城市轨道交通综合监控系统在多种行车模式下的联动应用

摘  要：随着城市轨道交通的发展，因城市建设中的功能布局、空间结构等因素造成各个区域的客流不均衡，需要执行不同的行车模式来缓解。如何联动轨道交通中的信号系统、广播系统、乘客信息显示系统，为乘客提供精准、简明的乘车指引，是综合监控系统面临的重大挑战。本文从综合监控系统联动功能设计出发，探究在各种行车模式下联动轨道交通其他系统实现乘客指引功能的设计方案及实现方法。

关键词：综合监控系统;联动功能;行车模式;大小交路;快慢车

中图分类号：U239.5      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）15-0169-03

Linkage Application of Urban Rail Transit Integrated Monitoring System in

Various Driving Modes

HUANG Jinpei

（PCI Technology & Service Co.，Ltd.，Guangzhou  510230，China）

Abstract：With the development of urban rail transportation，the factors that caused imbalance of the passengers flows in different areas are the layout of the functions in urban construction and space structure. Flexible driving modes needed to ease the situation. How to connect signal system，broadcasting system and the passengers information system is a big challenge that comprehensive supervising system facing，with the purpose of providing passengers with more accurate guidance in trip. This article tries to explore design and realization of the guidance for passengers under the connection between different traffic operation modes and other system from the point of the design of connected function in comprehensive supervising system.

Keywords：integrated supervision and control system;linkage function;traffic operation mode;long and short routing;express and slow train

0  引  言

综合监控系统（Integrated Supervision and Control System，ISCS）是一个高度集成的综合自动化监控系统，其目的主要是通过集成地铁多个主要弱电系统，形成统一的监控层硬件平台和软件平台，从而实现对地铁主要弱电设备的集中监控和管理功能、对列车运行情况和客流统计数据的关联监视功能，最终实现各相关系统之间的信息共享和协调联动功能。

城市的功能布局、空间结构决定了城市交通客流的特性，是城市交通线网规划的重要影响因素，同时，交通线网的修建能够对城市的结构起到引领作用，城市功能布局与交通线网两者之间相互影响。城市轨道运输具有大运量、高密度的特性，使得其对城市交通、城市功能布局的影响作用尤为突出。城市轨道交通系统针对客流分布不均衡的现状，一般采取大小交路行车模式、快慢车混跑行车模式、大小交路结合快慢车混跑行车模式等不同的行车组织方式解决。在这些特定的行车模式下，综合监控系统如何自动联动相关系统正确地引导乘客、有效疏导客流是亟需解决的重点难题。

1  大小交路行车模式

1.1  大小交路行车模式概述

由于城市区域功能、发展程度的不同，轨道交通线路的客流往往会在时间或空间的分布上出现较大的不均衡性，当客流在空间上分布不均衡时，可以通过改变列车的交路，在客流高峰区段加开区段列车来增大这些区段的运能，以便尽快疏导这些区段的客流，减少乘客的出行等待时间，提高资源利用率。

1.2  大小交路行车模式联动的设计

在轨道交通运营时，应通过车站的乘客信息显示系统，把最近3趟列车的到站信息展示给乘客，引导乘客安排行程。在大小交路行车模式的场景下，如果下一趟到站列车是小交路的情况下，需要提前给乘客预告列车的终点站信息，让乘客做好乘车准备，以免影响乘车秩序，造成事故。为了满足不同乘客的需求，除了通过乘客信息显示系统进行文本信息提示外，还需要利用广播系统提前在车站站台进行语音广播通知。

然而，在城市轨道交通系统里，信号系统并没有设置与乘客信息显示系统、广播系统连接的接口，因此乘客信息显示系统和广播系统无法直接得到列车的运行信息。而综合监控系统集成和互联了轨道交通的各个机电、通信系统，是轨道交通的数據中心，同时，也是指挥、协调轨道交通各个系统的大脑。综合监控系统与信号系统、乘客信息显示系统和广播系统互联，分别在控制中心或者车站设置了数据接口。

1.2.1  与信号系统的接口

综合监控系统在控制中心与信号系统设置数据接口，中央综合监控系统通过接口可以从信号系统获取最近3趟列车的运行信息，这些信息包括：列车目的地、列车停靠站台、列车到站时间、列车离站时间、列车越站标志、非载客列车标志等。

1.2.2  与乘客信息显示系统的接口

综合监控系统与乘客信息显示系统的接口在控制中心，中央综合监控系统把接收到的列车运行信息发送给乘客信息显示系统，乘客信息显示系统在相应车站的站台显示屏上显示最近3趟列车的到站信息。

1.2.3  与广播系统的接口

综合监控系统与广播系统的接口在各个车站，车站综合监控系统通过接口可下发广播命令，控制广播系统在站厅、站台（上行、下行）、设备房等区域播放指定的语音。

在实现行车模式联动功能时，综合监控系统、信号系统、乘客信息显示系统及广播系统的接口关系及数据流如图1所示。为了保证消息的实时性，提高系统性能，在车站综合监控系统与中央综合监控系统之间采用订阅/发布的消息机制。

1.3  大小交路行车模式联动功能的实现

大小交路行车模式如图2所示，A、B是线路的载客运营的区域的起点和终点站，C、D是客流密度较大区域的起点和终点站，AB为大交路，CD为小交路（注：在某些情况下可能有多个小交路，本文以一个小交路为例，多个小交路的实现类似）。

（1）在大交路情况下，综合监控系统与信号系统、乘客信息显示系统、广播系统的联动方式与日常行车模式相同，此处不详细描述。

（2）在小交路情况下，综合监控系统与信号系统、乘客信息显示系统的联动功能实现如下：

1）如图2大小交路示意图所示，当列车进入CD区间后，信号系统每5秒钟向中央综合监控系统发送列车运行信息;

2）中央综合监控系统把从信号系统接收到的列车运行信息转发到乘客信息显示系统;

3）乘客信息显示系统根据列车进站信息生成相应文本并显示在站台显示屏上。

通过上述过程完成一次综合监控系统与信号系统、乘客信息显示系统的联动，并每5秒联动一次来完成列车到站信息更新。

（3）在小交路情况下综合监控系统与信号系统、广播系统的联动功能实现如下：

1）如图2大小交路示意图所示，当列车进入CD区间后，信号系统每5秒钟向中央综合监控系统发送列车运行信息;

2）中央综合监控系统把列车运行信息分别发送到对应的车站综合监控系统;

3）车站综合监控系统根据列车运行信息识别出小交路行车模式，根据配置在列车进站前，结合到站时间、广播时长，计算出需要下发广播命令的时间，生成一个广播命令任务;

4）车站综合监控系统在广播命令任务播出时间到达时，发送广播命令到车站广播系统;

5）车站广播系统根据命令播放小交路广播。从而完成一次综合监控系统与信号系统、广播系统的联动。

2  快慢车混跑模式

2.1  快慢车混跑行车模式概述

由于城市区域功能的不同，轨道交通线路的客流往往会在时间分布上出现较大的不均衡性，当客流在时间上分布不均衡时，可通过改变列车编组或发车间隔时间来实现运能的调整。在客流高峰时段采用快慢车混跑的措施，把乘客尽快运达目的地，减少乘客的滞留时间。线路实现快慢车混跑行车模式时，需要在线路中设置避让车站，以实现快车超车。

2.2  快慢車混跑行车模式的设计和实现

综合监控系统的快慢车混跑行车模式联动功能的设计与大小交路的联动类似，需要联动信号系统、乘客信息显示系统和广播系统实现。其差异在于信号系统提供的列车运行信息需增加快慢车标志，同时在快慢车行车模式下，需要考虑在快车通过避让车站时，需要联动快车通过的站台和避让站台的广播系统，进行相应的广播提示。快慢车混跑行车模式如图3所示，A和O是线路的载客运营的区域的起点和终点站，本文以快车只在车站A、C、E、H、L、O车站停靠为例，在车站F、J设置了避让站台，避让车站具有4个站台广播区域。

（1）下一趟为快车时，综合监控系统与信号系统、乘客信息显示系统的联动功能实现如下：

1）当列车发车后，信号系统每5秒钟向中央综合监控系统发送列车运行信息;

2）中央综合监控系统把列车运行信息转发到乘客信息显示系统;

3）乘客信息显示系统根据列车运行信息生成相应的文本信息并显示在站台的显示屏上。

通过该过程完成一次综合监控系统与信号系统、乘客信息显示系统的联动，并每5秒联动一次来完成列车到站信息更新。

（2）下一趟为快车时，综合监控系统与信号系统、广播系统的联动功能实现如下：

1）当列车发车后，信号系统每5秒钟向中央综合监控系统发送列车运行信息;

2）中央综合监控系统把相关的列车运行信息分别下发到对应的车站综合监控系统;

3）在B、D、F、G、I、J、K、M、N车站综合监控系统根据列车信息识别出快车模式，根据配置，在列车进站前结合到站时间、广播时长，计算出需要下发不停站广播命令的时间点，生成一个广播命令任务;

4）车站综合监控系统在广播命令任务播出时间到达时，发送广播命令到车站广播系统;

5）车站广播系统根据命令在相应的站台区域播放不停车广播，完成一次与信号系统、广播系统的联动。

（3）下一趟为快车，避让车站F、J的避让站台有慢车停靠时，综合监控系统与信号系统、广播系统的联动功能实现如下：

1）当列车发车后，信号系统每5秒钟向中央综合监控系统发送列车运行信息;

2）中央综合监控系统把相关的列车运行信息分别下发到对应的车站综合监控系统;

3）在B、D、F、G、I、J、K、M、N车站综合监控系统根据列车信息识别出快车模式，根据配置，在列车进站前结合到站时间、广播时长，计算出需要下发不停站广播命令的时间点，生成一个广播命令任务;

4）车站综合监控系统在广播命令任务播出时间到达时，发送广播命令到车站广播系统;

5）车站广播系统根据命令在相应的站台区域播放不停车广播;

6）在F、J避让车站，快车通过站台期间，慢车避让站台如果有列车停靠时，播放避让广播提示，完成一次与信号系统、广播系统的联动。

（4）下一趟为慢车时，综合监控系统与信号系统、乘客信息显示系统、广播系统的联动方式与日常行车模式一样，此处不详细描述。

3  快慢车混跑结合大小交路行车模式实现

城市轨道交通线路的客流在时间或空间的分布上出现较大的不均衡性时，往往是由于城市轨道交通线路客流量情况比较复杂，难以通过单一的手段实现运能的调整。因此，在客流量分布不均衡的线路有必要使用大小交路和快慢车混跑相结合的行车模式来提高资源利用率。在这种行车模式的情况下，可结合大小交路、快慢车混跑行车模式联动功能的实现方式。这种方式需要信号系统提供更加详细的列车运行信息，在乘客信息显示系统上的显示的信息在设计时应充分考虑简洁易懂，为乘客提供方便、正确的引导。车站的列车预到站广播，需考虑大小交路和快慢车混跑广播内容的相互结合。

4  结  论

本文针对在城市轨道交通不同的行车模式下，综合监控系统与信号系统、乘客信息显示系统以及广播系统的联动功能的设计和实现方式進行了探究。相比以往通过人工发送预到站广播通知的方式，综合监控系统自动联动的功能较大地提升了运营效率。解决了在不同行车模式下，自动联动相关的系统如何实现有效疏导客流，正确引导乘客的难题，进一步地提升用户的乘车体验和轨道交通的服务水平，同时也为城市轨道交通的全自动运行打下基础。

参考文献：

[1] 颜月霞.城市轨道交通综合监控系统 [M].北京：人民交通出版社，2015.

[2] 颜月霞.城市轨道交通行车组织 [M].北京：人民交通出版社，2014.

[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T 50636-2018 城市轨道交通综合监控系统工程技术标准 [S].北京：中国建筑工业出版社，2018.

[4] 彭渊.大规模分布式系统架构与设计实战 [M].北京：机械工业出版社，2014.

作者简介：黄锦培（1978-），男，汉族，广东中山人，软件技术经理，毕业于西安电子科技大学，本科，研究方向：城市轨道交通领域综合监控系统的技术研究、软件平台架构设计和开发。