轨道交通科技创新成果集中展演系统的设计研究

张菁博 刘小松

轨道交通科技创新系统成果丰富，具备很高的推广价值和科普意义。但众多系统部署在相互隔离的多个网络中，由于安全原因网络之间不能相互打通;并且系统之间架构差异很大。本文设计的轨道交通科技创新成果展示系统通过统一的前端展演控制系统，实现了将跨网段、不同架构系统进行集中展演和统一的控制，具备较高的推广价值。

：轨道交通 科技创新 成果展演 混合架构

据中国城市轨道交通协会2020年1月1日的最新统计数据显示，截至到2019年全国已有40余座城市开通城市轨道交通，在建规模超过6000公里，中国已步入城市轨道交通大国行列。科学技术的创新在推动轨道交通行业乃至整个国家经济发展过程中的中重要程度日益凸显。轨道交通行业作为一个关系到民生的行业，需要整个社会都能深入理解和认识这个行业，进而产生对这个行业的兴趣，激发更多的人才投入到轨道交通科技创新的工作中来。

目前面向公众的轨道交通行业科普工作主要依靠政府和高校建设各类展示馆、教育基地等方式，企业传播的方式主要以拍摄科普视频为主。上海申通地铁集团作为全国轨道交通行业的龙头企业，一直以“社会责任第一”为己任，主动承担起轨道交通行业科普教育的社会责任。在2019年自筹资金、落实场地建设了国家首个地铁行业的科技创新展示馆-上海地铁科技展示馆。上海地铁科技展示馆在传统的实物、挂图、多媒体视频展示的基础上，创新性的加入了各类科技创新信息系统的展示，为轨道交通科技传播创造了更为真实的环境，提供了更加多样化的传媒手段。

轨道交通科技创新成果展演系统是科技展示馆的一个重要展示手段，需要全面集中展示轨道交通各个专业的科技创新成果。城市轨道交通关系千万公众出行安全，在系统的安全性设计方面有比较特殊的要求，并且系统有较强的专业性和较高的复杂度，所以展示的方式以大屏集中展示为主，以讲解员集中操作演示为佳，不强调参观人员自行操作。

轨道交通行业科技创新展演系统所在的网络环境复杂，系统分为核心生产系统相关、设备在线建立检测类系统相关、管理类系统相关三大类。核心生产系统和管理类系统部署在企业自建的数据中心内部网络环境中，而两类系统的所在的网络之间物理隔离;在线检测类系统需要;采集车辆、轨道、道旁的实时数据，数据传输通过运营商的有线或4G网络传输，因此系统部署在互联网环境中，管理系统的网络环境与互联网逻辑隔离。

轨道交通行业的科技创新展演的系统架构各异。如信号仿真系统、智慧车站系统、视频监控系统等是C/S架构的系统;能耗检测系统、震动和噪声在线检测系统、科研管理系统等是B/S架构的系统。而B/S架构的系统由于系统建设时间不一，用户不一，浏览器类型也不一致。

轨道交通行业的科技创新系统展演范围不断变化。科技创新的脚步不会停滞，随着技术的进步和成果的不断涌现，展示的系统也将会越来原多。已经展示的系统随着时间的推移也将会更新升级或被替代。

因此轨道交通科技创新成果集中展演系统的需求重点是：统一门户、统一入口，支持跨网段、支持主流系统架构、支持主流浏览器，同时系统要有较高的灵活性、能随着受众的要求随时变化。

轨道交通科技创新成果集中展演系统的设计如下图1所示，首先建设一个科技创新成果展演系统，包括后端配置管理系统、数据发布服务系统、前端展演控制系统等子系统。前端的展演系统是采用C/S和B/S混合架构模式。B/S负责眾多科技创新系统的展示，C/S负责大屏拼接器信号控制。B/S与C/S内部通信，高效、便捷;后端配置系统采用Java开发的B/S系统，负责展示系统范围、展示方式、操作方式以及各展演系统详情信息等配置工作;以及实数据发布服务，供前端系统使用。支撑了系统前后端分离，保障了数据安全和并发性问题。

据统计，70%的科技创新系统均部署在企业内部的管理网络环境中，且系统架构是B/S架构，因此可以直接在主演示计算机中调用谷歌浏览或IE浏览器后直接打开系统投放在大屏中，再进一步通过主演示计算机的浏览器进行演示操作。而剩余的系统一部分是C/S架构，一部分是部署在核心生产网络环境中，将这部分系统部署在各自的演示计算机中，通过前端展演系统切换大屏信号源将不同的系统投放到大屏中，再通过部署一套多源鼠标键盘控制系统，来对演示计算机进行操作。C/S架构的科技创新系统展示完成后，可利用主演示系统的展演工具将大屏信号源切换到主演示计算机即可。

其中前端展演控制系统中信号源的切换是系统设计的难点，需要利用大屏控制器的SDK接口来实现，不同的大屏设备对应的SDK版本和实现方式均不相同，需要根据实际情况来设计和实现。上海地铁科技展示厅中的大屏设备型号是海康DS-C0S-T，支持24路信号源，系统先对24路信号源进行组合形成不同的展示场景，再利用海康提供的SDK进行信源切换，详细设计如下图2展演系统的大屏信源切换设计所示。

轨道交通科技创新系统成果非常丰富，具备很高的推广价值和科普意义。但是数十套系统分布在网络环境完全隔离的多个网络中，由于安全原因网络之间不能相互打通;并且系统之间差异很大架构各异。因此，如何通过统一的前端展演控制系统，实现将跨网段、不同架构系统进行集中展演是本次系统设计的难点。本文设计的轨道交通科技创新成果展示系统通过混合架构设计模式，使用大屏控制器跨网连接，通过前端展演系统调用大屏控制器的SDK接口切换信号源及演示场景，实现了展示系统的快速切换，并利用键盘鼠标多源控制系统实现了对不同系统的控制。

目前上海地铁科技展示馆已经对公众开放，利用科技创新成果展演系统为来自中国轨道交通协会、上海市质量监督检验技术研究院等多个组织进行了多次科普宣传，受到了一致认可和好评。下个阶段上海地铁将进一步加大推广的力度，力争为广大青少年、社会团体、轨道交通行业提供更多优质的轨交科技创新科普资源。

[1] 中国城市轨道交通协会.[EB/OL]： https：//mp.weixin.qq.com/s/lKxnFK7S3EFqSvtslgdawA

[2] 《智慧城市轨道交通信息技术架构及网络安全规范》发布[J].都市快轨交通，2019，32（05）：101.

[3] 杜一晨，张喆，寿猛生.创新型展示系统平台构建研究——以浙江电力职工创新成果展示系统开发为例[J].新丝路（下旬），2016（04）：39-40.

[4] 杜棋东.关于城市轨道交通科普资源开发的思考[J].南方职业教育学刊，2014，4（06）：36-38+42.