城市轨道交通PIS 动态定制媒体服务方案研究

田 源，汪晓臣，孙同庆

（1. 中国铁道科学研究院集团有限公司 电子计算技术研究所，北京 100081；2. 轨道交通系统测试国家工程实验室，北京 100081）

截至2020 年3 月，国内共有12 个城市开通全自动运行（FAO，Fully Automatic Operation）轨道交通，其中采用无人值守下列车自动运行等级（GOA4）线路的城市有北京、上海和广州[1]，轨道交通全自动运行技术及相关场景应用正迎来新的发展机遇。

乘客信息系统（PIS， Passenger Information System）是面向乘客的信息发布与服务系统。随着人工智能、大数据、云计算等新技术在城市轨道交通中的应用与发展，以《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》为指引，围绕创建智慧乘客服务体系，提高乘客服务的便捷化、舒适化、智能化成为PIS 系统的发展方向[2]。

传统PIS 提供较为简单的乘客出行服务信息和媒体资讯，与线路运营场景的联动较为有限，且媒体内容和形式相对单一，播放广告及其它媒体资讯对乘客缺乏吸引力。PIS 作为城市轨道交通运营系统面向乘客的窗口之一，应充分发挥其平台优势，通过对列车运行场景、乘客行为等的自动感知，为乘客提供灵活多样、针对性更强的媒体服务。

文献[3]和文献[4]对城市轨道交通FAO 线路中多种系统联动场景进行梳理和分析，探讨多系统实现信息深度融合的机制。文献[5]和文献[6]对车辆火灾场景中PIS 联动机制进行详细设计，通过画面通报和警情提示，为保障乘客安全提供信息支持。文献[7]和文献[8]对传统PIS 媒体编播应用技术方案进行研究，但仍以按计划编播的媒体服务为主，缺乏灵活多样的媒体服务。

本文以城市轨道交通FAO 线路中与PIS 相关的列车运行场景为主线，基于传统PIS 架构，提出一套可与场景联动的动态定制媒体服务技术方案，以期提供更贴近乘客需求的媒体服务。

1 FAO 线路中与PIS 相关的典型场景

城市轨道交通FAO 系统是实现列车运行全过程自动化的新一代轨道交通控制系统[3]。相对于传统有人驾驶线路，FAO 线路的运行高度自动化、安全化，系统管理高度集中化[4]。

在FAO 线路中，与PIS 相关的典型场景如下。

（1）开站运营联动：按照运营计划，行车综合自动化系统（TIAS）向线路控制中心（OCC）的PIS 发送开站运营指令，OCC-PIS 向车站PIS 发送车站级设备唤醒指令，实现车站播控器、LCD 显示屏、查询机等设备的自动启动运行。

（2）列车跳停：在大站快车、通勤车、轧道车运行过程中，列车通过部分站台时不停车；TIAS 向PIS 发送的行车信息中包含列车跳停信息，PIS 处理跳停信息，在指定站台LCD 显示屏上显示，告知候车乘客列车不在此站台停靠；同时，车载PIS 的LCD 显示屏提前通告车厢乘客，本次列车不停车直接通过前方车站。

（3）列车清客：结束一天运营后，或发生故障时，列车不再担当载客任务，从正线直接返回车辆段；TIAS 将清客信息通过ATS 业务数据发送至PIS，列车回库前停靠站台，PIS 的站台LCD 显示屏显示列车清客信息，提示候车乘客本次列车结束运营工作，避免乘客误乘列车；车载PIS 的LCD 显示屏显示本次列车即将结束运营，提示车上乘客带好随身物品下车。

（4）车站火灾联动：车站发生火灾时，FAS 将火灾报警信息传送至TIAS，TIAS 再向PIS 发送火灾触发报警信息；车站PIS 控制各区域LCD 显示屏显示紧急信息，向乘客通告车站发生的紧急情况，疏导乘客安全有序撤离；同时，停靠在火灾车站的列车立即驶离，正线列车不再停靠，直接通过本站，上下行相邻车站自动扣车。

（5）列车火灾联动：若列车在停站期间发生火灾，打开列车车门疏散乘客；若列车在区间发生火灾，列车运行至下一站停靠后，打开车门疏散乘客；车辆调度确认列车火灾后，向车载控制器（VOBC）发送火灾确认，通过TCMS 触发车载PIS 播报乘客提示信息。

2 PIS 动态定制媒体服务方案

2.1 整体方案

对于复杂多样的FAO 场景，传统PIS 只能通过单一、固定的信息和界面为乘客提供服务。在城市轨道交通智能化、乘客服务个性化的趋势下，结合PIS 媒体服务业务，亟需利用信息融合技术，提升PIS 服务品质和智能化水平。

结合传统PIS 的媒体编辑、发布、调度、播放等业务流程，考虑FAO 场景联动及列车行车区间感知，提出一套PIS 动态定制媒体服务方案，如图1 所示。

图1 FAO 场景中PIS 动态定制媒体服务方案

对线路控制中心PIS 的媒体与编播功能进行扩展，在常规播放列表（简称：播表）功能的基础上，提供场景播放列表定制和区间播放列表编排与发布功能。

（1）常规播放列表：常规PIS 播放业务包括直播流和媒体文件播放；直播流以URL 形式提供，一般采用组播方式向线路统一提供媒体源；车载PIS 的播控器识别播放列表后，从OCC-PIS 下载对应的媒体对象，在本地统一调度播放。

（2）场景标签嵌入：根据不同场景，以动画或宣传短片的形式，制作对应场景的播放媒体，将其上传至PIS 媒体库，并利用标签区分媒体场景；在传统播放列表中添加场景标签及对应的媒体信息，实现在特定场景下自动触发对应播放媒体，为乘客提供针对性的行为引导指南；场景标签包括跳停（skip_media）、清客（outofservice_media）、火灾（emergency_media）等。

（3）行车区间标签嵌入：列车在行进过程中，通过ATS 信息可感知当前开行方向及区间位置，规定行车区间标签的标准格式，如Up_Stn1_Stn10 表示上行方向车站ID 为1 至10 的区间；在媒体编辑与发布平台增加行车区间标签，以识别和调度媒体文件；车载PIS 播控器扫描播表中含有行车区间标签的媒体文件并进行排序，结合当前感知的行车位置，调度播放区间段内或行车方向上需要播放的媒体文件。

2.2 由FAO 场景自动触发的PIS 媒体服务

按照FAO 场景中乘客指引与服务需求，制作媒体素材，设置车站或车载PIS 的场景感知触发条件，实现媒体素材自动调度，为乘客提供灵活、适用的媒体服务。部分服务形式及内容，如表1 所示。

表1 FAO 场景中的媒体服务

2.3 与行车区间关联的PIS 媒体服务

列车行车区间与乘客群体特征存在紧密关联，通过行车区间感知，设计面向乘客的定制媒体服务，有助于发掘城市轨道交通在文化宣传、商业推广方面的价值。

以城市机场地铁线路为例，当列车驶向机场方向时，媒体服务以提供航班信息、机场安检、出入境注意事项等公共服务信息为主；当列车向市区方向行驶时，媒体服务则以提供城市宣传、景点介绍、商家推广等商业性信息为主。

线路编播中心提供线路商圈、旅游景点、交通枢纽等地理位置信息的车站标签管理；可结合线网客流分析，学习和提取沿线车站上的乘客画像，向编播管理员提供区间媒体素材推荐，针对乘客群体定制更受欢迎的媒体服务内容。

3 关键技术

3.1 智能媒体调度技术

传统媒体调度技术以媒体文件或媒体流为调度对象，编播中心对媒体序列和播放时长进行编排，生成并下发播表；车站和车载播控器依据播表，在指定时段内播放媒体。智能媒体调度技术通过自动感知列车运行场景、区间、交路和行车方向，提供定制化媒体服务，如图2 所示。

图2 智能媒体调度方案构成示意

播控器解析包含场景和行车区间标签的媒体播表，并根据由TIAS 或TCMS 提供的列车行车状态和场景，自动触发媒体播放。媒体调度优先级顺序见表2，场景感知的触发优先级最高，其次是行车区间感知的触发；高优先级的媒体类型将覆盖低优先级媒体类型，同一优先级的媒体类型采用“后来先服务”的同级覆盖原则。

表2 媒体调度优先级设置

媒体播放列表由线路编播中心统一制作并发布。车站播控器和车载PIS 播控器接收并解析播放列表，生成初始播放队列；通过多线程实现常规媒体调度、行车区间感知和场景触发的并行处理。

图3 以行车场景中上行方向为例，描述智能媒体调度过程：

图3 智能媒体调度过程

（1）当列车运行在车站1 至车站10 的区间内，根据区间感知信息和优先级规则，常规调度线程被挂起，暂停常规媒体media_1 或media_2 的播放，优先播放media_4 媒体文件；当列车驶离车站10 后，恢复常规调度线程及常规媒体的播放；

（2）当列车即将到达车站15 时，FAO 跳停场景被自动触发，场景触发线程向主线程推送调度结果media_3，常规调度线程被挂起，暂停当前常规媒体的播放，优先播出media_3；列车车厢LCD 显示屏以动态画面告知车厢内乘客前方车站不停靠；同时，车站15 上行站台的PIS 播控器调度播放media_3，告知候车乘客该次列车通过不停车。

3.2 媒体对象的行车区间标签

城市轨道交通的车站各具特色。媒体编辑与发布平台提供商圈、学校、景点、交通枢纽等数据字典，可以此为基础生成推荐的初始化行车区间组合。同时，为编播中心操作员提供媒体对象行车区间标签模板，支持媒体播放列表的便捷制作。

媒体对象行车区间标签的定义如图4 所示。线路区间分为上行和下行，编播系统支持按起止车站ID 自定义线路区间，不同线路区间不可重叠设置；按线路区间标签定义规则，系统自动生成媒体对象行车区间标签。播放列表中的媒体对象支持独立标签标记，单个媒体对象最多可设置2 个行车区间标签。用户可按行车区间标签浏览媒体对象，也可在播放列表中查看媒体对象的行车区间标签属性。

图4 媒体对象行车区间标签的定义

4 结束语

在传统PIS 媒体服务的基础上，结合FAO 场景联动和行车区间感知，提供更为丰富、灵活、适用的乘客服务信息，采用播放列表媒体对象标签和基于标签的智能媒体调度方法，实现可动态定制的媒体服务。

随着城市轨道交通的智能化发展，人工智能、大数据、物联网等技术与业务的融合不断深入，可利用更多相关信息为乘客提供便捷、体贴的媒体服务；还可通过采集乘客行为，依据乘客喜好来优化媒体服务；此外，可为其它系统提供乘客相关的共享数据服务，为智慧城轨多专业发展提供支持。