形式對車次、列車類型、途經站、開點、到點、硬座、軟座、硬臥和軟臥等級等信息進行編排、整理和顯示，使用不同的顯示顏色來區分票務的類型和情況。

3.2.6 版式編輯模塊

顯示信息版式的編輯。不同的信息在顯示屏上顯示的模式是不同的，這就需要結合實際情況，進行顯示信息版式的編輯。建立可以維護的版式庫，設置不同的版式，存入版式庫中。使用的時候，可以直接調用，也可以修改和預覽。

3.2.7 系統顯示控制

對顯示字形和顯示方式的控制，字形包括中文和車站需要的其它語言，顯示方式有滾動顯示、交替顯示等。同時，系統通過接收時鐘系統的信號，編輯時間信息在終端設備上顯示。

3.2.8 在線幫助

在系統的升級維護上起著重要的作用。

3.2.9 操作日志

負責對系統的操作、維護和維修等日志進行查詢和管理。

3.3 系統的數據庫設計

數據庫是整個導向信息管理系統的信息倉庫，負責存儲、組織和管理整個系統的數據信息，其設計是否合理，直接關系到用戶使用的靈活性和有效性。數據庫的設計分為6個階段：需求分析，概念結構設計，邏輯結構設計，物理結構設計，數據庫實施，數據庫運行和維護。需求分析是數據庫設計的第1步，也是整個數據庫設計的關鍵。

設計當中，將系統的數據分為靜態數據和動態數據。靜態數據大部分是一些基礎數據，包括列車時刻表、車次信息、車站候車室和檢票口的邏輯區域對應信息等；動態數據是和列車的運行狀況相關的數據，包括動態的客運計劃，列車到發信息等。具體的設計過程不再詳述，給出部分數據基于E-R圖的關系模式（加下劃線的是主鍵）：

調度命令（記錄ID，來源時間，涉及車次，命令內容，發布方，接收方，執行狀態）。導向計劃（車次編號，計劃日期,車次內碼，記錄ID，始發站名稱，終到站名稱，列車業務，列車編組數，編組進站方向，圖定到點，圖定發點，實際到點，實際開點，實際股道編號，開檢時間，停檢時間，基準時間，檢票口編號，候車室編號，出站口編號，計劃狀態，運行狀態，修改狀態，到晚點狀態，到晚點原因）。業務模板（列車業務，作業內容，相對時間，觸發信號，時間基準，作業區域，優先級，導向屏幕，上屏時間，下屏時間）

3.4 顯示設備

在該系統中，用到的顯示設備有兩類：LED顯示屏和PDP /LCD顯示屏。

LED顯示屏：采用LED發光二極管進行信息顯示的產品。

PDP/LCD顯示屏：LCD屏是液晶顯示屏，分為文字屏和視頻屏。LCD文字屏類似于LED的圖文屏，PDP屏是等離子顯示屏，屬于視頻屏。

旅客導向信息信息系統主要使用各類LED顯示屏，PDP/LCD顯示屏起輔助的信息顯示作用。進站口顯示屏、出站口顯示屏、候車室顯示屏、售票大廳屏等因其顯示的內容較多，一般是采用具有較大顯示面積的圖文屏或視頻屏，其它的多使用條屏。

4 系統實現及關鍵技術

4.1 開發環境

（1）開發平臺。組態軟件iFIX4.5，Proficy HMI/SCADA - iFIX是GE FANUC公司開發的大型工控組態軟件，運行于Windows 2000、NT、XP平臺，使用C/S（客戶/服務器）體系結構，具有強大的畫面設計功能；較強的通用性和開放性，可靠性高，功能強大。

（2）數據庫。使用SQL Server作為開發用的后臺數據庫。使用數據訪問控件ADO（Active Data Object對象模型）操作數據庫。

（3）Visual Studio輔助開發。在Visual Studio創建可執行的exe文件，在畫面中直接調用。

4.2 關鍵技術

（1）使用ADO訪問數據庫是建立在OLE DB之上的高層數據庫訪問技術。ADO具有易于使用、速度快以及占用內存低等優點，可以獨立創建，只需創建一個Connection（連接）對象，供多個獨立的（Recordset記錄集）對象來使用它。ADO訪問數據的結構如圖5。

圖5 ADO訪問數據的結構

（2） 該設計應用的車站中，其顯示系統是陸續進行建設的，一個車站多套顯示系統同時工作，這些系統來自不同的設備廠商，存在產品標準不統一、數據采集各成體系、信息源彼此孤立等問題，日常維護的難度加大。本設計為顯示系統提供了統一的數據源，可以保證信息及時、準確的顯示。

（3） 制定開放的接口協議和規范，采用TCP/IP協議進行數據傳輸。

5 結束語

本文就車站導向信息管理系統進行了深入的研究，借鑒目前PIS服務領域先進的經驗和概念，根據車站實際的業務流程和運行模式，兼顧導向信息管理的可行性與實用性，給出了系統設計的構架、功能模塊、數據庫的設計以及相關的技術實現，具有實際的應用價值，希望能夠有更廣泛的應用。同時，該設計有待于進一步的優化和增加更多的功能，以便更好的應用。

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