城市軌道交通PIS 動態定制媒體服務方案研究

田 源，汪曉臣，孫同慶

（1. 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；2. 軌道交通系統測試國家工程實驗室，北京 100081）

截至2020 年3 月，國內共有12 個城市開通全自動運行（FAO，Fully Automatic Operation）軌道交通，其中采用無人值守下列車自動運行等級（GOA4）線路的城市有北京、上海和廣州[1]，軌道交通全自動運行技術及相關場景應用正迎來新的發展機遇。

乘客信息系統（PIS， Passenger Information System）是面向乘客的信息發布與服務系統。隨著人工智能、大數據、云計算等新技術在城市軌道交通中的應用與發展，以《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》為指引，圍繞創建智慧乘客服務體系，提高乘客服務的便捷化、舒適化、智能化成為PIS 系統的發展方向[2]。

傳統PIS 提供較為簡單的乘客出行服務信息和媒體資訊，與線路運營場景的聯動較為有限，且媒體內容和形式相對單一，播放廣告及其它媒體資訊對乘客缺乏吸引力。PIS 作為城市軌道交通運營系統面向乘客的窗口之一，應充分發揮其平臺優勢，通過對列車運行場景、乘客行為等的自動感知，為乘客提供靈活多樣、針對性更強的媒體服務。

文獻[3]和文獻[4]對城市軌道交通FAO 線路中多種系統聯動場景進行梳理和分析，探討多系統實現信息深度融合的機制。文獻[5]和文獻[6]對車輛火災場景中PIS 聯動機制進行詳細設計，通過畫面通報和警情提示，為保障乘客安全提供信息支持。文獻[7]和文獻[8]對傳統PIS 媒體編播應用技術方案進行研究，但仍以按計劃編播的媒體服務為主，缺乏靈活多樣的媒體服務。

本文以城市軌道交通FAO 線路中與PIS 相關的列車運行場景為主線，基于傳統PIS 架構，提出一套可與場景聯動的動態定制媒體服務技術方案，以期提供更貼近乘客需求的媒體服務。

1 FAO 線路中與PIS 相關的典型場景

城市軌道交通FAO 系統是實現列車運行全過程自動化的新一代軌道交通控制系統[3]。相對于傳統有人駕駛線路，FAO 線路的運行高度自動化、安全化，系統管理高度集中化[4]。

在FAO 線路中，與PIS 相關的典型場景如下。

（1）開站運營聯動：按照運營計劃，行車綜合自動化系統（TIAS）向線路控制中心（OCC）的PIS 發送開站運營指令，OCC-PIS 向車站PIS 發送車站級設備喚醒指令，實現車站播控器、LCD 顯示屏、查詢機等設備的自動啟動運行。

（2）列車跳停：在大站快車、通勤車、軋道車運行過程中，列車通過部分站臺時不停車；TIAS 向PIS 發送的行車信息中包含列車跳停信息，PIS 處理跳停信息，在指定站臺LCD 顯示屏上顯示，告知候車乘客列車不在此站臺停靠；同時，車載PIS 的LCD 顯示屏提前通告車廂乘客，本次列車不停車直接通過前方車站。

（3）列車清客：結束一天運營后，或發生故障時，列車不再擔當載客任務，從正線直接返回車輛段；TIAS 將清客信息通過ATS 業務數據發送至PIS，列車回庫前停靠站臺，PIS 的站臺LCD 顯示屏顯示列車清客信息，提示候車乘客本次列車結束運營工作，避免乘客誤乘列車；車載PIS 的LCD 顯示屏顯示本次列車即將結束運營，提示車上乘客帶好隨身物品下車。

（4）車站火災聯動：車站發生火災時，FAS 將火災報警信息傳送至TIAS，TIAS 再向PIS 發送火災觸發報警信息；車站PIS 控制各區域LCD 顯示屏顯示緊急信息，向乘客通告車站發生的緊急情況，疏導乘客安全有序撤離；同時，停靠在火災車站的列車立即駛離，正線列車不再停靠，直接通過本站，上下行相鄰車站自動扣車。

（5）列車火災聯動：若列車在停站期間發生火災，打開列車車門疏散乘客；若列車在區間發生火災，列車運行至下一站停靠后，打開車門疏散乘客；車輛調度確認列車火災后，向車載控制器（VOBC）發送火災確認，通過TCMS 觸發車載PIS 播報乘客提示信息。

2 PIS 動態定制媒體服務方案

2.1 整體方案

對于復雜多樣的FAO 場景，傳統PIS 只能通過單一、固定的信息和界面為乘客提供服務。在城市軌道交通智能化、乘客服務個性化的趨勢下，結合PIS 媒體服務業務，亟需利用信息融合技術，提升PIS 服務品質和智能化水平。

結合傳統PIS 的媒體編輯、發布、調度、播放等業務流程，考慮FAO 場景聯動及列車行車區間感知，提出一套PIS 動態定制媒體服務方案，如圖1 所示。

圖1 FAO 場景中PIS 動態定制媒體服務方案

對線路控制中心PIS 的媒體與編播功能進行擴展，在常規播放列表（簡稱：播表）功能的基礎上，提供場景播放列表定制和區間播放列表編排與發布功能。

（1）常規播放列表：常規PIS 播放業務包括直播流和媒體文件播放；直播流以URL 形式提供，一般采用組播方式向線路統一提供媒體源；車載PIS 的播控器識別播放列表后，從OCC-PIS 下載對應的媒體對象，在本地統一調度播放。

（2）場景標簽嵌入：根據不同場景，以動畫或宣傳短片的形式，制作對應場景的播放媒體，將其上傳至PIS 媒體庫，并利用標簽區分媒體場景；在傳統播放列表中添加場景標簽及對應的媒體信息，實現在特定場景下自動觸發對應播放媒體，為乘客提供針對性的行為引導指南；場景標簽包括跳停（skip_media）、清客（outofservice_media）、火災（emergency_media）等。

（3）行車區間標簽嵌入：列車在行進過程中，通過ATS 信息可感知當前開行方向及區間位置，規定行車區間標簽的標準格式，如Up_Stn1_Stn10 表示上行方向車站ID 為1 至10 的區間；在媒體編輯與發布平臺增加行車區間標簽，以識別和調度媒體文件；車載PIS 播控器掃描播表中含有行車區間標簽的媒體文件并進行排序，結合當前感知的行車位置，調度播放區間段內或行車方向上需要播放的媒體文件。

2.2 由FAO 場景自動觸發的PIS 媒體服務

按照FAO 場景中乘客指引與服務需求，制作媒體素材，設置車站或車載PIS 的場景感知觸發條件，實現媒體素材自動調度，為乘客提供靈活、適用的媒體服務。部分服務形式及內容，如表1 所示。

表1 FAO 場景中的媒體服務

2.3 與行車區間關聯的PIS 媒體服務

列車行車區間與乘客群體特征存在緊密關聯，通過行車區間感知，設計面向乘客的定制媒體服務，有助于發掘城市軌道交通在文化宣傳、商業推廣方面的價值。

以城市機場地鐵線路為例，當列車駛向機場方向時，媒體服務以提供航班信息、機場安檢、出入境注意事項等公共服務信息為主；當列車向市區方向行駛時，媒體服務則以提供城市宣傳、景點介紹、商家推廣等商業性信息為主。

線路編播中心提供線路商圈、旅游景點、交通樞紐等地理位置信息的車站標簽管理；可結合線網客流分析，學習和提取沿線車站上的乘客畫像，向編播管理員提供區間媒體素材推薦，針對乘客群體定制更受歡迎的媒體服務內容。

3 關鍵技術

3.1 智能媒體調度技術

傳統媒體調度技術以媒體文件或媒體流為調度對象，編播中心對媒體序列和播放時長進行編排，生成并下發播表；車站和車載播控器依據播表，在指定時段內播放媒體。智能媒體調度技術通過自動感知列車運行場景、區間、交路和行車方向，提供定制化媒體服務，如圖2 所示。

圖2 智能媒體調度方案構成示意

播控器解析包含場景和行車區間標簽的媒體播表，并根據由TIAS 或TCMS 提供的列車行車狀態和場景，自動觸發媒體播放。媒體調度優先級順序見表2，場景感知的觸發優先級最高，其次是行車區間感知的觸發；高優先級的媒體類型將覆蓋低優先級媒體類型，同一優先級的媒體類型采用“后來先服務”的同級覆蓋原則。

表2 媒體調度優先級設置

媒體播放列表由線路編播中心統一制作并發布。車站播控器和車載PIS 播控器接收并解析播放列表，生成初始播放隊列；通過多線程實現常規媒體調度、行車區間感知和場景觸發的并行處理。

圖3 以行車場景中上行方向為例，描述智能媒體調度過程：

圖3 智能媒體調度過程

（1）當列車運行在車站1 至車站10 的區間內，根據區間感知信息和優先級規則，常規調度線程被掛起，暫停常規媒體media_1 或media_2 的播放，優先播放media_4 媒體文件；當列車駛離車站10 后，恢復常規調度線程及常規媒體的播放；

（2）當列車即將到達車站15 時，FAO 跳停場景被自動觸發，場景觸發線程向主線程推送調度結果media_3，常規調度線程被掛起，暫停當前常規媒體的播放，優先播出media_3；列車車廂LCD 顯示屏以動態畫面告知車廂內乘客前方車站不停靠；同時，車站15 上行站臺的PIS 播控器調度播放media_3，告知候車乘客該次列車通過不停車。

3.2 媒體對象的行車區間標簽

城市軌道交通的車站各具特色。媒體編輯與發布平臺提供商圈、學校、景點、交通樞紐等數據字典，可以此為基礎生成推薦的初始化行車區間組合。同時，為編播中心操作員提供媒體對象行車區間標簽模板，支持媒體播放列表的便捷制作。

媒體對象行車區間標簽的定義如圖4 所示。線路區間分為上行和下行，編播系統支持按起止車站ID 自定義線路區間，不同線路區間不可重疊設置；按線路區間標簽定義規則，系統自動生成媒體對象行車區間標簽。播放列表中的媒體對象支持獨立標簽標記，單個媒體對象最多可設置2 個行車區間標簽。用戶可按行車區間標簽瀏覽媒體對象，也可在播放列表中查看媒體對象的行車區間標簽屬性。

圖4 媒體對象行車區間標簽的定義

4 結束語

在傳統PIS 媒體服務的基礎上，結合FAO 場景聯動和行車區間感知，提供更為豐富、靈活、適用的乘客服務信息，采用播放列表媒體對象標簽和基于標簽的智能媒體調度方法，實現可動態定制的媒體服務。

隨著城市軌道交通的智能化發展，人工智能、大數據、物聯網等技術與業務的融合不斷深入，可利用更多相關信息為乘客提供便捷、體貼的媒體服務；還可通過采集乘客行為，依據乘客喜好來優化媒體服務；此外，可為其它系統提供乘客相關的共享數據服務，為智慧城軌多專業發展提供支持。