吳偉浩

（福州地鐵集團(tuán)有限公司，福建 福州 350000）

1 線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)的建設(shè)背景

截至2022年底，A市城軌交通共有4條運營線路，運營里程約110千米，日均客運量約36萬人次，單日最高客運量達(dá)67萬人次，城軌交通客運量占公共交通客運總量分擔(dān)比率超過25%，越來越多的人選擇地鐵、市域快軌等城軌交通作為自己日常出行首選的交通方式。

城軌交通是實現(xiàn)市內(nèi)快速通達(dá)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是促進(jìn)城市一體化協(xié)同發(fā)展的重要舉措，符合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和建設(shè)資源節(jié)約型社會的戰(zhàn)略部署。對構(gòu)建現(xiàn)代化城市半小時通勤圈，緩解交通出行壓力，改善城市的空間布局，支撐A市都市圈的建設(shè)具有十分重要的意義。

乘客信息系統(tǒng)（以下簡稱為“PIS系統(tǒng)”）是結(jié)合通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)構(gòu)建出的一套系統(tǒng)，軌道交通運營人員通過這套系統(tǒng)發(fā)布信息，為乘客提供綜合信息服務(wù)。通過設(shè)置在車站站廳、站臺、換乘通道及列車上的PIS系統(tǒng)顯示屏，乘客可以了解到列車的首末班時間、行車間隔、下列車的到站時間、車廂擁擠度、乘車注意事項等跟軌道交通運營相關(guān)的信息，也可以獲取新聞、氣象、周邊環(huán)境、廣告等公共信息。但是，隨著一個城市的地鐵運營線路的逐漸增多，仍然采用每條線路自建的PIS系統(tǒng)只提供本線路的乘客信息服務(wù)，會產(chǎn)生資源浪費、運營成本提高、系統(tǒng)接口復(fù)雜等諸多問題。

線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)可以從線網(wǎng)層面對接外部系統(tǒng)，獲取多元化的信息，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化的編播處理后，按照統(tǒng)一的版式下發(fā)給各線路PIS系統(tǒng)，促使流程的規(guī)范化、專業(yè)化，節(jié)省工程投資，節(jié)約資源，提高運營效率。因此，結(jié)合城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃，按需構(gòu)建線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)是必要的。

2 線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)建設(shè)的思路

根據(jù)T/CAMET 11006—2020城市軌道交通線網(wǎng)運營指揮中心系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范相關(guān)內(nèi)容，線網(wǎng)運營指揮中心系統(tǒng)（以下簡稱為“NOCCS”）應(yīng)設(shè)置線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)，以實現(xiàn)信息的發(fā)布及所轄線路PIS系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視功能，A市線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)先于NOCCS建設(shè)，與NOCCS為互聯(lián)關(guān)系，線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)建成后可將A市內(nèi)所有線路PIS系統(tǒng)整合成為一個整體，實現(xiàn)線網(wǎng)一體化運營管理[1]。

2.1 線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)應(yīng)具備的功能

（1）具有全線網(wǎng)PIS播表及版式的編輯、存儲、預(yù)覽、審核及下發(fā)功能。

（2）媒體素材具備統(tǒng)一輸入、存儲、轉(zhuǎn)換、制作、編輯、預(yù)覽、審核及發(fā)布功能。

（3）能夠?qū)θ€網(wǎng)的車站播放控制器播出畫面進(jìn)行實時監(jiān)控。

（4）能夠?qū)崿F(xiàn)車站、車載顯示屏多元化的視頻播放需求。

2.2 軟件系統(tǒng)體系架構(gòu)的選擇

C/S架構(gòu)和B/S架構(gòu)是兩種常用的軟件系統(tǒng)體系架構(gòu)。C/S架構(gòu)即客戶端/服務(wù)器模式，在這種架構(gòu)下客戶端與服務(wù)器直接進(jìn)行信息交互，客戶端和服務(wù)器端共同處理業(yè)務(wù)以實現(xiàn)系統(tǒng)功能；B/S架構(gòu)即瀏覽器/服務(wù)器模式，其常用架構(gòu)為瀏覽器-Web服務(wù)器-數(shù)據(jù)服務(wù)器，該模式統(tǒng)一了客戶端，將系統(tǒng)功能實現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)和使用[2]?？紤]到B/S在系統(tǒng)易用性及易維護(hù)性方面的優(yōu)勢及廣州、北京、成都等城市建設(shè)線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)均采用B/S架構(gòu)的情況，A市線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)擬采用B/S架構(gòu)。

2.3 緊急信息的發(fā)布

緊急信息根據(jù)類型及緊急程度可以分成三類，具體類別、分類依據(jù)及示例如表1所示。

表1 緊急信息的類別、分類依據(jù)及示例

根據(jù)A市軌道交通線網(wǎng)的整體規(guī)劃，NOCCS負(fù)責(zé)外部信息及地鐵各線路級信息的交互，線網(wǎng)PIS從NOCCS獲取以上三類緊急信息。

線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)通過與各線路PIS系統(tǒng)接口協(xié)議的對接，可管控全線各顯示終端，在正常模式下，運營人員通過字符疊加控制器，將臺風(fēng)預(yù)警、高溫預(yù)警等第一類信息疊加至直播視頻上并通過線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)下發(fā)至各線路PIS系統(tǒng)終端；在應(yīng)急模式下需要發(fā)布第二、三類信息時，運營人員可在工作站上實時編輯緊急信息或套用緊急預(yù)案模板，在全線網(wǎng)或部分線路的PIS系統(tǒng)顯示終端上全屏顯示。

2.4 安全保護(hù)的等級

線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)屬于線網(wǎng)級的系統(tǒng)，按照具備遠(yuǎn)期20條地鐵線路的接入能力考慮，規(guī)模較大，如果被非法入侵，會產(chǎn)生較大范圍的社會不良影響，參照GB∕T 22240—2020信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)定級指南定級要素與安全保護(hù)等級關(guān)系的內(nèi)容，初步確定線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)安全保護(hù)等級為第三級[2]。

2.5 線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)的接口

在系統(tǒng)接口方面，除了與各線路PIS系統(tǒng)相連的接口，線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)還設(shè)計了與時鐘系統(tǒng)、NOCCS、有線電視信號相連的接口。線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)的接口類型、接口協(xié)議、接口位置、接口功能如表2所示。

表2 線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)接口類型、接口協(xié)議、接口位置、接口功能

3 線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)的構(gòu)建

A市構(gòu)建的線網(wǎng)級線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)主要由媒體采集編輯子系統(tǒng)、播控子系統(tǒng)、中心管理子系統(tǒng)、信息等保子系統(tǒng)等構(gòu)成，具體的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

3.1 媒體采集編輯子系統(tǒng)

媒體采集編輯子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)采、編、存外部媒體信息。A市線網(wǎng)PIS編播的外部媒體信息主要有三類：第一類為省臺的有線電視信號，經(jīng)過解碼、幀同步、編轉(zhuǎn)碼后接入線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)；第二類為宣傳視頻及廣告，通過加載在非編工作站上的非線性編播系統(tǒng)編輯處理后接入線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)，作為播放列表的主要素材來源；第三類為天氣、臺風(fēng)、高溫預(yù)警等需要編輯處理的特殊信息。

3.2 播控子系統(tǒng)

播控子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)視頻上墻及將視頻下發(fā)給各條線的PIS系統(tǒng)。線網(wǎng)PIS編播播控室配由LCD顯示屏構(gòu)成的監(jiān)控墻，通過播出控制工作站、播出畫面監(jiān)視服務(wù)器、預(yù)覽控制器、OPS光接口卡等構(gòu)成了線網(wǎng)PIS編播播出畫面監(jiān)控部分，可對播放列表進(jìn)行編輯、入庫、審核、管理，可實現(xiàn)有線電視及下發(fā)各線路視頻的播出效果的實時監(jiān)看預(yù)覽，也可實現(xiàn)已下發(fā)線路視頻的回傳上墻監(jiān)看，確保播出情況達(dá)到預(yù)期效果。

為滿足多元化的視頻播放及播放安全的需求，在視頻處理下發(fā)環(huán)節(jié)，A市線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)采用兩線冗余方案，即線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)為每條地鐵線路都配備一套視頻流服務(wù)器和視頻編、轉(zhuǎn)碼器，每兩條線作為一個組合，每套設(shè)備均具備兩條線路PIS系統(tǒng)的處理能力及接入端口（互為熱備冗余）。正常情況下，線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)通過給各條線路配備的那套設(shè)備處理及下發(fā)視頻信號；在災(zāi)備情況下，例如當(dāng)組合中的某臺設(shè)備發(fā)生故障無法處理本線路視頻信號時，線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)可切換組合中的另一套設(shè)備，用其他線路的視頻信號替代故障線路的視頻信號進(jìn)行下發(fā)，避免播出事故。

3.3 中心管理子系統(tǒng)

線網(wǎng)PIS編播中心管理子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)視頻的接入、存儲、調(diào)度、分發(fā)等，主要由核心交換機(jī)、中心管理服務(wù)器、磁盤矩陣、接口服務(wù)器、Web服務(wù)器、系統(tǒng)管理工作站等構(gòu)成，本子系統(tǒng)的交換機(jī)、服務(wù)器均采用熱備冗余配置。

（1）核心交換機(jī)主要負(fù)責(zé)線網(wǎng)PIS編播各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換。

（2）中心管理服器通過磁盤矩陣和數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)化配置信息、播表信息、各種多媒體素材進(jìn)行存儲、處理、管理。

（3）接口服務(wù)器負(fù)責(zé)實現(xiàn)時鐘、NOCC等外部系統(tǒng)信息的交互。

（4）Web服務(wù)器負(fù)責(zé)處理客戶端的請求，與中心管理服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并把結(jié)果反饋給客戶端。

3.4 信息等保子系統(tǒng)

信息等保子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)的用戶信息安全，防范系統(tǒng)被攻擊及入侵，主要由入侵防御系統(tǒng)、日志審計系統(tǒng)、終端安全管理系統(tǒng)、APT預(yù)警平臺、數(shù)據(jù)庫審計系統(tǒng)、運維審計系統(tǒng)、防火墻等組成[3]。除終端安全管理系統(tǒng)部署在線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)的服務(wù)器及工作站外，其余系統(tǒng)均包含獨立的軟件及硬件設(shè)備。通過配置，可使系統(tǒng)具備以下功能。

（1）入侵防范功能，可在關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處檢測、防止或限制從內(nèi)部及外部發(fā)起的網(wǎng)絡(luò)攻擊。

（2）安全審計功能，在網(wǎng)絡(luò)邊界、重要網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進(jìn)行安全審計，審計覆蓋到每個用戶，對重要的用戶行為和重要安全事件進(jìn)行審計并記錄關(guān)鍵事件的日期和時間、用戶、事件類型、事件是否成功及其他與審計相關(guān)的信息。

（3）身份鑒別功能，對登錄的用戶進(jìn)行身份標(biāo)識和鑒別，身份標(biāo)識具有唯一性，身份鑒別信息具有復(fù)雜度要求并要求定期更換。

（4）惡意代碼防范功能，實現(xiàn)系統(tǒng)運行過程中重要程序或文件完整性檢測，并在檢測到破壞后進(jìn)行恢復(fù)[4]。

（5）訪問控制功能，對登錄的用戶分配賬戶和權(quán)限。

（6）數(shù)據(jù)安全功能，確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)完整性和保密性。

4 后續(xù)工作的探討

A市線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)的建設(shè)正在摸索過程中，如何才能充分發(fā)揮線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)的作用，更好地為乘客服務(wù)，是值得我們考慮的問題。

4.1 超高清視頻的引入

近幾年，電視直播技術(shù)及終端產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，高清視頻、超高清視頻逐漸普及，據(jù)了解，目前廣州、深圳等地部分新建線路已實現(xiàn)了超高清（4K）直播與顯示，通過更大尺寸的屏幕，更清晰的畫面給乘客更好的視覺體驗。在A市線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)的建設(shè)過程中，音、視頻的制作、預(yù)覽、回看等均已按照4K的處理能力進(jìn)行配置，后期配置支持4K的視頻流服務(wù)器和視頻編、轉(zhuǎn)碼器即可實現(xiàn)超高清視頻的下發(fā)。但要想在各終端屏幕上呈現(xiàn)4K畫質(zhì)，還需將多媒體素材、傳輸帶寬、各線路PIS設(shè)備承載能力等因素考慮在內(nèi)。因此何時實施，宜結(jié)合運營及傳媒單位的實際需求、投資估算，平衡利弊后再確定具體實施方案。

4.2 智慧乘客服務(wù)體系的實現(xiàn)

軌交協(xié)在《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》（以下簡稱《綱要》）中提出“1-8-1-1”智慧城軌藍(lán)圖，其中的“8”指的是八大體系，而智慧乘客服務(wù)體系是八大體系的重要組成部分之一[5]。A市地鐵已在部分新建線路進(jìn)行試點，通過與車輛系統(tǒng)間的接口對接，車站PIS屏可獲得了各節(jié)車廂的強(qiáng)弱冷信息及擁擠度信息并通過圖表進(jìn)行展示，方便乘客根據(jù)需求選擇不同的車廂乘坐地鐵。根據(jù)《綱要》建設(shè)重點及要求，智慧乘客服務(wù)體系還應(yīng)能夠顯示換乘站的客流動態(tài)及周邊商業(yè)、公共服務(wù)設(shè)施的信息并與之實現(xiàn)共享及聯(lián)動，經(jīng)初步評估，由線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)獲取相關(guān)信息并下發(fā)至各線路的技術(shù)方案具有可行性[5]。

4.3 系統(tǒng)接口的統(tǒng)一

作為PIS系統(tǒng)的上層平臺，線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)的建設(shè)面臨著諸多挑戰(zhàn)，既要兼容已開通線路的接入，又要便于后續(xù)新建線路的接入。據(jù)調(diào)研國內(nèi)其他有建設(shè)線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)的城市，建設(shè)主體、運營模式、使用需求均有較大的區(qū)別，且目前業(yè)內(nèi)并沒有統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)。為解決多線路及多廠家造成的接口不統(tǒng)一的問題，制定符合A市實際情況的乘客信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范是下一階段線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)建設(shè)的重點工作內(nèi)容之一。整體目標(biāo)是利用標(biāo)準(zhǔn)化的顯示規(guī)則、協(xié)議規(guī)范、系統(tǒng)編碼規(guī)則、系統(tǒng)接口協(xié)議，提高線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)與不同PIS系統(tǒng)間的互通性和兼容性，盡可能減少不同廠家之間接口的開發(fā)工作量，降低互聯(lián)互通及二次開發(fā)的接口費用。

5 結(jié)束語

當(dāng)前，我國正處于從交通大國向交通強(qiáng)國轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，PIS系統(tǒng)的建設(shè)是“城市軌道交通+信息化”的重要組成部分，是城市軌道交通智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的重要場景之一。線網(wǎng)PIS編播系統(tǒng)建成后，PIS系統(tǒng)將形成線網(wǎng)-線路-車站三層架構(gòu)，各線路級PIS的作用將被弱化，系統(tǒng)將更多的物質(zhì)資源、人員資源將向線網(wǎng)層匯聚，從而更好地為乘客提供城市軌道交通信息服務(wù)?！?/p>