铁路旅客信息系统的发展及应用研究

张娟丽，赵守国，吕晓军，康增健

（1.北京交通大学计算机与信息技术学院，北京100044；2.中国铁道科学研究院电子计算技术研究所，北京100081）

1 旅客信息系统的发展现状

1.1 国外铁路旅客信息系统的发展现状

从20世纪90年代起，随着信息技术的迅猛发展，日本、法国、意大利以及英国等国家都采用先进的计算机和网络技术开发人性化的铁路旅客信息系统，各国铁路运输企业建立了完全由计算机管理的旅客信息系统，实现了列车的到发、中转、停靠站台、售票和列车运行信息以及旅客休闲娱乐信息等的自动发布和交互式查询。旅客信息系统由传统的只提供单向静态客运服务信息的方式，发展为动静结合、实时发布、异地连网、交互查询的旅客信息系统。

1.2 我国铁路旅客信息系统的发展现状

我国在铁路系统已成功启动了一批大型信息系统，如全路客票发售与预定系统、铁路运输调度指挥系统、运输管理信息系统等。各铁路局、客运站也根据本单位的实际情况，开发了不同层面的业务管理信息系统。这些系统的开发使用不仅满足了本单位的需求，也为旅客信息系统的建设做了前期准备。

目前，我国旅客信息系统的开发与应用取得了一些成果。

2 车站信息管理系统的设计实例

构建统一的集成管理平台，将各个子系统集成到管理平台上，对车站的信息管理系统进行集中的控制，实现系统间信息的共享。这样，就可以

铁路旅客信息系统是车站客运服务的窗口，是车站信息化建设的关键。为了加快车站的信息化建设，进一步提高车站的服务质量，研究旅客信息系统具有重要的意义。解决很多旅客信息系统存在的问题。在该设计当中，包括8个子系统：到发管理子系统、广播管理子系统、导向管理子系统、智能监控子系统、信息管理子系统、设备管理子系统、系统管理子系统和综合指挥子系统。

2.1 导向管理信息介绍

导向管理子系统，也可称为旅客信息系统PIS（Passenger Information System），是车站信息管理系统中一个重要的组成部分。依托多媒体技术，视频编码，传输技术和网络技术等，以计算机系统为核心，以车站和车载显示终端为媒介，向旅客提供各种乘车、广告和天气预报等信息的服务系统。下面详细介绍其功能和具体的设计。

2.2 导向信息管理系统的功能

（1） 列车服务信息显示功能。控制中心实时接收到发管理系统的服务信息，提供列车到站时间、运行方向、列车变更等信息。

（2） 实时信息显示功能。包括新闻、天气、通告等。

（3） 定时自动播出功能。系统可以根据事先编辑设定好的播出列表自动进行资讯的播出，无需人为操作。

（4） 时钟显示功能。读取时钟系统的时钟基准，同步整个车站旅客导向系统所有设备的时钟，确保终端显示屏时钟的准确性。

（5） 城市形象宣传功能。可引入一个多媒体形象的展示平台，通过形象视频、图片、文字的播出，为城市带来更多的形象宣传。

（6） 紧急疏散功能。

3 导向信息管理系统的设计

3.1 系统架构

系统主要有应用服务器、数据服务器、视频服务器、DVB-IP、视音频切换矩阵、LED同步控制器、LED异步控制器、PDP控制器、LED显示屏和到发通告终端等设备组成。系统架构如图1。

3.2 系统的功能模块与部分数据流程

系统包括业务信息显示模块、专题信息显示模块、人工导向信息显示模块、到发通告模块、票务信息显示模块、操作日志和在线帮助，系统的功能结构如图2。

图1 导向信息管理系统的架构

图2 导向信息管理系统的功能结构

详述各个模块的作用，给出业务信息显示模块和专题信息显示模块的数据流程图。

3.2.1 业务信息显示模块

维护所有的车次信息，对车次信息进行及时、准确的处理。在该模块中，接收综合信息管理平台到发管理系统下发的信息。到发管理系统接收铁路计算机网络发送的信息，处理后下发至导向信息管理系统。导向信息管理系统接收信息后，给到发管理系统一个接收成功的反馈信息。然后对接收到的信息进行分类处理，生成导向计划信息。

能够显示车次的动态信息，引导旅客完成进站、候车、检票、站台上车和出站等过程，完成进站信息、候车区域信息、检票信息、站台信息和出站信息等数据的发布。业务信息显示模块的数据流程如图3。

3.2.2 专题信息显示模块

图3 导向信息管理系统业务信息显示模块的数据流程图

专题信息主要向旅客提供综合资讯，火车站发布的通告等信息。比如，天气预报信息、节日祝贺信息、车站发布的文件公告信息、图片的显示和视频的播放等。根据具体的专题类型，生成相应的专题计划。

专题信息中，需要素材文件（包括图片和视频）。为了防止非法的图片和视频信息在显示屏上显示，需要有素材文件的录入和审核，通过审核的素材文件保存在素材服务器中。专题信息显示模块的数据流程如图4。

图4 导向信息管理系统专题信息显示模块的数据流程图

3.2.3 人工导向信息显示模块

人工导向信息分为两类：

（1）跟列车业务有关的信息。主要是在列车发生大面积晚点，到发管理系统来不及下发相应的信息，此时需要使用人工导向的方式来及时处理信息。

（2）发生紧急情况时的信息显示。预先设定多种紧急灾难告警模式，如火警、恐怖袭击等。当灾难发生时，由人工触发，进入紧急灾难告警模式，此时，相应的终端显示屏播放旅客警告信息及人流疏导信息。当发生非预期的灾难时，通过中心操作员工作站或车站操作员工作，即时编辑各种警告信息，并发布至指定的终端显示屏，播放旅客警告信息及人流疏导信息。人工导向信息在所有显示的信息中优先级最高。

3.2.4 到发通告模块

为工作人员显示列车到发信息。

3.2.5 票务信息显示模块

车站内票务信息和售票窗口属性等信息的显示和控制。信息来源是铁路计算机网络中的票务系统。能够完成实时票务信息的发布和车次相关信息的显示。至少可以显示3天的车次和余票信息。设备通过内部相关系统取票务信息，以表格、滚动、页面翻转等形式对车次、列车类型、途经站、开点、到点、硬座、软座、硬卧和软卧等级等信息进行编排、整理和显示，使用不同的显示颜色来区分票务的类型和情况。

3.2.6 版式编辑模块

显示信息版式的编辑。不同的信息在显示屏上显示的模式是不同的，这就需要结合实际情况，进行显示信息版式的编辑。建立可以维护的版式库，设置不同的版式，存入版式库中。使用的时候，可以直接调用，也可以修改和预览。

3.2.7 系统显示控制

对显示字形和显示方式的控制，字形包括中文和车站需要的其它语言，显示方式有滚动显示、交替显示等。同时，系统通过接收时钟系统的信号，编辑时间信息在终端设备上显示。

3.2.8 在线帮助

在系统的升级维护上起着重要的作用。

3.2.9 操作日志

负责对系统的操作、维护和维修等日志进行查询和管理。

3.3 系统的数据库设计

数据库是整个导向信息管理系统的信息仓库，负责存储、组织和管理整个系统的数据信息，其设计是否合理，直接关系到用户使用的灵活性和有效性。数据库的设计分为6个阶段：需求分析，概念结构设计，逻辑结构设计，物理结构设计，数据库实施，数据库运行和维护。需求分析是数据库设计的第1步，也是整个数据库设计的关键。

设计当中，将系统的数据分为静态数据和动态数据。静态数据大部分是一些基础数据，包括列车时刻表、车次信息、车站候车室和检票口的逻辑区域对应信息等；动态数据是和列车的运行状况相关的数据，包括动态的客运计划，列车到发信息等。具体的设计过程不再详述，给出部分数据基于E-R图的关系模式（加下划线的是主键）：

调度命令（记录ID，来源时间，涉及车次，命令内容，发布方，接收方，执行状态）。导向计划（车次编号，计划日期,车次内码，记录ID，始发站名称，终到站名称，列车业务，列车编组数，编组进站方向，图定到点，图定发点，实际到点，实际开点，实际股道编号，开检时间，停检时间，基准时间，检票口编号，候车室编号，出站口编号，计划状态，运行状态，修改状态，到晚点状态，到晚点原因）。业务模板（列车业务，作业内容，相对时间，触发信号，时间基准，作业区域，优先级，导向屏幕，上屏时间，下屏时间）

3.4 显示设备

在该系统中，用到的显示设备有两类：LED显示屏和PDP /LCD显示屏。

LED显示屏：采用LED发光二极管进行信息显示的产品。

PDP/LCD显示屏：LCD屏是液晶显示屏，分为文字屏和视频屏。LCD文字屏类似于LED的图文屏，PDP屏是等离子显示屏，属于视频屏。

旅客导向信息信息系统主要使用各类LED显示屏，PDP/LCD显示屏起辅助的信息显示作用。进站口显示屏、出站口显示屏、候车室显示屏、售票大厅屏等因其显示的内容较多，一般是采用具有较大显示面积的图文屏或视频屏，其它的多使用条屏。

4 系统实现及关键技术

4.1 开发环境

（1）开发平台。组态软件iFIX4.5，Proficy HMI/SCADA - iFIX是GE FANUC公司开发的大型工控组态软件，运行于Windows 2000、NT、XP平台，使用C/S（客户/服务器）体系结构，具有强大的画面设计功能；较强的通用性和开放性，可靠性高，功能强大。

（2）数据库。使用SQL Server作为开发用的后台数据库。使用数据访问控件ADO（Active Data Object对象模型）操作数据库。

（3）Visual Studio辅助开发。在Visual Studio创建可执行的exe文件，在画面中直接调用。

4.2 关键技术

（1）使用ADO访问数据库是建立在OLE DB之上的高层数据库访问技术。ADO具有易于使用、速度快以及占用内存低等优点，可以独立创建，只需创建一个Connection（连接）对象，供多个独立的（Recordset记录集）对象来使用它。ADO访问数据的结构如图5。

图5 ADO访问数据的结构

（2） 该设计应用的车站中，其显示系统是陆续进行建设的，一个车站多套显示系统同时工作，这些系统来自不同的设备厂商，存在产品标准不统一、数据采集各成体系、信息源彼此孤立等问题，日常维护的难度加大。本设计为显示系统提供了统一的数据源，可以保证信息及时、准确的显示。

（3） 制定开放的接口协议和规范，采用TCP/IP协议进行数据传输。

5 结束语

本文就车站导向信息管理系统进行了深入的研究，借鉴目前PIS服务领域先进的经验和概念，根据车站实际的业务流程和运行模式，兼顾导向信息管理的可行性与实用性，给出了系统设计的构架、功能模块、数据库的设计以及相关的技术实现，具有实际的应用价值，希望能够有更广泛的应用。同时，该设计有待于进一步的优化和增加更多的功能，以便更好的应用。

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