城市轨道交通电子导向系统研究

赵灿灿，孙同庆，刘 帅

（1. 中国铁道科学研究院集团有限公司 电子计算技术研究所， 北京 100081；2. 轨道交通系统测试国家工程实验室， 北京 100081）

电子导向系统是乘客信息系统的重要组成部分，在城市轨道行业中起着提示和指引乘客的作用。电子导向的基本功能是指引方向，可以强化城市轨道交通公共场所的形象以及增加场所的生动性。为乘客指引乘车、售票、出站等目的地，方便快捷地帮助乘客确认在地铁站内的行进方向。随着科技的进步、人类生活水平的提高，出行方式日益改变，乘客的出行对电子导向依赖越来越显著。

目前电子导向系统在轨道交通行业中得到越来越多的应用。李宁川[1]理论分析对其引导标识进行分析和优化,并提出相应的改进建议和意见,地铁站乘客导向系统的布设和设计提供了理论和应用依据。何佳以系统的导向设计理论作为指导,建立一套适合地域、迎合文化，同时兼顾功能性、系统性、形象性、文化性于一身的导向系统[2]，实现了导向系统更具有系统兼容性。

1 系统应用分析

1.1 系统需求

随着时代的发展，传统的人工指引和墙壁上的安全标识，已经不能适应轨道交通行业发展的需求。规范化的电子导向系统逐渐应用于我国交通行业,为旅客快速出行和车站客流组织引导提供了极大便利[3]。轨道交通行业电子导向作为一个依托于乘客信息网络技术为基础的新兴技术应运而出，在导向组合屏体（导向技术的信息显示载体）、网管功能的结合、前端信息的播放显示以及导向安全的保护功能组合下促进了电子导向系统的创新。在陌生的环境下，凭借电子导向，旅客可不受语言和文化的障碍影响下，能够方便、快捷、准确的获得所需的信息。提高整体引导效率,使得搭乘地铁的旅客能充分把握和利用时间,享受城市核心区综合枢纽带来的高效便捷舒适的出行体验,提高乘车效率,提升商业服务水平,改善出行质量[4]。综上所述，电子导向系统的主要需求包括：

（1）直接性：从车站的入口到目的地之间的引导距离可以做到最短；

（2）简单性：动态的路线选择决断，最大程度上减少移动标识；

（3）连贯性：动态须保持连续连贯性，采用专用路径，避免被其他非活动区域阻隔，防止导向指引信息断链；

（4）安全性：导向信息播放、网管具备较高的信息防护等级，导向技术的载体具备防火、防水等级。

1.2 功能特性

电子系统信息的发送采用全数字媒体技术播放方案，采用网络化的集中管理，可实现系统功能统一管理、统一发布，播放素材及播放终端的统一管理、安全性能的统一维护。系统节省了人力、时间，提高了管理效率、降低了运营成本。

2 系统架构设计

2.1 技术架构

系统主要由4个模块构成：信息网管数据管理、导向信息显示、媒体信息发布、技术安全防护，如图1所示。

图1 电子导向技术结构图

（1）信息网管数据管理

通过网管信息管理平台对在线运行数据及历史数据进行管理。数据管理技术同时具备设备状态监控功能，能够在软件平台上进行信息监控、查看。

（2）导向信息显示

前端信息显示是直接服务于乘客的媒介，其对应设备包括LCD播放控制器、整合牌体屏等设备，设备设置于公共区域，系统采取有效措施，避免乘客误操作或被不法分子入侵。

（3）媒体信息发布

导向标识的最基本功能就是导向指引、安全、正确的信息提示[2]，其通过各车站工作站远程发布导向信息来进行引导乘客正确乘车、换乘。地铁导识系统包括静态导识系统和动态导识系统两种类型[5]。信息发布技术支持滚动信息的显示，可以发布告警信息，同时也支持不通素材信息的发布。

（4）技术安全防护

导向技术安全防护主要用于保护系统的硬件和软件功能的正常运行，避免系统受到破坏。

2.2 系统原理

电子导向系统依托于乘客信息系统，以传输系统作为信息发送载体，中心服务器和交换机为转换介质，LCD播放控制器为获取信息的媒体和文件存储介质，通过网线和光缆进行长传设备呈现在显示屏上，如图2所示。

图2 网络架构图

节目导出后，媒体信息源通过媒体编播中心下发，将信息存储在服务器上转发到媒体LCD播放控制器进行播放。

3 技术方案

3.1 导向信息显示设计

将整个前端组合屏分为显示气候区域、车站出入口指引区域、车站周边环境区域、车站信息显示区域、车站分布图区域以及时间日期区域6部分。标志的设计按不同板块要求以不同颜色进行区分，代表不同的指引，充分指引乘客，完善指南[6]，整合后的组合屏如图3所示。

天气、温度、湿度显示区域ATS信息显示区域车站出口A 车站出口B周边环境车站平面图区域时间、日期显示区域

图3 电子导向组合屏示意图

3.2 媒体信息发布设计

媒体信息源通过媒体编播中心下发，将信息存储在服务器上转发到媒体播放控制器， 服务器统一管理素材，可以实现资源共享，便于节目内容的管理。制作节目时，先将节目素材上传到服务器，素材上传完成后，通过平台进行管理发布。

3.3 信息网管数据管理

电子导向系统软件设计旅客是引导旅客进行登乘的重要基础设施，实现了导向系统软件部分技术的设计[7]。在电子导向系统中增加电子导向组合屏部分，软件管理部分中也可以方便对导向信息部分的网络管理，统一纳入到乘客信息系统的综合网管平台，进行统一管理。

（1）网管平台设计

导向系统将导向系统终端设备的状态进行汇总，统一开放与PIS系统的接口，向PIS系统上报终端设备的运行状态，由PIS系统统一汇总在综合网管平台中进行统一显示。

导向系统的电子导向终端与PIS系统共同使用网管信息管理系统平台，采用B/S模式，通过工作站上的浏览器访问系统，信息管理系统的登录访问方式如图4所示。

图4 导向网管登陆访问方式

（2）主要功能

网管信息管理平台主要由车站设备信息监控和设备信息查看组成，在线实时监控、查看，选中某一车站点击列表车站名称即可查看本站导向设备的模拟图，如图5所示。

图5 网管数据管理界面

系统的网管技术可监控设备的在线状态、工作站的运行情况、内存的使用情况、设备的基本信息、设备IP等，并且可以通过画面截屏功能，对综合牌体当前的视频播放画面进行截屏回传。从而能够第一时间获取设备信息，以便工作人员和技术人员能及时对突发情况进行快速、准确处理。

网管信息管理平台同时具备远程控制操作功能，可以在不用去现场查看的情况下远程判断设备的出现的问题情况，能看到设备的所有相关信息，比如设备配置信息、端口状态信息、端口流量信息、牌体的MAC地址、查询设备日志等操作，如图6所示。

3.4 技术安全防护

图6 网管管理平台远程操作界面

地铁车站静态导向标识系统安全功效评价指标体系，是我国地铁导向标识系统安全功效评价的理论依据和技术支撑[8]。本次设计安全方面主要从系统的软件和硬件部分进行安全措施：

（1）系统整合屏部分

整个屏体部分具有接地、密封、防雷等安全措施，可以将雷电流分流入地，引导屏体不被雷击，避免对设备的冲击。

（2）系统软件部分

系统具备防火墙功能，可以安装安全高等级杀毒软件，同时也采用了系统三级安全等保方案，更加全面、深层次地保护系统阻挡病毒、黑客入侵。

4 结束语

从三个技术层面研究论证了电子导向技术在乘客信息系统中占据的重要组成部分，有效地提高了信息指引的效率、正确性，提高了出行的便捷性，减少了出现路线选择的错误性，提升了PIS系统在整个轨道交通行业中的地位。

随着城市轨道交通的承载量逐步上升，建立智能化乘客信息系统成为未来发展的必要趋势。电子导向技术实现了系统的便捷性，但是系统的软件资源依然存在着资源未开发的浪费。在此基础上，可结合大数据平台，对软件智能化管理设计方案做进一步的研究。