劉 棟

（北京經(jīng)緯信息技術(shù)有限公司，北京 100081）

城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)完成由設(shè)備完全替代司機(jī)的全過程自動(dòng)運(yùn)行，系統(tǒng)服務(wù)保障的對(duì)象由傳統(tǒng)的列車擴(kuò)大到列車和乘客（包括在站臺(tái)的乘客和列車上的乘客）[1-4]，其乘客服務(wù)系統(tǒng)的核心設(shè)備需要采用冗余配置和應(yīng)急聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營和維護(hù)時(shí)段的全過程、全時(shí)域保障，尤其在發(fā)生異常或應(yīng)急情況時(shí)具備聯(lián)動(dòng)處置能力。

本文從全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的安全性、可靠性、可用性需求出發(fā)，介紹乘客服務(wù)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，主要包括乘客緊急對(duì)講、系統(tǒng)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)和車載設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通車地系統(tǒng)間的高效聯(lián)動(dòng)。

1 乘客緊急對(duì)講

城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)通過在無線通信系統(tǒng)中新增乘客調(diào)度臺(tái)或乘客緊急通話設(shè)備（IPH）與外部接口聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)乘客與中心調(diào)度人員的遠(yuǎn)程對(duì)講功能和對(duì)任意列車任意車廂的廣播功能，提升運(yùn)營的整體效率和救災(zāi)應(yīng)急水平。目前，乘客緊急對(duì)講主要有兩種實(shí)現(xiàn)方式[5-8]：（1）基于TETRA 數(shù)字集群系統(tǒng)的乘客緊急對(duì)講；（2）基于長期演進(jìn)（LTE）車地?zé)o線通信系統(tǒng)的乘客緊急對(duì)講。

1.1 基于TETRA 數(shù)字集群系統(tǒng)的乘客緊急對(duì)講

TETRA 數(shù)字集群系統(tǒng)與車載列車廣播（PA）系統(tǒng)、行車綜合控制自動(dòng)化系統(tǒng)（TIAS）深度耦合，建立系統(tǒng)間的通信鏈路，實(shí)現(xiàn)乘客雙向緊急對(duì)講，如圖1 所示。

圖1 基于TETRA 數(shù)字集群系統(tǒng)的乘客緊急對(duì)講

列車車廂內(nèi)的乘客可以通過車載PA 緊急對(duì)講設(shè)備呼叫線路控制中心TIAS 調(diào)度臺(tái)，建立雙向語音通話。乘客緊急對(duì)講操作流程如圖2 所示。

圖2 乘客緊急對(duì)講操作流程

在基于TETRA 數(shù)字集群系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的乘客緊急對(duì)講中，TETRA 數(shù)字集群系統(tǒng)為綜合監(jiān)控系統(tǒng)、車載PA 系統(tǒng)提供信令傳輸通道，對(duì)信令進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的呼叫功能。而針對(duì)乘客緊急對(duì)講、列車廣播功能，主要涉及應(yīng)用層與傳輸層之間的協(xié)調(diào)，此時(shí)，TETRA 數(shù)字集群系統(tǒng)具有雙重身份，既承擔(dān)應(yīng)用層的功能，又承擔(dān)傳輸層的功能。

1.2 基于LTE 車地?zé)o線通信系統(tǒng)的乘客緊急對(duì)講

基于LTE 車地?zé)o線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)乘客緊急對(duì)講時(shí)，LTE 車地?zé)o線通信系統(tǒng)為TIAS、車載PA 系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)傳輸通道，TIAS 和車載PA 系統(tǒng)通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)信令及媒體流交互，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)乘客緊急對(duì)講和列車廣播功能，如圖3 所示。

圖3 基于LTE 車地?zé)o線通信系統(tǒng)的緊急對(duì)講

乘客緊急對(duì)講由車廂內(nèi)的乘客主動(dòng)發(fā)起。乘客調(diào)度員在未收到乘客觸發(fā)的緊急對(duì)講請(qǐng)求時(shí)，不主動(dòng)發(fā)起乘客緊急對(duì)講。

線網(wǎng)PA、乘客調(diào)度員可對(duì)單節(jié)或多節(jié)車廂進(jìn)行廣播。列車廣播的媒體流為單向：線網(wǎng) PA 或乘客調(diào)度員至IPH 服務(wù)器、IPH 服務(wù)器至車載PA。根據(jù)各線路要求商定呼叫的優(yōu)先級(jí)，典型信息流如圖4 所示。

圖4 緊急對(duì)講信息流

2 應(yīng)急聯(lián)動(dòng)響應(yīng)

全自動(dòng)運(yùn)行模式下的乘客服務(wù)系統(tǒng)通過視頻圖像采集終端和智能視頻分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息共享、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)響應(yīng)，如圖5 所示。

2.1 報(bào)警自動(dòng)響應(yīng)

通信系統(tǒng)為車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)用提供車地傳輸通道，將系統(tǒng)的視頻畫面和分析結(jié)果傳送到線路控制中心的行車調(diào)度臺(tái)和乘客調(diào)度臺(tái)，確認(rèn)列車緊急事故發(fā)生的位置、緊急程度，進(jìn)行報(bào)警。

圖5 乘客服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)響應(yīng)示意

2.2 應(yīng)急聯(lián)動(dòng)響應(yīng)

根據(jù)報(bào)警等級(jí)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)響應(yīng)，當(dāng)緊急報(bào)警觸發(fā)后，車載監(jiān)控主機(jī)將列車緊急情況時(shí)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(rèn)緊急等級(jí)，啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)模式。例如，當(dāng)中央控制室（OCC）調(diào)度工作站接收到人流密度、客流量超限等緊急報(bào)警信息時(shí)，線路控制中心總調(diào)度臺(tái)確認(rèn)列車緊急情況后，乘客信息系統(tǒng)進(jìn)入緊急模式，根據(jù)故障等級(jí)進(jìn)行廣播及信息文本發(fā)布。

3 車載設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控

全自動(dòng)運(yùn)行模式下的車載設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)作為語音、視頻圖像和控制的承載網(wǎng)絡(luò)，通過LTE、Wi-Fi 等方式實(shí)現(xiàn)車地通信，以及與線路控制中心、乘客信息系統(tǒng)、地面分析處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)架構(gòu)如圖6 所示。

3.1 車載實(shí)時(shí)監(jiān)控

列車頭尾設(shè)置車載監(jiān)控一體機(jī)，通過工業(yè)交換機(jī)與各車廂設(shè)備互聯(lián)，獲取列車攝像機(jī)的視頻圖像，并向各車廂顯示終端發(fā)送乘客服務(wù)信息。主要技術(shù)包括：設(shè)備異常監(jiān)測(cè)及自主修復(fù)，本地通信監(jiān)測(cè)及記錄，告警傳輸。

3.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控

線路控制中心設(shè)置中心服務(wù)器，通過無線通信設(shè)備與車載監(jiān)控主機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)圖像信息和運(yùn)行信息的遠(yuǎn)程傳輸，包括文件傳輸、文件搜索、告警提示、一鍵修復(fù)。主要技術(shù)包括：文件實(shí)時(shí)傳輸及錄像完整性檢測(cè)，視頻圖像文件搜索，遠(yuǎn)程告警聲光提示，一鍵修復(fù)。

圖6 車載設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

4 結(jié)束語

本文介紹城市軌道交通全自動(dòng)運(yùn)行模式下乘客服務(wù)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)乘客雙向緊急對(duì)講、實(shí)時(shí)了解車廂乘客和設(shè)備狀況等功能，這些技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于北京地鐵燕房線、北京地鐵大興機(jī)場(chǎng)線，為行車安全、運(yùn)輸效率、管理水平及服務(wù)質(zhì)量提供了重要保障。后續(xù)將根據(jù)全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的需求，進(jìn)一步精簡乘客服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)，優(yōu)化運(yùn)營組織方式。