轨道交通乘客信息系统PIS简介

轨道交通乘客信息系统

P I S简介

Last updated on the afternoon of January 3, 2021

一、系统概述

乘客资讯系统的基本概念是指地铁运营商采用成熟可靠的网络技术和多媒体传输、显示技术，在指定的时间，将指定的信息显示给指定的人群。

乘客资讯系统在正常情况下，可提供列车时间信息、政府公告、出行参考、股票信息、广告等实时多媒体资讯信息；在火灾及阻塞、恐怖袭击等情况下，提供动态紧急疏散指示。 PIS为乘客提供上述各类信息，使乘客安全、高效地在地铁中行走，使地铁车辆高效、安全地运营。

乘客资讯系统从结构上可分为：控制中心子系统、节目制作子系统、车站子系统、车载子系统、网络子系统。

乘客资讯系统从控制功能上分为四个层次：信息源、中心播出控制层、车站车载播出控制层和车站及车载播出设备。

二、系统功能

地铁乘客资讯系统在正常情况下，提供列车时间信息、政府公告、出行参考、股票信息、广告等实时多媒体资讯信息；在火灾、阻塞情况下，提供紧急疏散指示。

（1）乘客资讯系统的主要目标是通过PIS中心（OCC）和车站/车载PIS子系统的控制，在指定的时间，将指定的信息显示给指定的人群。

（2）系统需具备紧急疏散程序。当事故发生时，操作员按下紧急按钮便能启动一系列的自动疏散程序。

（3）引入多媒体动态广告，结合其它显示及广播系统，共同设计和执行，提高运营效益。

（4）多媒体显示控制软件支持多屏幕分割功能，可以同时显示各种实用的信息来吸引更多的观众。版面可不断地依据日程来改变。

（5）实时信息显示：实时信息能够以特别信息或者紧急信息形式通过系统播放，可以打断原来时间表正在播放的内容。实时信息包括新闻、天气、通告、电视节目等。在地下可以实时显示地面的交通状况；在出入口可以实时显示地铁的运营状况（正常、关闭、拥挤）。

（7）系统能够兼容多种终端信息显示设备，如：PDP显示屏，LCD显示屏，CRT，LED室内外显示屏等。

（8）系统需要一套标准的时间表播放机制，包括周时间表、日时间表、节日时间表等。系统根据预先编辑设定的时间表自动播放多种日常信息，包括提示信息、定时的欢迎信息等。

（9）多语言支持。

（10）自动为乘客提供列车到站离站有关的信息。具有在不同的时间段内持续显示同一信息的功能。

（11）多媒体显示控制软件支持显示屏幕多区域分割功能，分割区域最大数不少于8个。播出版面可根据需要进行切换，以避免显示屏幕的灼伤现象发生。

（12）视频显示支持多样的播出风格。

（13）具有网管功能。

（14）乘客资讯系统与综合监控系统在车站和控制中心互联，实现信息共享，正常工况下，PIS系统根据预排时序播放地铁资讯信息；火灾及阻塞工况下，接收综合监控系统控制命令，播放预先制作的紧急疏散引导信息。

三、系统支持的信息类型

PIS系统向乘客播放显示各种可视化信息，支持以下五种信息类型：

（1）紧急灾难信息：

●火警、台风警报、洪水警报等等● 紧急站务警告信息

● 有关乘客人身安全的临时信息

● 逃逸、疏散方向指示。

（2）列车服务信息：

● 列车时间表

● 列车的阻塞等异常信息

● 下班车的到站时间

（3）商业信息：

● 商业广告信息、商业宣传信息（4）乘客引导信息：

● 动态指示信息

● 逃逸、疏散方向指示。

● 地铁服务中止

（5）一般站务信息及公共信息：

● 时钟显示● 票务信息● 公益广告● 公告信息● 天气/新闻/股市等信息

● 公共交通汽车接驳信息

● 机场航班信息

● 火车时刻表信息

● 公安提示

信息显示的优先级规则要求如下：

（1）信息类型的优先级按下面顺序递减：

紧急灾难信息

列车服务信息

乘客引导信息

一般站务信息及公共信息

商业信息

（2）低优先级的信息不能打断高优先级的信息。

（3）高优先级的信息可以打断低优先级的信息。

（4）对于同等优先级的信息，后来的信息能够打断当前播放的信息。

（5）紧急灾难信息是最高优先级信息，可以中止打断其它所有等级的信息。

四、系统硬件结构

中心子系统

中心子系统主要负责外部信息流的采集、播出版式的编辑、视频流的转换、播出控制和对整个PIS设备工作状态的监控以及网络的管理。

中心子系统主要构成有：中心服务器、编码器、视频流服务器、中心操作员工作站、中心网管工作站、播出控制工作站、外部信号源和集成化软件系统等构成。整个控制中心设备构成了一个完整的播出和集中控制系统。同时，中心子系统还将提供多种与其它系统的接口。

中心子系统在控制中心与通信时钟子系统、通信广播子系统、地面交通信息系统、信号系统、综合监控系统等系统互联，接收需要的时钟、地面交通信

息、紧急控制信息等。

中心子系统需实现如下功能：集中管理整个PIS系统、实时监控整个PIS 系统、外部视频信息源的导入、外部系统数据的导入和导出、中心公共信息的编辑保存、中心集中发放信息、中央集中控制终端显示设备的显示模式/开关、中心发放实时网络视频流数据等。

节目制作子系统

节目制作子系统实现如下功能：广告节目的编辑和保存、时间表的编辑和保存、屏幕布局的编辑和保存、集中控制发布播放时间表至显示设备、节目播放日志的报表显示和打印。

节目子系统一般情况下可以共用，即一个城市的所有地铁线路可以共用一套节目制作子系统。每条线路提供接口。

广告制作中心子系统主要构成：图像存储服务器（可无限扩容）、非线性编辑设备（用于节目的串编）、视频合成工作站（用于高端广告片、形象片的制作）、数字编辑录像机、数字编辑放像机、数字、模拟摄像机、网络系统、广告管理软件系统和屏幕编辑预览系统等组成。

广告节目制作子系统采用NAS存储技术，非线性编辑机与精编合成工作站通过光纤网络共享一台大容量存储服务器，并采用共享编辑的方式进行节目的编辑。

广告子系统主要提供直观方便的用户界面供业务人员/广告制作人员制作广告节目（如广告片、风光片和宣传片，并可承接地铁以外的一些广告制作），编辑广告时间表，控制指定的显示屏或显示屏组播放显示指定的时间表，并将制作好的素材经审核通过后通过网络传输到控制中心和各车站进行播出。

车站子系统

?控制部分

车站子系统的控制部分放置在车站控制室，各组成部分如下：

◆车站数据服务器；

◆车站操作员工作站；

?现场显示部分：

◆LED显示屏及其显示控制器；

◆LCD/PDP显示屏及其显示控制器，视频转换分配器；

◆多媒体查询终端。

PIS 车站子系统实现集中监控、管理车站内的乘客资讯系统设备；接收中心子系统的数据并分发至车站乘客资讯系统的显示终端；外部系统数据的导入和导出；控制车站内显示终端播放指定信息；站内的站务信息的编辑和保存等功能。

（1）从控制中心下载数据

车站子系统负责接受和下载控制中心下传的数据，包括命令类如设备开关机等、信息内容类如节目播出列表及内容等、系统参数类如时钟信息等等，一般为自动工作。

（2）信息发布

通过车站权限操作员登录将需要发布的信息（或预定义号码）、发布信息显示屏组以及发布申请提交控制中心，由控制中心审核后将相关信息发布至指定显示屏组。

（3）信息查询

通过多媒体信息查询机可以给乘客提供自助信息查询功能，通过咨讯应用服务器提供多种信息资源，提高地铁PIS系统的客户服务能力。

每个车站都有车站交换机，连接车站站台和车站弱电机房的媒体播放器和相关终端设备。车站交换机还要连接隧道内和沿线的各个AP。由于每个车站之间的区间距离不一样，所以车站交换机的端口数量也会有不同。

传输网络子系统

PIS网络子系统包括有线网络、车地无线网络。

车载子系统

由于车载子系统与车站子系统一样，是安防监控、运营信息、资源开发兼顾的系统，因此在正常情况下，系统可交替或并行发布多种媒体资讯和服务信息，在紧急情况下报警安抚和引导信息优先发布。

车载显示设备主要负责利用移动宽带传输系统将车上监视图像、火灾报警信号、车辆故障信息上传至控制中心、车站、备用控制中心。同时通过移动宽带传输系统接收发布紧急信息和乘客服务信息等内容，通过车载LCD显示控制器进行解码合成后，在本列车的所有LCD显示屏上实时播放。

车载子系统部分包括:车载信息显示控制部分、车载信号传输部分。

车载子系统功能：

（1）车载播出功能

设置播出表，自动播出，系统可在无人职守情况下运行。

播出表可保存、调用、修改,。

可转接多路外视频信号，如本地硬盘、录像机、DVD、卫星电视节目信号等。

广告窗口的内容单独设置播出表，自动播出。

硬解压输出， 24小时连续播出，系统运行稳定。

广播级播出质量。

（2）紧急垫播/紧急插播功能

利用紧急垫播/紧急插播功能，当视频节目表空闲或网络信号与控制中心断开时，播出控制器会自动播放预先设置好的本地节目素材，保证节目不中断播出。

（3）对车厢内部实现视频监视

由于WLAN提供双向的高速数据传输，通过在车厢内部安装摄像头，可以将车厢的视频图像传到控制中心。满足安全性的要求。

五、系统软件结构

操作系统软件

服务器和工作站操作系统软件

网络安全软件

防火墙、防病毒软件

网络管理软件

有线网络和无线网络的管理软件，与网络设备配套使用

系统应用软件

中心服务器软件；

◆中心网管软件；

◆中心操作员软件；

◆播出控制软件；

中心子系统软件

车站子系统软件

PIS系统软件主要实现以下集中管理功能：

?中央集中管理整个乘客服务信息系统

?可视化的中央集中监控功能

?外部视频信息的导入

?从外部系统的导入数据及向外部系统导出数据

?集中保存各种数据并向各个车站子系统发放信息

?集中控制各终端显示屏

?中心发放实时网络视频流数据。

六、几个技术问题

视音频信号

目前在地铁PIS系统中主要采用的几种信号有VGA、SDI、DVI、HDMI和HD-SDI 等。

VGA的英文全称是VideoGraphicArray，即显示绘图阵列。是一个数字转模拟信号的过程。梯形头。如下图：

DVI全称为DigitalVisualInterface，是1999年由SiliconImage、Intel、Compaq、IBM、HP、NEC、Fujitsu等公司共同组成的数字显示工作组

DDWG(DigitalDisplayWorkingGroup)推出的接口标准，其标准外观是一个24针的接插件。DVI传输的是数字信号，数字图像信息不需经过任何转换，就会直接被传送到显示设备上，因此减少了数字→模拟→数字繁琐的转换过程，大大节省了时间，因此它的速度更快，有效消除拖影现象，而且使用DVI进行数据传输，信号没有衰减，色彩更纯净，更逼真。

SDI接口是SerialDigitalInterface的缩写，也就是串行数字接口, HD-SDI其实就是SDI的扩展标准，只不过是传输带宽扩展到了，其承载的信号为HDTV标准的1280×720p、1920×1080i或者1920×1080p分量数字信号。采用同轴电缆传输。SDI接口能通过270Mb/s的串行数字分量信号，对于16：9格式图像，应能传送360Mb/s的信号。SDI接口不能直接传送压缩数字信号，数字录像机、硬盘等设备记录的压缩信号重放后，必须经解压并经SDI接口输出才能进入SDI系统。

在高清时代，SDI扩展到了HD-SDI，HD-SDI同样是广电行业的SMPTE协会定义的一种高清数字串行分量信号接口标准，称为SMPTE 292M，俗称HD-SDI。

HD-SDI其实就是SDI的扩展标准，只不过是传输带宽扩展到了，其承载的信号为HDTV标准的1280×720p、1920×1080i或者1920×1080p分量数字信号。

为了弥补DVI接口不能传输音频的问题，HDMI接口现在正在高速发展，HDMI 接口实际上可以看作是DVI+音频，可以理想地解决视音频在同一根电缆中传输的问题

HDMI的英文全称是“High

Definition Multimedia”，中文的意思是高清晰度多媒体接口。HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量的影音信号传送。应用HDMI的好处是：只需要一条HDMI线，便可以同时传送影音信号，而不像现在需要多条线材来连接；同时，由于无线进行数/模或者模/数转换，能取得更高的音频和视频传输质量。

SDI接口：能通过270Mb/s的串行数字分量信号，16：9格式图像能传送360Mb/s 的信号。

HD-SDI：其实就是SDI的扩展标准，传输带宽扩展到了，其承载的信号为HDTV标准的1280×720p、1920×1080i或者1920×1080p分量数字信号。

DVI/HDMI接口：可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量的影音信号传送。

屏幕分割（PIS播放控制器和软件）

信息终端的显示采用了多区域信息并行发布的方式，在同一屏幕上，可根据需要将屏幕进行划分，不同的区域可同时进行不同信息的显示，可满足不同乘客对各类信息的需求。具体到车站的不同位置，我们根据地铁车站区域的功能不同，提供不同的终端显示方案。

复合和叠加

使独立频道输出为单一频道

?主要特点

?无限重叠区域

?页面和区域独立制定播放时间

?内容和页面的切换

?下方游走字幕、动画、图像的连续动态数据更新

?回放和查询引擎的事件记录

?通过LAN/WAN, TCP/IP网络传输更新播放内容

区间网络结构

区间组网结构有环型网络和星型网络。

环型网络

隧道星型网络

无线网络频率

目前可以使用的无线协议有b/g。g协议使用的频段在。协议使用的频段为5G。期中为免费频段，使用较多，5G为收费频段，需要到国家无委会申请，按照每年每点交费，地铁沿线AP点比较多，每年为此要支出的费用也会较高。

由于无线网络可以运用的频带有很大限制，往往在同一频段间有很多无线通讯设备同时使用，此时，使用相近频段的无线装置彼此间会互相干扰，这些干扰包括同频干扰和邻频干扰。

以邻频干扰来说，由于信道间没有足够的频带隔离，使得每个信号的侧支频带会互相干扰。

在的频道规范中，为避免干扰情形发生，在同一空间中不同的无线网络群组间，使用的频道最好相隔25MHz以上。

根据g标准规定，频段被划分为11或13个信道，具体划分为多少个视地区标准而定（各国不同）。每信道22MHz带宽。信道划分时有重叠的情况，最多只有3个不重叠

的信道可以使用。即信道1、信道6和信道11：为避免相邻AP之间的无线信号同频干扰以及减少AP背景扫描次数，从而提高无线系统整体性能，建议按照信道1、信道6、信道11的顺序依次反复分配。

如果区域需多于3个以上无线网络，建议使用支持标准的无线设备。

在地铁智能化系统环境中，除了PIS系统中的无线传输网，还有信号系统，保证二者之间互不干扰是非常重要的。

如信号系统占用，PIS系统占用，频点资源会自然分开，不需要过多考虑。

如果信号系统和PIS系统车地无线通信都采用：

（1）进行合理频道划分。由于具有3个不重叠频点--1、6、11，信号系统需要占用2个频点（轨旁同一标点需要布置2套AP，分别对应车头和车尾，存在干扰，因此必须采用2个不重叠频点），假定占用1、6频点。在此基础上考虑PIS系统，需要在轨旁该标点再布设PIS AP，因此也需要考虑信号干扰问题，除了信号系统占用的2个频点外，还有1个可用频点—频点11。

（2）合理的AP布放。PIS系统轨旁无线设备应与信号轨旁ＡＰ设备具有物理间隔，减少两个系统无线设备的相互干扰。根据工程经验，建议PIS系统AP与信号系统AP水平间的间隔>50米,对于无法确保距离时，通过调整天线方向降低干扰。

（3）合理的天线选择，定向天线考虑射频信号传播的方向性，选择前后比大，垂直旁瓣和水平旁瓣小的定向天线。避免旁瓣外无线信号干扰，也大幅减少PIS系统对其他系统干扰。