張 健，高小鵬

（1.西安市軌道交通集團(tuán)有限公司機(jī)場城際公司，陜西 西安 710016；2.西安精準(zhǔn)測控有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075）

0 引 言

為了給乘客提供更好的乘車體驗(yàn)，幫助乘客合理有效地安排出行計(jì)劃，把即將到站的多列列車到達(dá)當(dāng)前站點(diǎn)的時(shí)間準(zhǔn)確地顯示車站站臺(tái)的PIS系統(tǒng)LCD屏上是非常必要的。針對目前信號(hào)系統(tǒng)和PIS系統(tǒng)的接口及通信的實(shí)際情況，本文在分析研究PIS系統(tǒng)與信號(hào)系統(tǒng)的接口及預(yù)計(jì)到站信息的計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，提出一種提高預(yù)到站信息顯示準(zhǔn)確度的解決思路和方法。

1 信號(hào)系統(tǒng)

軌道交通信號(hào)系統(tǒng)是軌道交通自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要組成部分，它的主要作用是保證列車運(yùn)行安全、提高運(yùn)輸效率，實(shí)現(xiàn)列車的高效運(yùn)行和有序的指揮管理。軌道交通信號(hào)系統(tǒng)包含列車自動(dòng)防護(hù)（ATP）、列車自動(dòng)駕駛（ATO）、列車自動(dòng)監(jiān)控（ATS）和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（CI）等子系統(tǒng)。其中，ATS子系統(tǒng)的作用在CI、ATP、ATO子系統(tǒng)的支持下對整個(gè)線路的運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)管理和監(jiān)控。ATS子系統(tǒng)監(jiān)視并顯示實(shí)際運(yùn)行的列車位置，同時(shí)能監(jiān)視整條線路的信號(hào)設(shè)備狀態(tài)和列車運(yùn)營情況[1-2]。

2 PIS系統(tǒng)

軌道交通PIS系統(tǒng)（乘客信息系統(tǒng)）是綜合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電子媒體技術(shù)的綜合服務(wù)性系統(tǒng)。PIS系統(tǒng)是一個(gè)多媒體資訊發(fā)布、播控與管理平臺(tái)，是多種類型的、多種顯示終端的、多信源的、平行的、分區(qū)的、帶優(yōu)先級(jí)的媒體顯示系統(tǒng)。乘客通過軌道交通站點(diǎn)的各類顯示終端，便能及時(shí)了解到列車的運(yùn)行信息、公共信息及安全事項(xiàng)等。同時(shí)該系統(tǒng)在列車運(yùn)行空隙時(shí)間可播放天氣預(yù)報(bào)、時(shí)事新聞、娛樂節(jié)目等內(nèi)容[3]。

軌道交通PIS系統(tǒng)一般由控制中心子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)和車載子系統(tǒng)構(gòu)成。PIS系統(tǒng)從控制功能上分為信息源、中心播出控制層、車站（列車）播出控制層和車站（列車）播出設(shè)備4個(gè)層次[4]。

3 信號(hào)與PIS系統(tǒng)的接口

某地軌道交通線路信號(hào)系統(tǒng)與PIS系統(tǒng)的接口界面位于OCC（運(yùn)營控制中心）信號(hào)設(shè)備室ATS配線架外側(cè)，通信接口為2個(gè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接口（RJ-45），ATS的FEP（主備機(jī)）配置為主控（客戶端），PIS的FEP配置為從控（服務(wù)端）。在某一時(shí)刻，只有ATS的FEP主機(jī)周期性地（2 s）向PIS發(fā)送數(shù)據(jù)信息，ATS的FEP備機(jī)不發(fā)送信息。ATS的FEP主備機(jī)切換在ATS內(nèi)部完成，對PIS方是完全透明。PIS系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)的接口界面如圖1所示。

圖1 PIS系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)的接口界面

信號(hào)系統(tǒng)通過ATS發(fā)送給PIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)報(bào)文包含：車站站臺(tái)號(hào)、列車到站時(shí)間、列車發(fā)車時(shí)間、列車目的地號(hào)、列車服務(wù)號(hào)、列車車組號(hào)、列車司機(jī)號(hào)、跳停等信息[5-7]。

4 列車預(yù)到站信息的計(jì)算方式

以在PIS板式上顯示兩列車預(yù)到站信息為例，列車預(yù)到站信息內(nèi)容主要有：“第一班預(yù)計(jì)到站時(shí)間××分鐘”“第二班車預(yù)計(jì)到站時(shí)間××分鐘”“列車即將進(jìn)站”“列車到站”等內(nèi)容。PIS系統(tǒng)預(yù)到站信息顯示模板如圖2所示。

圖2 PIS系統(tǒng)預(yù)到站信息顯示模板

目前信號(hào)系統(tǒng)與PIS系統(tǒng)接口協(xié)議中關(guān)于列車預(yù)到站信息常見的兩種計(jì)算方式為：PIS系統(tǒng)通過信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送的達(dá)到時(shí)間與當(dāng)前時(shí)間差進(jìn)行計(jì)算；PIS系統(tǒng)根據(jù)信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送的標(biāo)志位進(jìn)行列車到站判斷。

4.1 通過時(shí)間差計(jì)算

為準(zhǔn)確敘述時(shí)間差計(jì)算方法，做如下設(shè)定：t1為列車在前一站臺(tái)時(shí)通過ATS計(jì)算出的到達(dá)本站站臺(tái)的預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間，列車在區(qū)間運(yùn)行時(shí)ATS不再更新t1數(shù)據(jù)，在本區(qū)間t1為恒定值；t2為本列車運(yùn)行至某一位置時(shí)的當(dāng)時(shí)時(shí)間，t2為時(shí)間變量；a，b，c是在當(dāng)前列車運(yùn)行等級(jí)和參數(shù)下預(yù)測的用來判別“預(yù)計(jì)到站時(shí)間更新”“列車即將到站”“列車到站”信息的時(shí)間值，如當(dāng)20 s＜時(shí)間差＜45 s時(shí)（a=45 s，b=20 s），PIS顯示“列車即將進(jìn)站”，c的取值同時(shí)考慮站停時(shí)長等因素，如當(dāng)時(shí)間差＜20 s時(shí)且信號(hào)沒有新的到站時(shí)間更新，在20+40=60 s的時(shí)間段內(nèi)（b=20 s，c=40 s），PIS 顯示“列車到站”；運(yùn)行等級(jí)和行車參數(shù)不同時(shí)a，b，c的取值不同。

4.1.1 預(yù)計(jì)到站時(shí)間

列車的預(yù)計(jì)到站為UTC格式北京時(shí)間，精確到秒，當(dāng)列車到站時(shí)ATS更新數(shù)據(jù)。當(dāng)每輛列車到達(dá)站臺(tái)時(shí)，ATS按真正“到達(dá)時(shí)間”更新下一次列車的到達(dá)時(shí)間；當(dāng)列車離開站臺(tái)時(shí)，ATS更新下一輛列車和下下一輛列車到達(dá)站臺(tái)的信息，包括站“列車到站時(shí)間”“列車服務(wù)號(hào)”“列車類型”“列車目的地號(hào)”等。

PIS方計(jì)算到達(dá)時(shí)間（t1）與當(dāng)時(shí)時(shí)間（t2）的差值大于a時(shí)（單位為s），且當(dāng)其差值為1 min的整數(shù)倍數(shù)時(shí)，由PIS系統(tǒng)在LCD屏上更新顯示預(yù)計(jì)到站時(shí)間。

4.1.2 列車即將到站

PIS方計(jì)算到達(dá)時(shí)間（t1）與當(dāng)時(shí)時(shí)間（t2）的差值在a和b之間時(shí)（a＞b，單位：s），PIS顯示“列車即將進(jìn)站”。

4.1.3 列車到站

PIS方計(jì)算在到達(dá)時(shí)間（t1）與當(dāng)時(shí)時(shí)間（t2）的差值小于b時(shí)（單位：s），并在信號(hào)沒有新的到站時(shí)間更新時(shí)再延長cs，PIS顯示“列車到站”。

4.2 根據(jù)標(biāo)志位判斷

4.2.1 預(yù)計(jì)到站時(shí)間

同第4.1.1節(jié)預(yù)計(jì)到站時(shí)間所述。

4.2.2 列車即將到站

PIS方根據(jù)信號(hào)發(fā)送的即將到站標(biāo)志位，PIS顯示“列車即將進(jìn)站”。

4.2.3 列車到站

PIS方根據(jù)信號(hào)發(fā)送的到站標(biāo)志位，列車停穩(wěn)，PIS顯示“列車到站”。

4.3 計(jì)算方式對比分析

通過時(shí)間差計(jì)算和根據(jù)標(biāo)志位判斷兩種計(jì)算方式的預(yù)計(jì)到站時(shí)間方法一致，均通過ATS計(jì)算后續(xù)列車的預(yù)計(jì)到站時(shí)間與當(dāng)時(shí)時(shí)間的差值，且通過PIS系統(tǒng)LCD屏以分鐘為單位顯示。但“列車即將到站”和“列車到站”的信息計(jì)算方式有區(qū)別，時(shí)間差計(jì)算是以經(jīng)驗(yàn)值提取的a，b，c時(shí)間段值為“列車即將到站”和“列車到站”的計(jì)算依據(jù)，列車的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)可能會(huì)和“列車即將到站”和“列車到站”信息顯示上出現(xiàn)偏差，如出現(xiàn)列車尚未進(jìn)站時(shí)卻顯示“列車到站”信息，相較于根據(jù)標(biāo)志位判斷的方式，乘客的乘車體驗(yàn)較差。

但在兩種計(jì)算方式下，t1均為在根據(jù)到達(dá)當(dāng)前站臺(tái)時(shí)實(shí)際時(shí)間計(jì)算到達(dá)下一站臺(tái)預(yù)計(jì)達(dá)到時(shí)間，當(dāng)列車在本區(qū)間運(yùn)行時(shí)，t1不再更新，為恒定值。根據(jù)運(yùn)營的實(shí)際情況，列車因故障、異物處理等各種原因，易在區(qū)間出現(xiàn)早晚點(diǎn)的情況，這種情況下在PIS系統(tǒng)LCD屏上顯示的預(yù)計(jì)到站信息則不準(zhǔn)確，會(huì)誤導(dǎo)乘客，不利于乘客的乘車體驗(yàn)。

4.4 提高列車預(yù)到站信息準(zhǔn)確度的解決思路

為了解決因列車在區(qū)間發(fā)生早晚點(diǎn)現(xiàn)象而導(dǎo)致的PIS系統(tǒng)LCD屏預(yù)計(jì)到站信息顯示不準(zhǔn)確的問題，可利用ATS進(jìn)行判斷和計(jì)算處理。如，當(dāng)列車運(yùn)行至區(qū)間時(shí)，若ATS發(fā)現(xiàn)實(shí)際運(yùn)行時(shí)間與計(jì)劃運(yùn)行時(shí)間的偏差大于閾值（PIS預(yù)計(jì)到站時(shí)間顯示單位為分鐘時(shí)，建議將閾值設(shè)置為30 s），由ATS更新和計(jì)算當(dāng)前位置到達(dá)下一站臺(tái)的預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間，再通過報(bào)文將更新后的預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間發(fā)送至PIS系統(tǒng)，PIS系統(tǒng)通過計(jì)算后將新的預(yù)到站信息顯示在LCD屏上[8-10]。

5 結(jié) 語

根據(jù)標(biāo)志位判斷列車預(yù)到站信息比通過時(shí)間差計(jì)算的方法更為精準(zhǔn)，乘客體驗(yàn)更好。對于列車區(qū)間線路運(yùn)行過程中出現(xiàn)早晚點(diǎn)情況時(shí)，PIS系統(tǒng)LCD屏顯示到站信息不準(zhǔn)確的問題，可通過ATS對偏差信息判斷、計(jì)算、更新等方式，重新向PIS系統(tǒng)發(fā)送列車預(yù)到站信息，提高信息準(zhǔn)確度，提升乘車體驗(yàn)。利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、無線傳輸?shù)燃夹g(shù)手段，可實(shí)現(xiàn)乘客通過手機(jī)端實(shí)時(shí)查詢列車的預(yù)到站信息，更利于幫助乘客選擇高效快捷的出行方式。