城市軌道交通共用信息平臺(tái)的功能與構(gòu)建（上）
摘 要：基于智能化城市軌道交通發(fā)展對(duì)綜合利用信息的需要，提出基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的城市軌道交通共用信息平臺(tái)的設(shè)想。在系統(tǒng)分析城市軌道交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，確立了各智能子系統(tǒng)之間的關(guān)系，對(duì)各子系統(tǒng)的信息需求進(jìn)行了內(nèi)容探討和特征分析。對(duì)整個(gè)城市軌道交通系統(tǒng)共用信息平臺(tái)應(yīng)具有的功能和平臺(tái)的構(gòu)建方面進(jìn)行了分析、探討。
關(guān)鍵詞：城市軌道交通；共用信息平臺(tái)；數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)
城市軌道交通是城市公共交通的重要組成部分，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)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(dòng)控制系統(tǒng)，電力監(jiān)控系統(tǒng)，自動(dòng)售檢票系統(tǒng)，車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，防災(zāi)報(bào)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(wù)系統(tǒng)各自封閉的狀態(tài)，要求系統(tǒng)間更加緊密地結(jié)合，綜合利用各種信息以達(dá)到增強(qiáng)決策控制和信息服務(wù)的能力。如列車自動(dòng)控制系統(tǒng)必須與電力監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)、防災(zāi)報(bào)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(xué)、實(shí)時(shí)。另外，隨著生活水平的提高，人們對(duì)城市軌道交通服務(wù)的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，包括要求提供列車到發(fā)點(diǎn)時(shí)刻預(yù)告、列車事故告知等服務(wù)。因此，智能交通技術(shù)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(duì)外的信息服務(wù)則要求信息全面、統(tǒng)一［2］。智能交通共用信息服務(wù)平臺(tái)就是為滿足上述需求而提出的。它是提供各個(gè)智能子系統(tǒng)相互聯(lián)系、統(tǒng)一信息源的重要工具，是實(shí)現(xiàn)智能化城市軌道交通系統(tǒng)整合的有力的技術(shù)依托。
1 共用信息平臺(tái)建設(shè)目標(biāo)
城市軌道交通共用信息平臺(tái)的確切含義是對(duì)整個(gè)城市軌道交通系統(tǒng)的共用數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)和傳輸形式的一種規(guī)范化定義，以及一個(gè)對(duì)共用數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、存儲(chǔ)、查詢、傳輸?shù)裙芾矸?wù)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)。作為智能交通系統(tǒng)整合機(jī)制的共用信息服務(wù)平臺(tái)，總的目標(biāo)就是通過(guò)信息共享將上述這些智能子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從整體上發(fā)揮出更大的作用。只有經(jīng)過(guò)技術(shù)層面和體制層面的整合，在合理的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息和資源的充分共享才能達(dá)到城市軌道交通系統(tǒng)的最佳運(yùn)行。這些來(lái)源不同的有關(guān)信息只有通過(guò)集成和整合才能實(shí)現(xiàn)信息的共享與信息有效利用。如何實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間信息的采集、存儲(chǔ)、管理和傳輸成為實(shí)現(xiàn)智能化城市軌道交通系統(tǒng)各項(xiàng)功能的核心和關(guān)鍵技術(shù)，共用信息平臺(tái)則是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息集成的重要手段。建立共用信息平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)和傳輸形式進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范，最終形成一個(gè)對(duì)共用數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、組織、存儲(chǔ)、加工、查詢、傳輸、通信等管理服務(wù)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)信息的整合提供技術(shù)保障。城市軌道交通信息平臺(tái)的建設(shè)目標(biāo)就是通過(guò)明確各智能子系統(tǒng)之間的關(guān)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(jī)地結(jié)合起來(lái)，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(dá)到綜合利用各種信息以增強(qiáng)管理決策和信息服務(wù)的能力，實(shí)現(xiàn)一個(gè)運(yùn)營(yíng)高效化、決策快速化、服務(wù)公眾化、信息網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)代化、智能化的城市軌道交通系統(tǒng)。具體說(shuō)來(lái)有以下幾點(diǎn)［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。可進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)信息的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析及報(bào)表管理，大大加強(qiáng)對(duì)相關(guān)事件的快速反應(yīng)及綜合處理能力，實(shí)現(xiàn)更高的自動(dòng)化程度，從整體上提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率和安全可靠性。
(2) 通過(guò)集成、綜合各子系統(tǒng)提供的信息，為輔助管理決策者進(jìn)行快速?zèng)Q策和指揮運(yùn)營(yíng)提供幫助。
(3) 為服務(wù)于社會(huì)公眾的信息發(fā)布系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)來(lái)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(dòng)控制系統(tǒng)（ATC）
列車自動(dòng)控制系統(tǒng)（ATC）包括三個(gè)子系統(tǒng)：列車自動(dòng)保護(hù)子系統(tǒng)（ATP）作用為確保運(yùn)營(yíng)中列車的前后安全行車間隔；列車自動(dòng)操作子系統(tǒng)（ATO）其作用為使用自動(dòng)控制程序完成列車自動(dòng)駕駛；列車自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)（ATS）其作用為對(duì)運(yùn)營(yíng)列車進(jìn)行整體監(jiān)控和調(diào)度。
(2) 電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）
采用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，對(duì)全線供電系統(tǒng)進(jìn)行集中控制、監(jiān)視和數(shù)據(jù)采集。一般可分為三層：設(shè)置在控制中心的中央級(jí)監(jiān)控層、設(shè)置在車站的車站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)控制節(jié)點(diǎn)層。
(3) 自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AFC）
自動(dòng)售檢票系統(tǒng)為車費(fèi)管理自動(dòng)化系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)售票、檢票、計(jì)費(fèi)、結(jié)算、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表等工作的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化管理，對(duì)城市軌道交通運(yùn)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(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）
也可稱為機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(EMCS)，利用分布式微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)全線各個(gè)車站的通風(fēng)空調(diào)、給排水、自動(dòng)扶梯、照明等各系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行全面、有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理，確保設(shè)備處于安全、高效、節(jié)能的最佳運(yùn)行狀態(tài)。在發(fā)生火災(zāi)或列車阻塞等事故情況時(shí)，能夠及時(shí)迅速地進(jìn)入防災(zāi)運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)排煙等。
(5) 防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）
設(shè)置FAS 系統(tǒng)對(duì)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(kù)等與城市軌道交通運(yùn)營(yíng)有關(guān)的建筑和設(shè)施，實(shí)行實(shí)時(shí)防災(zāi)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(dǎo)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(gè)智能子系統(tǒng)都存在對(duì)其它子系統(tǒng)的信息需求，各子系統(tǒng)必須進(jìn)行信息共享才能更好發(fā)揮其功能，具體說(shuō)來(lái)［4］：
(1) 在列車運(yùn)營(yíng)時(shí)間內(nèi)，供電設(shè)施一旦發(fā)生故障，電力監(jiān)控系統(tǒng)在指揮牽引供電設(shè)施的故障搶修時(shí)，需要了解沿線列車運(yùn)行情況、機(jī)車信號(hào)狀態(tài)，從而申請(qǐng)停電作業(yè)點(diǎn)及時(shí)間，以便迅速對(duì)故障供電設(shè)施進(jìn)行維修，這就需要列車自動(dòng)控制系統(tǒng)的配合。
(2) 列車自動(dòng)控制系統(tǒng)需要掌握沿線供電設(shè)施的運(yùn)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(diǎn)等，有助于準(zhǔn)確修改列車運(yùn)行圖，盡快恢復(fù)通車。通過(guò)與自動(dòng)售檢票系統(tǒng)接口及時(shí)動(dòng)態(tài)掌握客流分布情況，客流峰值的時(shí)間和位置，匯總實(shí)時(shí)的列車運(yùn)營(yíng)情況，系統(tǒng)自動(dòng)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(yùn)營(yíng)管理的效率和科學(xué)性。
(3) 一旦災(zāi)害發(fā)生時(shí)，除防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視災(zāi)情，控制有關(guān)消防設(shè)施消滅災(zāi)害外，還需要其它系統(tǒng)配合支持，以確保乘客及時(shí)、安全地向站外疏散，將國(guó)家財(cái)產(chǎn)損失降到最低。根據(jù)災(zāi)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(wú)關(guān)的設(shè)備電源，列車自動(dòng)控制系統(tǒng)需采取相應(yīng)的停車措施并修改有關(guān)運(yùn)行圖及有關(guān)信號(hào)顯示系統(tǒng)，車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)及時(shí)使照明、自動(dòng)扶梯等設(shè)備處于消防運(yùn)行狀態(tài)，并實(shí)時(shí)監(jiān)控。
(4) 信息發(fā)布系統(tǒng)需通過(guò)列車自動(dòng)控制系統(tǒng)獲取列車行駛信息，進(jìn)行列車信息預(yù)告等，還有需從防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、車站設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)接受緊急信息，向乘客提供資訊，引導(dǎo)乘客迅速、安全地撤離車站。
