轨道交通PIS系统显示列车预到站信息的技术研究

张 健，高小鹏

（1.西安市轨道交通集团有限公司机场城际公司，陕西 西安 710016；2.西安精准测控有限责任公司，陕西 西安 710075）

0 引 言

为了给乘客提供更好的乘车体验，帮助乘客合理有效地安排出行计划，把即将到站的多列列车到达当前站点的时间准确地显示车站站台的PIS系统LCD屏上是非常必要的。针对目前信号系统和PIS系统的接口及通信的实际情况，本文在分析研究PIS系统与信号系统的接口及预计到站信息的计算方法的基础上，提出一种提高预到站信息显示准确度的解决思路和方法。

1 信号系统

轨道交通信号系统是轨道交通自动控制系统中的重要组成部分，它的主要作用是保证列车运行安全、提高运输效率，实现列车的高效运行和有序的指挥管理。轨道交通信号系统包含列车自动防护（ATP）、列车自动驾驶（ATO）、列车自动监控（ATS）和计算机联锁（CI）等子系统。其中，ATS子系统的作用在CI、ATP、ATO子系统的支持下对整个线路的运行进行自动管理和监控。ATS子系统监视并显示实际运行的列车位置，同时能监视整条线路的信号设备状态和列车运营情况[1-2]。

2 PIS系统

轨道交通PIS系统（乘客信息系统）是综合计算机网络技术和电子媒体技术的综合服务性系统。PIS系统是一个多媒体资讯发布、播控与管理平台，是多种类型的、多种显示终端的、多信源的、平行的、分区的、带优先级的媒体显示系统。乘客通过轨道交通站点的各类显示终端，便能及时了解到列车的运行信息、公共信息及安全事项等。同时该系统在列车运行空隙时间可播放天气预报、时事新闻、娱乐节目等内容[3]。

轨道交通PIS系统一般由控制中心子系统、车站子系统和车载子系统构成。PIS系统从控制功能上分为信息源、中心播出控制层、车站（列车）播出控制层和车站（列车）播出设备4个层次[4]。

3 信号与PIS系统的接口

某地轨道交通线路信号系统与PIS系统的接口界面位于OCC（运营控制中心）信号设备室ATS配线架外侧，通信接口为2个以太网数据接口（RJ-45），ATS的FEP（主备机）配置为主控（客户端），PIS的FEP配置为从控（服务端）。在某一时刻，只有ATS的FEP主机周期性地（2 s）向PIS发送数据信息，ATS的FEP备机不发送信息。ATS的FEP主备机切换在ATS内部完成，对PIS方是完全透明。PIS系统和信号系统的接口界面如图1所示。

图1 PIS系统和信号系统的接口界面

信号系统通过ATS发送给PIS系统的数据报文包含：车站站台号、列车到站时间、列车发车时间、列车目的地号、列车服务号、列车车组号、列车司机号、跳停等信息[5-7]。

4 列车预到站信息的计算方式

以在PIS板式上显示两列车预到站信息为例，列车预到站信息内容主要有：“第一班预计到站时间××分钟”“第二班车预计到站时间××分钟”“列车即将进站”“列车到站”等内容。PIS系统预到站信息显示模板如图2所示。

图2 PIS系统预到站信息显示模板

目前信号系统与PIS系统接口协议中关于列车预到站信息常见的两种计算方式为：PIS系统通过信号系统发送的达到时间与当前时间差进行计算；PIS系统根据信号系统发送的标志位进行列车到站判断。

4.1 通过时间差计算

为准确叙述时间差计算方法，做如下设定：t1为列车在前一站台时通过ATS计算出的到达本站站台的预计到达时间，列车在区间运行时ATS不再更新t1数据，在本区间t1为恒定值；t2为本列车运行至某一位置时的当时时间，t2为时间变量；a，b，c是在当前列车运行等级和参数下预测的用来判别“预计到站时间更新”“列车即将到站”“列车到站”信息的时间值，如当20 s＜时间差＜45 s时（a=45 s，b=20 s），PIS显示“列车即将进站”，c的取值同时考虑站停时长等因素，如当时间差＜20 s时且信号没有新的到站时间更新，在20+40=60 s的时间段内（b=20 s，c=40 s），PIS 显示“列车到站”；运行等级和行车参数不同时a，b，c的取值不同。

4.1.1 预计到站时间

列车的预计到站为UTC格式北京时间，精确到秒，当列车到站时ATS更新数据。当每辆列车到达站台时，ATS按真正“到达时间”更新下一次列车的到达时间；当列车离开站台时，ATS更新下一辆列车和下下一辆列车到达站台的信息，包括站“列车到站时间”“列车服务号”“列车类型”“列车目的地号”等。

PIS方计算到达时间（t1）与当时时间（t2）的差值大于a时（单位为s），且当其差值为1 min的整数倍数时，由PIS系统在LCD屏上更新显示预计到站时间。

4.1.2 列车即将到站

PIS方计算到达时间（t1）与当时时间（t2）的差值在a和b之间时（a＞b，单位：s），PIS显示“列车即将进站”。

4.1.3 列车到站

PIS方计算在到达时间（t1）与当时时间（t2）的差值小于b时（单位：s），并在信号没有新的到站时间更新时再延长cs，PIS显示“列车到站”。

4.2 根据标志位判断

4.2.1 预计到站时间

同第4.1.1节预计到站时间所述。

4.2.2 列车即将到站

PIS方根据信号发送的即将到站标志位，PIS显示“列车即将进站”。

4.2.3 列车到站

PIS方根据信号发送的到站标志位，列车停稳，PIS显示“列车到站”。

4.3 计算方式对比分析

通过时间差计算和根据标志位判断两种计算方式的预计到站时间方法一致，均通过ATS计算后续列车的预计到站时间与当时时间的差值，且通过PIS系统LCD屏以分钟为单位显示。但“列车即将到站”和“列车到站”的信息计算方式有区别，时间差计算是以经验值提取的a，b，c时间段值为“列车即将到站”和“列车到站”的计算依据，列车的实际运行状态可能会和“列车即将到站”和“列车到站”信息显示上出现偏差，如出现列车尚未进站时却显示“列车到站”信息，相较于根据标志位判断的方式，乘客的乘车体验较差。

但在两种计算方式下，t1均为在根据到达当前站台时实际时间计算到达下一站台预计达到时间，当列车在本区间运行时，t1不再更新，为恒定值。根据运营的实际情况，列车因故障、异物处理等各种原因，易在区间出现早晚点的情况，这种情况下在PIS系统LCD屏上显示的预计到站信息则不准确，会误导乘客，不利于乘客的乘车体验。

4.4 提高列车预到站信息准确度的解决思路

为了解决因列车在区间发生早晚点现象而导致的PIS系统LCD屏预计到站信息显示不准确的问题，可利用ATS进行判断和计算处理。如，当列车运行至区间时，若ATS发现实际运行时间与计划运行时间的偏差大于阈值（PIS预计到站时间显示单位为分钟时，建议将阈值设置为30 s），由ATS更新和计算当前位置到达下一站台的预计到达时间，再通过报文将更新后的预计到达时间发送至PIS系统，PIS系统通过计算后将新的预到站信息显示在LCD屏上[8-10]。

5 结 语

根据标志位判断列车预到站信息比通过时间差计算的方法更为精准，乘客体验更好。对于列车区间线路运行过程中出现早晚点情况时，PIS系统LCD屏显示到站信息不准确的问题，可通过ATS对偏差信息判断、计算、更新等方式，重新向PIS系统发送列车预到站信息，提高信息准确度，提升乘车体验。利用大数据、云计算、无线传输等技术手段，可实现乘客通过手机端实时查询列车的预到站信息，更利于帮助乘客选择高效快捷的出行方式。