Key technologies of passenger service system in fully automatic operation mode of urban rail transit
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摘要: 城市轨道交通全自动运行模式下的乘客服务系统，通过乘客双向对讲、应急联动响应、车载设备状态实时监控，实现实时汇集设备状态信息、分析车载设备状态、故障告警等功能，提升整体运营效率、救灾应急水平。介绍全自动运行模式下乘客服务系统的关键技术，在北京地铁燕房线、北京地铁大兴机场线的应用表明，这些技术能够满足全自动运行的应用场景和需求。Abstract: The passenger service system under the fully automatic operation mode of urban rail transit implemented the functions of real-time collection of equipment status information, and analysis of on-board equipment status, fault alarm and etc., through passenger two-way intercom, emergency linkage response and real-time monitoring of on-board equipment status, so as to improve the overall efficiency of operation, disaster relief emergency level and intelligent application level. This article introduced the key technologies of passenger service system under the fully automatic operation mode. The application in Yanfang Line of Beijing Metro and Daxing Airport Line of Beijing Metro showed that these technologies could meet the application scenarios and requirements of full-automatic operation.
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城市轨道交通全自动运行系统完成由设备完全替代司机的全过程自动运行，系统服务保障的对象由传统的列车扩大到列车和乘客（包括在站台的乘客和列车上的乘客）[1-4]，其乘客服务系统的核心设备需要采用冗余配置和应急联动设计，实现运营和维护时段的全过程、全时域保障，尤其在发生异常或应急情况时具备联动处置能力。
本文从全自动运行系统的安全性、可靠性、可用性需求出发，介绍乘客服务系统的关键技术，主要包括乘客紧急对讲、系统应急联动和车载设备状态实时监控，实现城市轨道交通车地系统间的高效联动。
1 乘客紧急对讲
城市轨道交通全自动运行系统通过在无线通信系统中新增乘客调度台或乘客紧急通话设备（IPH）与外部接口联动，实现乘客与中心调度人员的远程对讲功能和对任意列车任意车厢的广播功能，提升运营的整体效率和救灾应急水平。目前，乘客紧急对讲主要有两种实现方式[5-8]：（1）基于TETRA数字集群系统的乘客紧急对讲；（2）基于长期演进（LTE）车地无线通信系统的乘客紧急对讲。
1.1 基于TETRA数字集群系统的乘客紧急对讲
TETRA数字集群系统与车载列车广播（PA）系统、行车综合控制自动化系统（TIAS）深度耦合，建立系统间的通信链路，实现乘客双向紧急对讲，如图1所示。
列车车厢内的乘客可以通过车载PA紧急对讲设备呼叫线路控制中心TIAS调度台，建立双向语音通话。乘客紧急对讲操作流程如图2所示。
在基于TETRA数字集群系统实现的乘客紧急对讲中，TETRA数字集群系统为综合监控系统、车载PA系统提供信令传输通道，对信令进行处理，实现相应的呼叫功能。而针对乘客紧急对讲、列车广播功能，主要涉及应用层与传输层之间的协调，此时，TETRA数字集群系统具有双重身份，既承担应用层的功能，又承担传输层的功能。
1.2 基于LTE车地无线通信系统的乘客紧急对讲
基于LTE车地无线通信系统实现乘客紧急对讲时，LTE车地无线通信系统为TIAS、车载PA系统提供网络传输通道，TIAS和车载PA系统通过点对点网络通信，实现信令及媒体流交互，进而实现乘客紧急对讲和列车广播功能，如图3所示。
乘客紧急对讲由车厢内的乘客主动发起。乘客调度员在未收到乘客触发的紧急对讲请求时，不主动发起乘客紧急对讲。
线网PA、乘客调度员可对单节或多节车厢进行广播。列车广播的媒体流为单向：线网 PA或乘客调度员至IPH服务器、IPH服务器至车载PA。根据各线路要求商定呼叫的优先级，典型信息流如图4所示。
2 应急联动响应
全自动运行模式下的乘客服务系统通过视频图像采集终端和智能视频分析技术实现信息共享、应急联动响应，如图5所示。
2.1 报警自动响应
通信系统为车载视频监控系统调用提供车地传输通道，将系统的视频画面和分析结果传送到线路控制中心的行车调度台和乘客调度台，确认列车紧急事故发生的位置、紧急程度，进行报警。
2.2 应急联动响应
根据报警等级进行联动响应，当紧急报警触发后，车载监控主机将列车紧急情况时的视频画面推送到线路控制中心，线路控制中心通过告警提示，确认紧急等级，启动相应的应急联动模式。例如，当中央控制室（OCC）调度工作站接收到人流密度、客流量超限等紧急报警信息时，线路控制中心总调度台确认列车紧急情况后，乘客信息系统进入紧急模式，根据故障等级进行广播及信息文本发布。
3 车载设备状态实时监控
全自动运行模式下的车载设备状态实时监控系统采用工业以太网作为语音、视频图像和控制的承载网络，通过LTE、Wi-Fi等方式实现车地通信，以及与线路控制中心、乘客信息系统、地面分析处理系统进行数据交互。系统架构如图6所示。
3.1 车载实时监控
列车头尾设置车载监控一体机，通过工业交换机与各车厢设备互联，获取列车摄像机的视频图像，并向各车厢显示终端发送乘客服务信息。主要技术包括：设备异常监测及自主修复，本地通信监测及记录，告警传输。
3.2 远程监控
线路控制中心设置中心服务器，通过无线通信设备与车载监控主机连接，实现图像信息和运行信息的远程传输，包括文件传输、文件搜索、告警提示、一键修复。主要技术包括：文件实时传输及录像完整性检测，视频图像文件搜索，远程告警声光提示，一键修复。
4 结束语
本文介绍城市轨道交通全自动运行模式下乘客服务系统的关键技术，实现乘客双向紧急对讲、实时了解车厢乘客和设备状况等功能，这些技术已经应用于北京地铁燕房线、北京地铁大兴机场线，为行车安全、运输效率、管理水平及服务质量提供了重要保障。后续将根据全自动运行系统的需求，进一步精简乘客服务系统架构，优化运营组织方式。
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百度学术
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