城市軌道交通共用信息平臺的功能與構建（上）

摘 要：基于智能化城市軌道交通發(fā)展對綜合利用信息的需要，提出基于數(shù)據(jù)倉庫技術和網(wǎng)絡技術的城市軌道交通共用信息平臺的設想。在系統(tǒng)分析城市軌道交通系統(tǒng)的基礎上，確立了各智能子系統(tǒng)之間的關系，對各子系統(tǒng)的信息需求進行了內(nèi)容探討和特征分析。對整個城市軌道交通系統(tǒng)共用信息平臺應具有的功能和平臺的構建方面進行了分析、探討。

關鍵詞：城市軌道交通；共用信息平臺；數(shù)據(jù)倉庫

城市軌道交通是城市公共交通的重要組成部分，隨著計算機網(wǎng)絡信息技術的發(fā)展，城市軌道交通中已建成了眾多智能子系統(tǒng)，如列車自動控制系統(tǒng)，電力監(jiān)控系統(tǒng)，自動售檢票系統(tǒng)，車站設備監(jiān)控系統(tǒng)，防災報警系統(tǒng)、旅客信息系統(tǒng)等［1］。發(fā)展智能化城市軌道交通必然要求打破傳統(tǒng)各業(yè)務系統(tǒng)各自封閉的狀態(tài)，要求系統(tǒng)間更加緊密地結合，綜合利用各種信息以達到增強決策控制和信息服務的能力。如列車自動控制系統(tǒng)必須與電力監(jiān)控系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)、防災報警系統(tǒng)等子系統(tǒng)相聯(lián)系，才能充分發(fā)揮智能調(diào)度系統(tǒng)的作用，使列車調(diào)度工作更加科學、實時。另外，隨著生活水平的提高，人們對城市軌道交通服務的質(zhì)量要求也越來越高，包括要求提供列車到發(fā)點時刻預告、列車事故告知等服務。因此，智能交通技術的發(fā)展要求城市軌道交通系統(tǒng)各部分之間相互銜接；對外的信息服務則要求信息全面、統(tǒng)一［2］。智能交通共用信息服務平臺就是為滿足上述需求而提出的。它是提供各個智能子系統(tǒng)相互聯(lián)系、統(tǒng)一信息源的重要工具，是實現(xiàn)智能化城市軌道交通系統(tǒng)整合的有力的技術依托。

1 共用信息平臺建設目標

城市軌道交通共用信息平臺的確切含義是對整個城市軌道交通系統(tǒng)的共用數(shù)據(jù)組織結構和傳輸形式的一種規(guī)范化定義，以及一個對共用數(shù)據(jù)進行組織、存儲、查詢、傳輸?shù)裙芾矸盏臄?shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)。作為智能交通系統(tǒng)整合機制的共用信息服務平臺，總的目標就是通過信息共享將上述這些智能子系統(tǒng)有機地結合起來，從整體上發(fā)揮出更大的作用。只有經(jīng)過技術層面和體制層面的整合，在合理的范圍內(nèi)實現(xiàn)信息和資源的充分共享才能達到城市軌道交通系統(tǒng)的最佳運行。這些來源不同的有關信息只有通過集成和整合才能實現(xiàn)信息的共享與信息有效利用。如何實現(xiàn)各子系統(tǒng)之間信息的采集、存儲、管理和傳輸成為實現(xiàn)智能化城市軌道交通系統(tǒng)各項功能的核心和關鍵技術，共用信息平臺則是實現(xiàn)系統(tǒng)信息集成的重要手段。建立共用信息平臺對數(shù)據(jù)組織結構和傳輸形式進行統(tǒng)一規(guī)范，最終形成一個對共用數(shù)據(jù)進行收集、組織、存儲、加工、查詢、傳輸、通信等管理服務的數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)，為實現(xiàn)各子系統(tǒng)信息的整合提供技術保障。城市軌道交通信息平臺的建設目標就是通過明確各智能子系統(tǒng)之間的關系及其相互信息需求，經(jīng)信息共享將上述智能子系統(tǒng)有機地結合起來，從而打破各子系統(tǒng)各自封閉的狀態(tài)，從整體上發(fā)揮出更大的作用，達到綜合利用各種信息以增強管理決策和信息服務的能力，實現(xiàn)一個運營高效化、決策快速化、服務公眾化、信息網(wǎng)絡化的現(xiàn)代化、智能化的城市軌道交通系統(tǒng)。具體說來有以下幾點［3］：

(1) 協(xié)調(diào)城市軌道交通的各種作業(yè)，使各系統(tǒng)間更緊密、有序?？蛇M行相關系統(tǒng)之間關聯(lián)信息的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析及報表管理，大大加強對相關事件的快速反應及綜合處理能力，實現(xiàn)更高的自動化程度，從整體上提高系統(tǒng)運行的效率和安全可靠性。

(2) 通過集成、綜合各子系統(tǒng)提供的信息，為輔助管理決策者進行快速決策和指揮運營提供幫助。

(3) 為服務于社會公眾的信息發(fā)布系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)來源。

2 各智能子系統(tǒng)及其信息需求分析

2.1 各智能子系統(tǒng)介紹

(1) 列車自動控制系統(tǒng)（ATC）

列車自動控制系統(tǒng)（ATC）包括三個子系統(tǒng)：列車自動保護子系統(tǒng)（ATP）作用為確保運營中列車的前后安全行車間隔；列車自動操作子系統(tǒng)（ATO）其作用為使用自動控制程序完成列車自動駕駛；列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）其作用為對運營列車進行整體監(jiān)控和調(diào)度。

(2) 電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）

采用計算機聯(lián)網(wǎng)，對全線供電系統(tǒng)進行集中控制、監(jiān)視和數(shù)據(jù)采集。一般可分為三層：設置在控制中心的中央級監(jiān)控層、設置在車站的車站級監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)場控制節(jié)點層。

(3) 自動售檢票系統(tǒng)（AFC）

自動售檢票系統(tǒng)為車費管理自動化系統(tǒng)，可實現(xiàn)自動售票、檢票、計費、結算、統(tǒng)計、報表等工作的計算機自動化管理，對城市軌道交通運輸?shù)目土鹘M織、收入審核與決策分析起重要作用。

(4) 車站設備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）

也可稱為機電設備監(jiān)控系統(tǒng)(EMCS)，利用分布式微機監(jiān)控系統(tǒng)對全線各個車站的通風空調(diào)、給排水、自動扶梯、照明等各系統(tǒng)機電設備進行全面、有效的實時監(jiān)控與管理，確保設備處于安全、高效、節(jié)能的最佳運行狀態(tài)。在發(fā)生火災或列車阻塞等事故情況時，能夠及時迅速地進入防災運行模式，實現(xiàn)通風排煙等。

(5) 防災報警系統(tǒng)（FAS）

設置FAS 系統(tǒng)對車站、區(qū)間隧道、行車調(diào)度指揮中心、車輛段、變電所、材料庫等與城市軌道交通運營有關的建筑和設施，實行實時防災監(jiān)控。

(6) 信息發(fā)布系統(tǒng)

信息發(fā)布系統(tǒng)包括列車上的旅客信息系統(tǒng),站廳內(nèi)的旅客引導顯示系統(tǒng)和Internet 信息發(fā)布等。

2.2 各子系統(tǒng)信息需求內(nèi)容分析

從系統(tǒng)的角度出發(fā)，城市軌道交通的各個智能子系統(tǒng)都存在對其它子系統(tǒng)的信息需求，各子系統(tǒng)必須進行信息共享才能更好發(fā)揮其功能，具體說來［4］：

(1) 在列車運營時間內(nèi)，供電設施一旦發(fā)生故障，電力監(jiān)控系統(tǒng)在指揮牽引供電設施的故障搶修時，需要了解沿線列車運行情況、機車信號狀態(tài)，從而申請停電作業(yè)點及時間，以便迅速對故障供電設施進行維修，這就需要列車自動控制系統(tǒng)的配合。

(2) 列車自動控制系統(tǒng)需要掌握沿線供電設施的運行狀態(tài)、接觸網(wǎng)線路的帶電狀態(tài)及事故搶修區(qū)段點等，有助于準確修改列車運行圖，盡快恢復通車。通過與自動售檢票系統(tǒng)接口及時動態(tài)掌握客流分布情況，客流峰值的時間和位置，匯總實時的列車運營情況，系統(tǒng)自動產(chǎn)生幾種合理的決策方案供調(diào)度人員選擇，這將大大提高運營管理的效率和科學性。

(3) 一旦災害發(fā)生時，除防災報警系統(tǒng)實時監(jiān)視災情，控制有關消防設施消滅災害外，還需要其它系統(tǒng)配合支持，以確保乘客及時、安全地向站外疏散，將國家財產(chǎn)損失降到最低。根據(jù)災害情況，電力監(jiān)控系統(tǒng)需要采取全線或局部區(qū)段變電所停電，并切斷與消防系統(tǒng)無關的設備電源，列車自動控制系統(tǒng)需采取相應的停車措施并修改有關運行圖及有關信號顯示系統(tǒng)，車站設備監(jiān)控系統(tǒng)應及時使照明、自動扶梯等設備處于消防運行狀態(tài)，并實時監(jiān)控。

(4) 信息發(fā)布系統(tǒng)需通過列車自動控制系統(tǒng)獲取列車行駛信息，進行列車信息預告等，還有需從防災報警系統(tǒng)、車站設備監(jiān)控系統(tǒng)接受緊急信息，向乘客提供資訊，引導乘客迅速、安全地撤離車站。