軌道交通乘客信息系統(tǒng)PIS簡介

1、一、 系統(tǒng)概述乘客資訊系統(tǒng)的基本概念是指地鐵運(yùn)營商采用成熟可靠的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體傳輸、顯示技術(shù)，在指定的時(shí)間，將指定的信息顯示給指定的人群。乘客資訊系統(tǒng)在正常情況下，可提供列車時(shí)間信息、政府公告、出行參考、股票信息、廣告等實(shí)時(shí)多媒體資訊信息；在火災(zāi)及阻塞、恐怖襲擊等情況下，提供動(dòng)態(tài)緊急疏散指示。 PIS為乘客提供上述各類信息，使乘客安全、高效地在地鐵中行走，使地鐵車輛高效、安全地運(yùn)營。 乘客資訊系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上可分為：控制中心子系統(tǒng)、節(jié)目制作子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)、車載子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。乘客資訊系統(tǒng)從控制功能上分為四個(gè)層次：信息源、中心播出控制層、車站車載播出控制層和車站及車載播出設(shè)備。二、 系統(tǒng)功

2、能地鐵乘客資訊系統(tǒng)在正常情況下，提供列車時(shí)間信息、政府公告、出行參考、股票信息、廣告等實(shí)時(shí)多媒體資訊信息；在火災(zāi)、阻塞情況下，提供緊急疏散指示。 （1）乘客資訊系統(tǒng)的主要目標(biāo)是通過PIS中心（OCC）和車站/車載PIS子系統(tǒng)的控制，在指定的時(shí)間，將指定的信息顯示給指定的人群。（2）系統(tǒng)需具備緊急疏散程序。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，操作員按下緊急按鈕便能啟動(dòng)一系列的自動(dòng)疏散程序。（3）引入多媒體動(dòng)態(tài)廣告，結(jié)合其它顯示及廣播系統(tǒng)，共同設(shè)計(jì)和執(zhí)行，提高運(yùn)營效益。（4）多媒體顯示控制軟件支持多屏幕分割功能，可以同時(shí)顯示各種實(shí)用的信息來吸引更多的觀眾。版面可不斷地依據(jù)日程來改變。（5）實(shí)時(shí)信息顯示：實(shí)時(shí)信息能夠以特

3、別信息或者緊急信息形式通過系統(tǒng)播放，可以打斷原來時(shí)間表正在播放的內(nèi)容。實(shí)時(shí)信息包括新聞、天氣、通告、電視節(jié)目等。在地下可以實(shí)時(shí)顯示地面的交通狀況；在出入口可以實(shí)時(shí)顯示地鐵的運(yùn)營狀況（正常、關(guān)閉、擁擠）。（7）系統(tǒng)能夠兼容多種終端信息顯示設(shè)備，如：PDP顯示屏，LCD顯示屏，CRT，LED室內(nèi)外顯示屏等。（8）系統(tǒng)需要一套標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間表播放機(jī)制，包括周時(shí)間表、日時(shí)間表、節(jié)日時(shí)間表等。系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先編輯設(shè)定的時(shí)間表自動(dòng)播放多種日常信息，包括提示信息、定時(shí)的歡迎信息等。（9）多語言支持。（10）自動(dòng)為乘客提供列車到站離站有關(guān)的信息。具有在不同的時(shí)間段內(nèi)持續(xù)顯示同一信息的功能。（11）多媒體顯示控制軟件支

4、持顯示屏幕多區(qū)域分割功能，分割區(qū)域最大數(shù)不少于8個(gè)。播出版面可根據(jù)需要進(jìn)行切換，以避免顯示屏幕的灼傷現(xiàn)象發(fā)生。（12）視頻顯示支持多樣的播出風(fēng)格。 （13）具有網(wǎng)管功能。（14）乘客資訊系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)在車站和控制中心互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息共享，正常工況下，PIS系統(tǒng)根據(jù)預(yù)排時(shí)序播放地鐵資訊信息；火災(zāi)及阻塞工況下，接收綜合監(jiān)控系統(tǒng)控制命令，播放預(yù)先制作的緊急疏散引導(dǎo)信息。三、 系統(tǒng)支持的信息類型PIS系統(tǒng)向乘客播放顯示各種可視化信息，支持以下五種信息類型：（1）緊急災(zāi)難信息： 火警、臺(tái)風(fēng)警報(bào)、洪水警報(bào)等等 緊急站務(wù)警告信息 有關(guān)乘客人身安全的臨時(shí)信息 逃逸、疏散方向指示。（2）列車服務(wù)信息： 列車時(shí)

5、間表 列車的阻塞等異常信息 下班車的到站時(shí)間（3）商業(yè)信息： 商業(yè)廣告信息、商業(yè)宣傳信息（4）乘客引導(dǎo)信息： 動(dòng)態(tài)指示信息 逃逸、疏散方向指示。 地鐵服務(wù)中止（5）一般站務(wù)信息及公共信息： 時(shí)鐘顯示 票務(wù)信息 公益廣告 公告信息 天氣/新聞/股市等信息 公共交通汽車接駁信息 機(jī)場(chǎng)航班信息 火車時(shí)刻表信息 公安提示信息顯示的優(yōu)先級(jí)規(guī)則要求如下：（1）信息類型的優(yōu)先級(jí)按下面順序遞減： 緊急災(zāi)難信息 列車服務(wù)信息 乘客引導(dǎo)信息 一般站務(wù)信息及公共信息 商業(yè)信息（2）低優(yōu)先級(jí)的信息不能打斷高優(yōu)先級(jí)的信息。（3）高優(yōu)先級(jí)的信息可以打斷低優(yōu)先級(jí)的信息。（4）對(duì)于同等優(yōu)先級(jí)的信息，后來的信息能夠打斷當(dāng)前播放

6、的信息。（5）緊急災(zāi)難信息是最高優(yōu)先級(jí)信息，可以中止打斷其它所有等級(jí)的信息。四、 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)3.1中心子系統(tǒng)中心子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)外部信息流的采集、播出版式的編輯、視頻流的轉(zhuǎn)換、播出控制和對(duì)整個(gè)PIS設(shè)備工作狀態(tài)的監(jiān)控以及網(wǎng)絡(luò)的管理。 中心子系統(tǒng)主要構(gòu)成有：中心服務(wù)器、編碼器、視頻流服務(wù)器、中心操作員工作站、中心網(wǎng)管工作站、播出控制工作站、外部信號(hào)源和集成化軟件系統(tǒng)等構(gòu)成。整個(gè)控制中心設(shè)備構(gòu)成了一個(gè)完整的播出和集中控制系統(tǒng)。同時(shí)，中心子系統(tǒng)還將提供多種與其它系統(tǒng)的接口。中心子系統(tǒng)在控制中心與通信時(shí)鐘子系統(tǒng)、通信廣播子系統(tǒng)、地面交通信息系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)等系統(tǒng)互聯(lián)，接收需要的時(shí)鐘、地面交

7、通信息、緊急控制信息等。中心子系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)如下功能：集中管理整個(gè)PIS系統(tǒng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)PIS系統(tǒng)、外部視頻信息源的導(dǎo)入、外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出、中心公共信息的編輯保存、中心集中發(fā)放信息、中央集中控制終端顯示設(shè)備的顯示模式/開關(guān)、中心發(fā)放實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)視頻流數(shù)據(jù)等。3.2節(jié)目制作子系統(tǒng)節(jié)目制作子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下功能：廣告節(jié)目的編輯和保存、時(shí)間表的編輯和保存、屏幕布局的編輯和保存、集中控制發(fā)布播放時(shí)間表至顯示設(shè)備、節(jié)目播放日志的報(bào)表顯示和打印。節(jié)目子系統(tǒng)一般情況下可以共用，即一個(gè)城市的所有地鐵線路可以共用一套節(jié)目制作子系統(tǒng)。每條線路提供接口。廣告制作中心子系統(tǒng)主要構(gòu)成：圖像存儲(chǔ)服務(wù)器（可無限擴(kuò)容）、非線性

8、編輯設(shè)備（用于節(jié)目的串編）、視頻合成工作站（用于高端廣告片、形象片的制作）、數(shù)字編輯錄像機(jī)、數(shù)字編輯放像機(jī)、數(shù)字、模擬攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、廣告管理軟件系統(tǒng)和屏幕編輯預(yù)覽系統(tǒng)等組成。廣告節(jié)目制作子系統(tǒng)采用NAS存儲(chǔ)技術(shù)，非線性編輯機(jī)與精編合成工作站通過光纖網(wǎng)絡(luò)共享一臺(tái)大容量存儲(chǔ)服務(wù)器，并采用共享編輯的方式進(jìn)行節(jié)目的編輯。廣告子系統(tǒng)主要提供直觀方便的用戶界面供業(yè)務(wù)人員/廣告制作人員制作廣告節(jié)目（如廣告片、風(fēng)光片和宣傳片，并可承接地鐵以外的一些廣告制作），編輯廣告時(shí)間表，控制指定的顯示屏或顯示屏組播放顯示指定的時(shí)間表，并將制作好的素材經(jīng)審核通過后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂浦行暮透鬈囌具M(jìn)行播出。3.3車站子系統(tǒng)

9、Ø 控制部分車站子系統(tǒng)的控制部分放置在車站控制室，各組成部分如下：u 車站數(shù)據(jù)服務(wù)器；u 車站操作員工作站 ；Ø 現(xiàn)場(chǎng)顯示部分：u LED顯示屏及其顯示控制器；u LCD/PDP顯示屏及其顯示控制器，視頻轉(zhuǎn)換分配器；u 多媒體查詢終端。PIS 車站子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控、管理車站內(nèi)的乘客資訊系統(tǒng)設(shè)備；接收中心子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并分發(fā)至車站乘客資訊系統(tǒng)的顯示終端；外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出；控制車站內(nèi)顯示終端播放指定信息；站內(nèi)的站務(wù)信息的編輯和保存等功能。（1）從控制中心下載數(shù)據(jù)車站子系統(tǒng)負(fù)責(zé)接受和下載控制中心下傳的數(shù)據(jù)，包括命令類如設(shè)備開關(guān)機(jī)等、信息內(nèi)容類如節(jié)目播出列表及內(nèi)容等、系統(tǒng)參

10、數(shù)類如時(shí)鐘信息等等，一般為自動(dòng)工作。（2）信息發(fā)布通過車站權(quán)限操作員登錄將需要發(fā)布的信息（或預(yù)定義號(hào)碼）、發(fā)布信息顯示屏組以及發(fā)布申請(qǐng)?zhí)峤豢刂浦行模煽刂浦行膶徍撕髮⑾嚓P(guān)信息發(fā)布至指定顯示屏組。（3）信息查詢通過多媒體信息查詢機(jī)可以給乘客提供自助信息查詢功能，通過咨訊應(yīng)用服務(wù)器提供多種信息資源，提高地鐵PIS系統(tǒng)的客戶服務(wù)能力。每個(gè)車站都有車站交換機(jī)，連接車站站臺(tái)和車站弱電機(jī)房的媒體播放器和相關(guān)終端設(shè)備。車站交換機(jī)還要連接隧道內(nèi)和沿線的各個(gè)AP。由于每個(gè)車站之間的區(qū)間距離不一樣，所以車站交換機(jī)的端口數(shù)量也會(huì)有不同。3.4傳輸網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)PIS網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)包括有線網(wǎng)絡(luò)、車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)。3.4.1有線傳

11、輸網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)3.4.2車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)3.5車載子系統(tǒng)由于車載子系統(tǒng)與車站子系統(tǒng)一樣，是安防監(jiān)控、運(yùn)營信息、資源開發(fā)兼顧的系統(tǒng)，因此在正常情況下，系統(tǒng)可交替或并行發(fā)布多種媒體資訊和服務(wù)信息，在緊急情況下報(bào)警安撫和引導(dǎo)信息優(yōu)先發(fā)布。車載顯示設(shè)備主要負(fù)責(zé)利用移動(dòng)寬帶傳輸系統(tǒng)將車上監(jiān)視圖像、火災(zāi)報(bào)警信號(hào)、車輛故障信息上傳至控制中心、車站、備用控制中心。同時(shí)通過移動(dòng)寬帶傳輸系統(tǒng)接收發(fā)布緊急信息和乘客服務(wù)信息等內(nèi)容，通過車載LCD顯示控制器進(jìn)行解碼合成后，在本列車的所有LCD顯示屏上實(shí)時(shí)播放。車載子系統(tǒng)部分包括:車載信息顯示控制部分、車載信號(hào)傳輸部分。車載子系統(tǒng)功能：（1）車載播出功能設(shè)置播出表，自動(dòng)

12、播出，系統(tǒng)可在無人職守情況下運(yùn)行。播出表可保存、調(diào)用、修改,?？赊D(zhuǎn)接多路外視頻信號(hào)，如本地硬盤、錄像機(jī)、DVD、衛(wèi)星電視節(jié)目信號(hào)等。廣告窗口的內(nèi)容單獨(dú)設(shè)置播出表，自動(dòng)播出。硬解壓輸出， 24小時(shí)連續(xù)播出，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。廣播級(jí)播出質(zhì)量。（2）緊急墊播/緊急插播功能利用緊急墊播/緊急插播功能，當(dāng)視頻節(jié)目表空閑或網(wǎng)絡(luò)信號(hào)與控制中心斷開時(shí)，播出控制器會(huì)自動(dòng)播放預(yù)先設(shè)置好的本地節(jié)目素材，保證節(jié)目不中斷播出。（3）對(duì)車廂內(nèi)部實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)視由于WLAN提供雙向的高速數(shù)據(jù)傳輸，通過在車廂內(nèi)部安裝攝像頭，可以將車廂的視頻圖像傳到控制中心。滿足安全性的要求。五、 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)5.1操作系統(tǒng)軟件服務(wù)器和工作站操作系統(tǒng)

13、軟件5.2網(wǎng)絡(luò)安全軟件防火墻、防病毒軟件5.3網(wǎng)絡(luò)管理軟件有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)的管理軟件，與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配套使用5.4PIS系統(tǒng)應(yīng)用軟件u 中心服務(wù)器軟件；u 中心網(wǎng)管軟件；u 中心操作員軟件；u 播出控制軟件；中心子系統(tǒng)軟件車站子系統(tǒng)軟件5.5 PIS系統(tǒng)軟件主要實(shí)現(xiàn)以下集中管理功能：Ø 中央集中管理整個(gè)乘客服務(wù)信息系統(tǒng)Ø 可視化的中央集中監(jiān)控功能Ø 外部視頻信息的導(dǎo)入Ø 從外部系統(tǒng)的導(dǎo)入數(shù)據(jù)及向外部系統(tǒng)導(dǎo)出數(shù)據(jù)Ø 集中保存各種數(shù)據(jù)并向各個(gè)車站子系統(tǒng)發(fā)放信息Ø 集中控制各終端顯示屏Ø 中心發(fā)放實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)視頻流數(shù)據(jù)。六、 幾個(gè)技術(shù)問

14、題5.1視音頻信號(hào)目前在地鐵PIS系統(tǒng)中主要采用的幾種信號(hào)有VGA、SDI、DVI、HDMI和HD-SDI等。VGA的英文全稱是VideoGraphicArray，即顯示繪圖陣列。是一個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)模擬信號(hào)的過程。梯形頭。如下圖：DVI全稱為DigitalVisualInterface，是1999年由SiliconImage、Intel、Compaq、IBM、HP、NEC、Fujitsu等公司共同組成的數(shù)字顯示工作組DDWG(DigitalDisplayWorkingGroup)推出的接口標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)外觀是一個(gè)24針的接插件。DVI傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，數(shù)字圖像信息不需經(jīng)過任何轉(zhuǎn)換，就會(huì)直接被傳送到顯示

15、設(shè)備上，因此減少了數(shù)字模擬數(shù)字繁瑣的轉(zhuǎn)換過程，大大節(jié)省了時(shí)間，因此它的速度更快，有效消除拖影現(xiàn)象，而且使用DVI進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，信號(hào)沒有衰減，色彩更純凈，更逼真。SDI接口是SerialDigitalInterface的縮寫，也就是串行數(shù)字接口, HD-SDI其實(shí)就是SDI的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)，只不過是傳輸帶寬擴(kuò)展到了1.485Gbps，其承載的信號(hào)為HDTV標(biāo)準(zhǔn)的1280×720p、1920×1080i或者1920×1080p分量數(shù)字信號(hào)。采用同軸電纜傳輸。SDI接口能通過270Mb/s的串行數(shù)字分量信號(hào)，對(duì)于16：9格式圖像，應(yīng)能傳送360Mb/s的信號(hào)。SDI接口不能直

16、接傳送壓縮數(shù)字信號(hào)，數(shù)字錄像機(jī)、硬盤等設(shè)備記錄的壓縮信號(hào)重放后，必須經(jīng)解壓并經(jīng)SDI接口輸出才能進(jìn)入SDI系統(tǒng)。在高清時(shí)代，SDI擴(kuò)展到了HD-SDI，HD-SDI同樣是廣電行業(yè)的SMPTE協(xié)會(huì)定義的一種高清數(shù)字串行分量信號(hào)接口標(biāo)準(zhǔn)，稱為SMPTE 292M，俗稱HD-SDI。HD-SDI其實(shí)就是SDI的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)，只不過是傳輸帶寬擴(kuò)展到了1.485Gbps，其承載的信號(hào)為HDTV標(biāo)準(zhǔn)的1280×720p、1920×1080i或者1920×1080p分量數(shù)字信號(hào)。為了彌補(bǔ)DVI接口不能傳輸音頻的問題，HDMI接口現(xiàn)在正在高速發(fā)展，HDMI接口實(shí)際上可以看作是DVI+

17、音頻，可以理想地解決視音頻在同一根電纜中傳輸?shù)膯栴}HDMI的英文全稱是“High  Definition Multimedia”，中文的意思是高清晰度多媒體接口。HDMI接口可以提供高達(dá)5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，可以傳送無壓縮的音頻信號(hào)及高分辨率視頻信號(hào)。同時(shí)無需在信號(hào)傳送前進(jìn)行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換，可以保證最高質(zhì)量的影音信號(hào)傳送。應(yīng)用HDMI的好處是：只需要一條HDMI線，便可以同時(shí)傳送影 音信號(hào)，而不像現(xiàn)在需要多條線材來連接；同時(shí)，由于無線進(jìn)行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換，能取得更高的音頻和視頻傳輸質(zhì)量。SDI接口：能通過270Mb/s的串行數(shù)字分量信號(hào)，16：9格式圖像能傳送360Mb

18、/s的信號(hào)。HD-SDI：其實(shí)就是SDI的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)，傳輸帶寬擴(kuò)展到了1.485Gbps，其承載的信號(hào)為HDTV標(biāo)準(zhǔn)的1280×720p、1920×1080i或者1920×1080p分量數(shù)字信號(hào)。DVI/HDMI接口：可以提供高達(dá)5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，可以傳送無壓縮的音頻信號(hào)及高分辨率視頻信號(hào)。同時(shí)無需在信號(hào)傳送前進(jìn)行數(shù)/?；蛘吣?數(shù)轉(zhuǎn)換，可以保證最高質(zhì)量的影音信號(hào)傳送。5.2屏幕分割（PIS播放控制器和軟件） 信息終端的顯示采用了多區(qū)域信息并行發(fā)布的方式，在同一屏幕上，可根據(jù)需要將屏幕進(jìn)行劃分，不同的區(qū)域可同時(shí)進(jìn)行不同信息的顯示，可滿足不同乘客對(duì)各類信息的需求

19、。具體到車站的不同位置，我們根據(jù)地鐵車站區(qū)域的功能不同，提供不同的終端顯示方案。復(fù)合和疊加使獨(dú)立頻道輸出為單一頻道 主要特點(diǎn) 無限重疊區(qū)域 頁面和區(qū)域獨(dú)立制定播放時(shí)間 內(nèi)容和頁面的切換 下方游走字幕、動(dòng)畫、圖像的連續(xù)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)更新 回放和查詢引擎的事件記錄 通過LAN/WAN, TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸更新播放內(nèi)容5.3區(qū)間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)區(qū)間組網(wǎng)結(jié)構(gòu)有環(huán)型網(wǎng)絡(luò)和星型網(wǎng)絡(luò)。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)隧道星型網(wǎng)絡(luò)5.4無線網(wǎng)絡(luò)頻率目前可以使用的無線協(xié)議有IEEE802.11a/b/g。IEEE802.11b/g協(xié)議使用的頻段在2.4G。IEEE802.11a協(xié)議使用的頻段為5G。期中2.4G為免費(fèi)頻段，使用較多，5G為收費(fèi)頻段

20、，需要到國家無委會(huì)申請(qǐng)，按照每年每點(diǎn)交費(fèi)，地鐵沿線AP點(diǎn)比較多，每年為此要支出的費(fèi)用也會(huì)較高。由于無線網(wǎng)絡(luò)可以運(yùn)用的頻帶有很大限制，往往在同一頻段間有很多無線通訊設(shè)備同時(shí)使用，此時(shí)，使用相近頻段的無線裝置彼此間會(huì)互相干擾，這些干擾包括同頻干擾和鄰頻干擾。以鄰頻干擾來說，由于信道間沒有足夠的頻帶隔離，使得每個(gè)信號(hào)的側(cè)支頻帶會(huì)互相干擾。在IEEE802.11g的頻道規(guī)范中，為避免干擾情形發(fā)生，在同一空間中不同的無線網(wǎng)絡(luò)群組間，使用的頻道最好相隔25MHz以上。根據(jù)IEEE802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，2.4G頻段被劃分為11或13個(gè)信道，具體劃分為多少個(gè)視地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)而定（各國不同）。每信道22MHz帶寬。信道劃分時(shí)有重疊的情況，最多只有3個(gè)不重疊的信道可以使用。即信道1、信道6和信道11：為避免相鄰AP之間的無線信號(hào)同頻干擾以及減少AP背景掃描次數(shù)，從而提高無線系統(tǒng)整體性能，建議按照信道1、信道6、信道11的順序依次反復(fù)分配。如果