厦门地铁1号线路况信息系统实施案例

都市快轨交通·第３１卷第４期２０１８年８月　机电工程．．－　ｄｏｉ：１　Ｏ．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７２—６０７３．２０１　８．０４．０２０　＿＝］地铁１号线路况信息　厦　系统实施案例　王建文　，王孟强　，鲍志刚　（１．广州地铁设计研究院有限公司，广州５１００１０：２．厦门轨道交通集ＦＩ１仃限公司，恒『Ｊ　３６ｌ００８　３．　电南瑞科技股份有限公　，南　Ｐｆ　２１００６１）　摘要：城市轨道交通线路实时路况信息对ｊ　地铁行车　纵、客运竹　等运营纰纵ｆｉ－符照要的惑义。介　铁ｌ号线路况信息系统的具体实施方案，利川ＬＴＥ技术　时扶取运行１ｌ辆状态信息Ｊ｛：　时ｊ－化　小线综合　ｆ　ｊ地　系　统，通过综合监控系统　联自动售检票系统扶耿客流统汁信息，利川　频！　系统的『划像处　功能扶取１　ｉ内郝　客流拥挤状态，并在控制中心中央级综合监控系统对各ｆ系统数据进仃集中处理干¨展　，为测度人员提供　史时的　线路运背状念信息，ｆｌＪ以辅助决策，诸如Ｉ运能匹配和客流Ｉｊｉ导等运　组织行为，蚪¨乘客实ｌｌ、ｆ，胶　城Ｉｌ　轨道变通　实时路况信息，提高服务水、　。　关键词：地铁；实时路况信息；综合监控系统　中图分类号：Ｕ２３ｌ　文献标志码：Ａ　文章编号：ｌ６７２—６０７３（２０ｌ８）０４—０１０５—０４　Ｐｒａｃｔｉｃａｌ　Ｐｒｏｊ　ｅｃｔ　ｏｆ　Ｒｏａｄ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｎ　Ｘｉａｍｅｎ　Ｍｅｔｒｏ　Ｌｉｎｅ　１　ＷＡＮＧ　Ｊｉａｎｗｅｎ。ＷＡＮＧ　Ｍｅｎｇｑｉａｎｇ　，ＢＡＯ　Ｚｈｉｇａｎｇ　，（１．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｍｅｔｒｏ　Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５　１　００　１　０；２．Ｘｉａｍｅｎ　Ｒａｉｌ　Ｔｒａｎｓｉｔ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ．．Ｘｉａｍｅｎ　３６１００８；３．Ｎａｒｉ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００６１）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｔｒｏ　ｒｏａｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｈｉｇｈｌｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｍｅｔｒｏ　ｔｒａｉｎ　ａｎｄ　ｐａｓｓｅｎｇｅｒ　ｔｒａｎｓｉｔ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏａｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｎ　Ｘｉａｍｅｎ　Ｍｅｔｒｏ　Ｌｉｎｅ　１，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ＩＳＣＳ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ）ｐｉｃｋ—ｕｐ　ｔｒａｉｎ　ｓｔａｔｕｓ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ—Ｔｅｍａ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）ｉｎ　ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ，ｐｉｃｋ—ｕｐ　ｐａｓｓｅｎｇｅｒ　ｆｌｏｗ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｗｉｔｈ　ＡＦＣ（Ａｕｔｏ　Ｆａｒｅ　Ｃｏｌｌｅｃｔ），ａｎｄ　ｐｉｃｋ—ｕｐ　ｔｕｎｎｅｌ　ｊａｍ　ａｎｄ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｊａｎｌ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ＣＣＴＶ（Ｃｌｏｓｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）ａｎａｌｙｓｉｓ　ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅ　ｃｅｎｔｅｒ　ＩＳＣＳ　ｉｎ　ＯＣＣ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｃｅｎｔｅｒ）　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ａｌｌ　ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ　ｄａｔａ　ｔｏ　ｄｉｓｐｌａｙ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｄｉｓｐａｔｃｈｅｒ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　Ｈｕｍａｎ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＨＭ１）ｔｏ　ａｓｓｉｓｔ　ｉｎ　ｍａｋｉｎｇ　ｓｔｒａｔｅｇｉｃ　ｄｅｃｉｓｉｏｎｓ．Ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｌｓｏ　ｃａｎ　ｒｅｌｅａｓｅ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｒｏａｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｉｎｉｂｒｍａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｕｂｌｉｃ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｌｅｖｅｌｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔｒｏ；ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｒｏａｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ；ＩＳＣＳ　截　２０１６年底，我Ｉｒ＝ｑ　ｌ仃２９　城市开通运传了　１２９条运营线路，总长度达３　８３２　ｋｍ。目前全Ｉ　已经　有４０余座城市建设或规划建设地铁，日．轨道交通网络　铁线路以｝　进入刚络化运营阶段的城Ｉ　数　将突舭　１０座。线　形成后，地铁公一Ｊ将【ｆＩｉＩＩ台ｉ着线　运能匹　、　线网客流引　、线网地铁运营服务信息统‘发布等‘　化进程将进…步加快　“。预计在２０２０年前开通６条地　系列亟待解决的问题，Ｉ『Ｉｊ地铁运背，Ｊ‘需要ｉ犬瞅地铁线　网路况信息川ｔ以支撑｝：述业务。Ｊｉｂ；ｊ｛地钬线　指挥Ｉ｛Ｊ　心（ＴＣＣ）开发了　会线网路况坝测系统，址通过线　收稿日期：２０１７－０７—０８　修回日期：２０１７－０８—２４　第一作者：王建文，男．硕士，高级工程师．从事城市轨道交通　机电系统的设计与研究工作，ｎｏｓｈｏｅ＠ｌ２６　ｃｏｍ　前一段时期的客流数据，侦测　１人的线嗍路况状念。Ｊ　州线网应急指挥中心（ＣＯＣｃ）丌发的一食线　客流信　ＵＲＢＡＮ　ＲＡＰＩＤ　ＲＡＩＬ　ＴＲＡＮＳＩＴ　１　０５　都市快轨交通·第３１卷第４期２０１８年８月　息系统，利用各车站每５　ｍｉｎ的客流统计数据展示线网　的路况情况。以上两套系统均只依赖了自动售检票系　统（ＡＦＣ）上传的客流统计数据，但受到地铁自动售　检票系统的技术限制，客流统计数据无法做到实时上　传，并且客流统计数据只能侧面反映时间段内进入、　离开车站的人员数量，无法实际反映车站站台和区问　隧道内在线走行车辆的实际情况。因此北京、广州目　前所使用线网路况信息系统尚不能实时、直接和相对　准确地反映地铁各线路的情况［２】。　路况信息系统即是ＩＳＣＳ系统的一个业务功能模块【５】。　通过上述分析，厦门ｌ号线所提出的具体设计思　路为：由车载监测系统采集在线走行车辆上多种类型　的现场数据：如列车运行速度、列车故障状态、各车　厢承重等数据，并利用ＬＴＥ车地无线通信技术，实时　上传地面，车载监测系统在车辆段设置地面服务器，　并与ＩＳＣＳ接１５１［６－７］，通过ＩＳＣＳ的传输网上传至控制中　心。控制中心的ＩＳＣＳ将上述实时数据与各车站自动　售检票系统的非实时统计数据进行加权处理，提供一　种能够实时、基本准确地反映实际情况的路况信息系　统，来解决目前线网路况信息系统的不足。其中，对　各车站自动售检票系统数据由车站ＩＳＣＳ负责采集并　上传至控制中心ＩＳＣＳ。　此外，还可考虑引入视频分析功能，对站台、车　厢内的视频监控系统（ＣＣＴｖ）画面进行智能化分析，　１系统设计思路　针对现有的路况信息系统不能实时准确地反映地　铁线路实际路况情况的问题，笔者在厦门１号线设计　之初时，从以下几个既有系统入手寻找改进方法。　１．１车载监测系统　车载监测系统可以实时采集车辆运行时的各种状　如判定单位面积的乘客数量，便可确定站台、车厢内　的人员密度，此数据可通过一定的算法与客流信息、　车厢载重信息相互融合、校正，得到更加准确的乘客　密度数据。　态信息，包括列车运行速度、列车故障状态、车厢承　重等重要数据，并储存在车载服务器中。上述数据可　以大大完善目前线网路况信息系统的一次测量数据，　但绝大部分城市的车载信息是在地铁停运、列车进入　车辆段车库后，运营人员从车载服务器中手动下载当　天的列车数据，只作离线的车辆状态分析与日常维护、　检修之用，并未完全利用起来。　２系统组成　实现地铁实时路况信息系统功能需要部署的软硬　件设备包括：１）车载监测子系统：由车载监测单元、　车辆传输总线、车载服务器及相关软件组成。２）车地　无线通信子系统，由车载无线通信主机、车载无线终　端、车站无线基站、车站地面服务器及相关软件组成。　３）车站综合监控系统：由车站综合监控服务器、前端　处理器及相关软件组成。４）地面通信传输骨十网络：　由各车站、控制中心的网络交换机、光纤链路及相关　附件组成。５）控制中心子系统：由中央级综合监控服　务器、中央级综合监控工作站、信息发布设备设施相　关软件组成。　实现此功能可分为３个步骤：数据采集：数据传　输；数据分析和发布。　数据采集是从多个子系统中采集多种类型数据的　１＿２无线通信ＬＴＥ　近年来，地铁的车地无线通信已逐渐采用第四代　移动通信技术——Ｌ１’Ｅ技术。其中ＬＴＥ—Ｍ是针对轨道　交通综合业务定制的专用通信系统，无线传输带宽最　高可达２０Ｍ。车地无线通信系统一般用于承载包括基　于无线通信的列车自动控制系统（ＣＢＴＣ）、乘客信息　系统（ＰＩＳ）、车载视频监控、车地语音通话等业务，　但鲜有承载地铁车载监测系统的案例。　１．３综合监控系统　综合监控系统（ＩＳＣＳ）接口众多，数据完备，是　一个多专业关联的大型监控系统［３】。随着数据处理和　存储技术水平的提高，综合监控系统集成互联范围的　深度和广度也将增强，为信息共享和数据融合提供了　良好的基础。综合监控系统本身互联了ＡＦＣ系统、信　号系统和通信的各子系统，并具有强大的上位人机界　面的组态和展示功能【４】。因此，在厦门ｌ号线设计时，　过程，车载监测子系统负责采集在线车辆的状态信息，　车站综合监控系统负责采集车站自动售检票系统的分　时段客流统计数据，视频监控系统监控画面并对视频　进行分析处理。　数据传输分为车地无线传输过程和地面有线传输　过程，车载子系统通过车地无线通信子系统，将数据　传输至地面服务器，与综合监控系统采集到的其他数　考虑充分发挥ＩＳＣＳ的优势，通过无线通信手段和系　统间的数据接口，实时采集车辆、ＡＦＣ、信号等子系　统的数据，实现路况信息系统的相关功能。换句话说，　１　Ｏ６　ＵＲＢＡＮ　ＲＡＰＩＤ　ＲＡＩＬ　ＴＲＡＮＳＩＴ　覆门地铁１号线路猛信患系统实麓案规　士｝｛，统一通过地面传输网络上传　控制中心综合监控　系统巾央级服务器。　【＿｝１央级服务器对上述数据进行整合和处理，在中　央　＿Ｉ：作站人机界面通过组态图形进行展现。其中列车　载重、速度和状态信息均为实时数据，可以直接表现　乍辆的满载率情况以及列车在区问的运行正常或阻塞　３具体实施方案　下面结合地铁实时路况信息系统结构与厦门ｌ号　线的实施做进一步说明。每列地铁车辆上设置车载监　测子系统，车载监测子系统中的车载监测单元指荇类　传感器、变送器，可以将测量到的车厢载重数据、列　车行驶速度数据、列车故障状态数据通过车辆传输总　线上传至位于车头的车载服务器。车地无线通信子系　统与车载监测子系统在车辆上建立以人网有线数　接　与　。另外，中央级服务器通过结合车站自动售检票　系统采集分Ⅱ寸段进山站客流数据以及车站站台视频监　控　面分析得到的站台的客流密度数据，可以反映目　前车站窄问内的拥挤程度。若列车载重超额或在区间　阻塞，牟站窄问拥挤程度大于本线设计标准或运营的　预发值，则将　人机界面上进行呵视化的展示。上述　结　町以向社会统一发布。地铁实时路况信息系统结　构ｆｕＪ图１所示。　口，车载服务器将实测数据与列车信息实时上传　车　载无线通信主机。车载无线通信主机通过车载无线终　端，利用ＬＴＥ无线通信技术，向车站无线　站发送尤　线信号，厦门ｌ号线ＬＴＥ专门为列车车载监测予系统　提供了１Ｍ的专用带宽　］。车站内各无线基站利ＪｌＩ】仃　线传输，将本站接收到的列车数据集中。－本站地　服　务器，最终实现在线车辆数据的地面化。　在地铁车站中，综合监控系统集成互联了众多机　电子系统，包括互联了车站自动售检票系统（ＡＦＣ）　和视频监控系统（ＣＣＴＶ）。综合监控系统的前端处理　器（ＦＥＰ）与自动售检票系统间采用通用标准的　Ｍｏｄｂｕｓ　ＴＣＰ／ＩＰ　Ｔ业协议通信，采集分时段客流统计　数据（如每５　ｍｉｎ客流量）。同时，综合｝Ｉ｛ｌ控系统采用　Ｈ．２６４或ＭＰＥＧ．２视频流协议采集车站及牟厢上的视　频监控画面。在本实施方案中，在综合监控系统的服　务器中增加了车站视频画面分析功能，通过分析得出　目前车站站厅、站台以及车辆的初始人流密度数据。　地铁各车站由综合监控系统设置刚络交换机，通　过光纤环网组成令线的地面通信传输骨十网络，所有　车站的综合监控系统服务器、无线通信子系统的地面　服务器通过此网络，将各类数据汇总ｆ控制中心予系　统中央服务器中。　综合监控系统中央服务器采集到所有车站的车　辆、客流、视频临控分析数据后，通过特定的算法，　得出每座车站、每个区间的路况状态，并通过形象　的组态界面展示出来，供运营调度人员直观地了解　情况，此外，还能通过微博、微信、电视、广播、　短信等通信手段，向社会公众发布，提高地铁运营　的服务水平和应急保障力度。如线网路况信息系统　可以实时准确得知某座车站的人流已达过饱和，或　者某个　间隧道发生车辆阻塞，便可以及时引导乘　客改乘其他线路或其他交通工具，避免造成更严重　ｌ　１　地铁实时路况信息系统结构　Ｆｉｇ．１　Ｍｅｔｒｏ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｒｏａｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　的事故。图２是厦门ｌ号线实时路况信息的人机界　面画面。　ＵＲＢＡＮ　ＲＡＰＩＤ　ＲＡＩＬ　ＴＲＡＮＳＩＴ　１　０７　都市快轨交通·第３１卷第４期２０１８年８月　黔　瓢　＿　ｌ　。斟　薅鬈　勘　麓矗馥　董ｊ薏　＝ｊ■■　２　头　“。　糸统人机　…。。ｌ】　Ｆｉｇ．２　Ｍｅｔｒｏ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｌ－ｏａｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ＨＭＩ　ＩＳｌ　针对精ｆｌ『ｆ】捩取车站及　辆卜乘客数量的问题，ｌ１　还存　－４￣技术路线，通过与移动运营商合作，捩　收Ｔ－ｔ；ＬＩ４Ｊ；＇　特定ｌ　域的化　Ｆｔ．￣ｋｉ‘息，此方窠可存术水　线路中进一￣－ｔ）ｉｔ粥实。　Ｌｌｒｂ｜１ｌ１　ｍｉｌ　ｔｒａｉｌｓｉ　Ｌ　ｌｉ　ｓ．２０１６：ｓｔａｔｉｓｌ　ＩＩ１ｄ　ａ㈨ｌｙｓｉｓｌ　＿Ｕｒｂａｎ　ｒａｐｉｄ　ｒａｉｌ　ｔｒａｎｓｉｔ　２０　ｌ　７　３０（Ｉ）：４－６　ｆ２１王也文－即作铿，等·地｛走线问路　兄　；息系纯：巾Ｉ　１６　２　０７９　２０门莉　．通ｌ　一一　／Ｅｌ、］Ｉ　线实时路况信息系统已　完成开发、测　试和现场吱施，目前　处Ｊ　综合联调利试运行阶段，　门１号线　ｊ　２０１７　氐丌通运背，笔抒也将继续　Ｈ　Ｖ　－此功能十Ｉ】火的实际运什情况。　。。工程综各监控系统集成工程用户需求书ｌＡ１嗄门，　０　『４】憩晓东城市轨道交ｉ通由动化系统与－Ｒ术『Ｍ１北　．电于工业出版社，２００８．　Ｉ１５１国电南瑞抖技股份有限公司．心门地强Ｉ号线一／Ｉｌｌ￣＿　Ｓ公ＩＳＣ，４结语　我　城　轨道交通发　剑现阶段，　．力‘　已经从　ｋＪｃ｛’　／￣；ｆ　丈÷盘ｌＧ１　。．　白京：囤、乜　七幸｝技目２纷有ｊ　－司！Ｌ）ｌｎ．［６Ｊ厦门轨ｉ　交通集闭有限公司·厦Ｉ‘。１市轨越交通Ｉ号线　纯的彻通、保安蜘　需求，砂　和发删　视乘客乘乍仆验和面阳乘　服务的层　：　一力‘而，　大数　Ｉｔｊ，　代背景ｌ－，地铁　：、　也在力『】强埘数据的充分　利用＿１（）＿，且ｌ然综合　拎系统　经仔　］　地铁行业Ｉ　余　｝　，但依揣ｊ）Ｉｊ仃的数据所能创造出的“ｂ！ｄ￣７；ｆ”还何许多　主篙轰　囊　罂筹　言　，１　５　．ＩＳＣＳ与车辆车栽系统洼口文件ｆＧ１．　匀　暑：国电南瑞　技股份１９－＆司，２０１６．　【８］地铁设计规范：ＧＢ　５０１　５７～２０１３ＩＳ］．北京：巾国址扼　业出版社　０　·　ｈｏ　ｄ　ｅ　ｆｌ￣　ｒ　ｄ　ｅ　ｓ。’　尚未发掘。＿小次Ｊ　Ｊ　１　线　现　时的踏　信息系统　：ｍ【ＬＩ　ｅｌｌ＇Ｏ：　Ｇ　Ｂ７　５０　１　ｑ＇。。　　Ｉ…　Ⅲｆ）ｒ．Ｊ）Ｊｌｉａｒ，也只址将地铁弱电系统‘１　很小的　ｊ分既有数　【９］厦门轨道交通集Ｉ习有限公司　厦门市轨ｊ童交通１号线　ｎ勺价值利川起来，足一次枞檄的尝试，希　起到抛砖＿ｒｊｌ　的作川，使数据能史好地为运营所ＨＪ，服务大众。　参考文献　　ＩＩ　ｉ　．｝＿】宁　挺化　，　力霞　等．　（）１６年、　固城市轨道交通运　２士　．　１　１５　｝ｆ｝【ｌｌ　喜『：　订，　寺；甬１ｎｌ　７　１，¨一】　期工枉专用４ｑ２－系统用户一　求书【（￣Ｉｌ投门．２０１　５．　【１０１王迮文，唐敏．新一代城市轨道交通综合监控系统的　展越势［Ｊ］．城市轨道之通研究　２０Ｉ４．１　７｛６）：－”．Ｄ一２６　ＷＡＮＧ１ｉａＩ１ｗｅｎ，ＴＡＮ（ｉ　Ｍｉｎ．Ｏｎ　ｔ｝１ｃ　ｄｅ＼ｅｌｏＤｎ１ｅｌ１ｔ　．　Ｊ。ｆ“。ｗ　ｇ。　。　ｉ　ｍ　’’。　ｍ　ｌｓｃｓ［Ｊ　Ｊ·ｕ　““。　。　。　“　２【ｌＩ４，Ｉ　７（６）：２３—２６