城市軌道交通車站綜合操作管理平臺方案研究

吳 躍，吳 卉，李高科，張鵬飛

（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）

城市軌道交通車站綜合控制室（簡稱：綜控室）作為地鐵線路運營管理的重要場所，它是車站的后備指揮中心，在車站起著中樞作用。日常情況下，車站值班員（簡稱：綜控員）和值班站長（簡稱：值站）就是在車站綜控室內實現列車運行的監視和控制，同時，車站綜控員還負責站內廣播尋人、車站視頻監視、火災報警確認等車站運行工作。

目前，城市軌道交通車站綜控室綜合后備盤（IBP，Integrated Backup Panel）一般由上、下兩部分組成，上層部分為IBP 的馬賽克盤面，下層部分為工作臺，分別設置綜合監控系統（ISCS，Integrated Supervisory Control System）操作終端、視頻監控系統（VMS，Video Management System）操作終端、車地綜合通信固定臺、廣播系統（PA，Public-address System）控制盒，乘客信息系統（PIS，Passenger Information System）操作終端，電子導向操作終端等，同時設置調度電話、公務電話、廣播控制盒及無線固定臺設備，在綜控室內各系統分設操作管理終端占據了工作臺面的大部分空間，每個終端的操作界面和用戶設置各異，綜控室臺面上終端擺放擁擠，綜控員在進行不同操作時，移動跨度大，每個終端的操作界面和用戶設置各異，不便于運營人員的日常操作。

目前，關于地鐵車控室的一體化整合方案已經取得了一部分成效，基本的整合方式包括：IBP 盤一體化整合[1-2]，電子IBP 盤[3]，對于車控室內設備設施的整體優化布置等[4]，現階段從硬件設備設施的優化考慮較多，而基于軟件操作平臺的整合研究較少。對于運營操作人員，在業務變化的適應性，協同工作能力，功能拓展等方面與生產需求的矛盾日益突出，調度工作人員設置冗雜，在減員增效的背景下，對于車控室的綜合操作平臺的需求凸顯出來。

本文從系統操作終端整合入手，為解決通信系統間信息孤島，系統操作終端多，操作風格各異的問題，提出車站綜合操作管理平臺的方案并研究其可行性，可有效地促進調度整體工作質量與管理水平的全面提升，為地鐵運營人員操作提供便利[5]。

1 平臺總體設計

在各系統提供可操作接口的情況下，制定開發車站綜合管控平臺有效地解決子系統間終端架構融合問題，為系統提供可擴展的綜合業務融合功能，前期可先考慮部分系統的整合。一臺終端設備接入不同系統的網管入口，整合現有客戶端/服務器(C/S，Client/Server)和瀏覽器/服務器(B/S，Browser/Server)2 種架構終端，形成通信系統車站整合終端。

提供不限于車站綜合管控作業、視頻監控管控、廣播管控、乘客信息管控和導向管控的綜合操作管理終端，提供一體化的操作接入界面，有利于運營人員的統一操控，同時也可以幫助地鐵運營單位對于優化崗位職責，提高員工效能提供輔助幫助。

1.1 平臺網絡構成

綜合操作管理平臺網絡架構，如圖1 所示。保留各系統在控制中心和車站的原有架構不變，在控制中心可通過統一的數據共享平臺，統一收集各系統的數據信息，向外部系統提供數據共享服務，實現協調各個系統間數據共享的功能，為乘客服務、運維管理的相關系統及應用提供接口數據，拓展信息引導渠道，提升信息服務的靈活性、時效性和方便性[6-8]。通過傳輸系統將各系統的數據傳輸至車站，并接入綜合管控平臺終端。

通過數據接口服務器和數據管理服務器實現平臺內外部數據采集，支持數據處理，包括數據轉換、存儲、分析與計算，并可對外提供數據共享與數據服務，如首末班車時間、列車到站時間、客流密度、環境感知數據等。

圖1 平臺網絡架構

1.2 平臺軟件架構

平臺網絡架構如圖2 所示，分為操作層、軟件及接口層，業務系統層。

圖2 平臺軟件架構

（1）業務系統層

各系統原有的車站及中心系統架構設備，與軟件及接口層、操作層交互。為整個系統提供底層數據支撐，例如視頻圖像，PIS 顯示終端、廣播的前端設備及FAS、BAS 等系統的基礎數據信息及管理操作信息。

（2）軟件及接口層

為各系統提供網絡接入環境，通過集中的數據共享平臺進行數據收集，整合VMS 接口、列車自動監控（ATS，Automatic Train Supervision）系統數據、中心運營服務信息、廣播等系統數據。同時，為平臺提供綜合的操作界面，用戶的權限分配，設備的信息管理。

（3）操作表現層

綜控室綜合管控操作終端，為客戶提供一體化人機交互界面，實現不同系統的功能在同一終端上的設備狀態顯示、設備控制、信息發布、廣播控制、系統管理、聯動控制。

2 平臺功能

本文研究的綜合操作管理平臺主要包括VMS、PIS、電子導向系統、廣播系統、公務電話系統、聯動控制等幾個功能，如圖3 所示。

圖3 平臺功能

（1）整體功能。為綜合操作管理平臺提供整體人機界面，并提供顯示PIS、VMS、PA、導向、ISCS 設備位置和告警信息的電子地圖；提供各系統的故障告警信息，能夠集中顯示查看當前告警；提供各子系統車站設備的狀態信息，提供整體平臺的用戶管理和權限管理。

（2）VMS 功能。包含對視頻監控系統的視頻圖像調看，錄像回放，輪詢計劃，行為分析報警等功能項。

（3）PIS 功能。包含PIS 的信息發布、審核、播放畫面監視，以及緊急消息發布、設備遠程開關機等功能。

（4）廣播系統功能。包含廣播系統的話筒語音廣播、預錄制廣播、實時錄制廣播、TTS 廣播功能，同時可進行定時循環廣播，外接廣播音源播放，一鍵應急廣播等功能。

（5）電子導向功能。包含對電子導向設備的設備狀態監控、設備遠程開啟及關閉功能。

（6）公務電話功能。包含撥打外線，局內小號，多方會議等功能。

（7）聯動控制功能。實現開關站時各系統相應的開關站顯示及播放功能。可實現系統間的聯動信息發布功能。

3 平臺開發與實現

3.1 直接調用方案

綜合管理終端設備分別安裝PIS、PA、VMS 終端軟件，并且安裝綜合管理終端軟件。通過綜合管理終端軟件，使用人員可以調用打開PIS、PA、VMS 軟件。具體軟件操作分別在PIS、PA、VMS 軟件上分別進行。該方案是將3 個系統的軟件安裝在同一個操作終端，通過綜合管理終端軟件進行調用。調用后各系統打開自己的操作軟件，實現各個系統的管理。各個系統獨立打開自己的軟件，方案的集成度低。

3.2 嵌入方案

綜合管理終端設備分別安裝PIS、PA、VMS 終端軟件，并且安裝綜合管理終端軟件。所有操作均在綜合管理終端軟件中完成，綜合管理終端軟件提供PIS、PA、VMS 系統功能。綜合管理終端軟件將原系統嵌入到綜合管理終端軟件中，各個系統還是獨立存在。此方案各系統軟件有各自的系統運行環境，各系統廠家以此種方式嵌入程序的功能時開發量較大。

3.3 直接管理與接口結合的方案

綜合管理終端設備通過綜合管理軟件集中管理PIS、VMS、PA、導向系統的設備，實現4 個系統在車站一級的全功能。綜合管理終端可以訪問PIS、VMS、PA、導向系統內部網絡的服務器和設備，根據各系統的不同條件可以選擇采用接口方式和直接控制設備方式，實現綜合管理終端軟件的各項功能。這種方式融合度高，可以將PIS、VMS、PA、導向功能進行整合統一管理、聯動顯示。能夠打破各個系統信息孤島，實現智能化服務。該方案將PIS、VMS、PA、導向系統全功能高度集成，進行深度融合。由于綜合管理軟件可以集中控制4 個系統的所有功能，根據實際需求可以實現系統聯動顯示控制功能。這種方案中綜合管理軟件具備高度的可擴展性。同時各個系統可以根據系統特點選擇接口接入和直接管理的接入。

考慮各方案呈現結果，采用直接管理與接口結合集成度高，平臺功能明確，可實現各系統功能融合聯動，技術可行性高，不存在技術不確定因素，擴展性高，是首推的實現方案。

4 結束語

本文論述了城市軌道交通車站綜合操作管理平臺的架構與實現開發方案比選，根據各方案的比選論述可行性。建立車站綜合操作管理平臺，有利于運營人員的統一操控，同時也可幫助地鐵運營單位對于優化崗位職責，提高員工工作效率。隨著車站智能化的要求進一步提升，車站控制室的布置將更趨于合理化，綜合操作平臺的相關功能也會不斷完善和改進。