城市軌道交通全自動運行模式下的乘客服務系統關鍵技術

劉 棟

（北京經緯信息技術有限公司，北京 100081）

城市軌道交通全自動運行系統完成由設備完全替代司機的全過程自動運行，系統服務保障的對象由傳統的列車擴大到列車和乘客（包括在站臺的乘客和列車上的乘客）[1-4]，其乘客服務系統的核心設備需要采用冗余配置和應急聯動設計，實現運營和維護時段的全過程、全時域保障，尤其在發生異常或應急情況時具備聯動處置能力。

本文從全自動運行系統的安全性、可靠性、可用性需求出發，介紹乘客服務系統的關鍵技術，主要包括乘客緊急對講、系統應急聯動和車載設備狀態實時監控，實現城市軌道交通車地系統間的高效聯動。

1 乘客緊急對講

城市軌道交通全自動運行系統通過在無線通信系統中新增乘客調度臺或乘客緊急通話設備（IPH）與外部接口聯動，實現乘客與中心調度人員的遠程對講功能和對任意列車任意車廂的廣播功能，提升運營的整體效率和救災應急水平。目前，乘客緊急對講主要有兩種實現方式[5-8]：（1）基于TETRA 數字集群系統的乘客緊急對講；（2）基于長期演進（LTE）車地無線通信系統的乘客緊急對講。

1.1 基于TETRA 數字集群系統的乘客緊急對講

TETRA 數字集群系統與車載列車廣播（PA）系統、行車綜合控制自動化系統（TIAS）深度耦合，建立系統間的通信鏈路，實現乘客雙向緊急對講，如圖1 所示。

圖1 基于TETRA 數字集群系統的乘客緊急對講

列車車廂內的乘客可以通過車載PA 緊急對講設備呼叫線路控制中心TIAS 調度臺，建立雙向語音通話。乘客緊急對講操作流程如圖2 所示。

圖2 乘客緊急對講操作流程

在基于TETRA 數字集群系統實現的乘客緊急對講中，TETRA 數字集群系統為綜合監控系統、車載PA 系統提供信令傳輸通道，對信令進行處理，實現相應的呼叫功能。而針對乘客緊急對講、列車廣播功能，主要涉及應用層與傳輸層之間的協調，此時，TETRA 數字集群系統具有雙重身份，既承擔應用層的功能，又承擔傳輸層的功能。

1.2 基于LTE 車地無線通信系統的乘客緊急對講

基于LTE 車地無線通信系統實現乘客緊急對講時，LTE 車地無線通信系統為TIAS、車載PA 系統提供網絡傳輸通道，TIAS 和車載PA 系統通過點對點網絡通信，實現信令及媒體流交互，進而實現乘客緊急對講和列車廣播功能，如圖3 所示。

圖3 基于LTE 車地無線通信系統的緊急對講

乘客緊急對講由車廂內的乘客主動發起。乘客調度員在未收到乘客觸發的緊急對講請求時，不主動發起乘客緊急對講。

線網PA、乘客調度員可對單節或多節車廂進行廣播。列車廣播的媒體流為單向：線網 PA 或乘客調度員至IPH 服務器、IPH 服務器至車載PA。根據各線路要求商定呼叫的優先級，典型信息流如圖4 所示。

圖4 緊急對講信息流

2 應急聯動響應

全自動運行模式下的乘客服務系統通過視頻圖像采集終端和智能視頻分析技術實現信息共享、應急聯動響應，如圖5 所示。

2.1 報警自動響應

通信系統為車載視頻監控系統調用提供車地傳輸通道，將系統的視頻畫面和分析結果傳送到線路控制中心的行車調度臺和乘客調度臺，確認列車緊急事故發生的位置、緊急程度，進行報警。

圖5 乘客服務系統應急聯動響應示意

2.2 應急聯動響應

根據報警等級進行聯動響應，當緊急報警觸發后，車載監控主機將列車緊急情況時的視頻畫面推送到線路控制中心，線路控制中心通過告警提示，確認緊急等級，啟動相應的應急聯動模式。例如，當中央控制室（OCC）調度工作站接收到人流密度、客流量超限等緊急報警信息時，線路控制中心總調度臺確認列車緊急情況后，乘客信息系統進入緊急模式，根據故障等級進行廣播及信息文本發布。

3 車載設備狀態實時監控

全自動運行模式下的車載設備狀態實時監控系統采用工業以太網作為語音、視頻圖像和控制的承載網絡，通過LTE、Wi-Fi 等方式實現車地通信，以及與線路控制中心、乘客信息系統、地面分析處理系統進行數據交互。系統架構如圖6 所示。

3.1 車載實時監控

列車頭尾設置車載監控一體機，通過工業交換機與各車廂設備互聯，獲取列車攝像機的視頻圖像，并向各車廂顯示終端發送乘客服務信息。主要技術包括：設備異常監測及自主修復，本地通信監測及記錄，告警傳輸。

3.2 遠程監控

線路控制中心設置中心服務器，通過無線通信設備與車載監控主機連接，實現圖像信息和運行信息的遠程傳輸，包括文件傳輸、文件搜索、告警提示、一鍵修復。主要技術包括：文件實時傳輸及錄像完整性檢測，視頻圖像文件搜索，遠程告警聲光提示，一鍵修復。

圖6 車載設備狀態實時監控系統架構

4 結束語

本文介紹城市軌道交通全自動運行模式下乘客服務系統的關鍵技術，實現乘客雙向緊急對講、實時了解車廂乘客和設備狀況等功能，這些技術已經應用于北京地鐵燕房線、北京地鐵大興機場線，為行車安全、運輸效率、管理水平及服務質量提供了重要保障。后續將根據全自動運行系統的需求，進一步精簡乘客服務系統架構，優化運營組織方式。