地鐵行車調(diào)度中心可用性評(píng)估

孫 濤，劉 朧，方衛(wèi)寧

SUN Tao1，LIU Long1，F(xiàn)ANG Wei-ning2

（1.同濟(jì)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，上海 201804；2. 北京交通大學(xué) 軌道交通控制與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100044）

0 引言

地鐵行車調(diào)度系統(tǒng)是監(jiān)控地鐵行車情況的系統(tǒng)，它的正常運(yùn)行對(duì)地鐵的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。目前上海和北京地鐵的日均客流量均已超過400萬，上海地鐵日客流高峰時(shí)甚至突破了600萬[1]，為了盡快的疏散客流保證乘客的正常出行，某些線路高峰時(shí)的最小行車間隔時(shí)間已經(jīng)降至2分鐘，這給地鐵的行車調(diào)度增加了很大的壓力。行車調(diào)度系統(tǒng)，尤其是行車調(diào)度設(shè)備的正常高效運(yùn)行，是正常行車的重要保證。

可用性是衡量產(chǎn)品或系統(tǒng)是否有效運(yùn)行的重要指標(biāo)，指的是產(chǎn)品對(duì)用戶來說有效、易學(xué)、高效、好記、少錯(cuò)和令人滿意的程度，即用戶能否用產(chǎn)品完成他的任務(wù)，效率如何，主觀感受怎樣，實(shí)際上是從用戶角度所看到的產(chǎn)品質(zhì)量。目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了大量的可用性研究，開發(fā)了一系列可用性研究的方法，并取得了一定的進(jìn)展，歸納起來主要有五大類：可用性測(cè)試、可用性檢查、可用性調(diào)查、解析模型和仿真的方法。

國內(nèi)對(duì)可用性的研究比較晚，主要集中在網(wǎng)站設(shè)計(jì)和電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上，所采用的方法主要是問卷調(diào)查和可用性測(cè)試的方法。李倩、孫林巖等[2]的方法對(duì)不同的個(gè)人網(wǎng)上銀行的可用性進(jìn)行了測(cè)試和評(píng)估，通過分析比較個(gè)人網(wǎng)上銀行在登陸界面、菜單設(shè)置和業(yè)務(wù)模塊方面的不同得出了個(gè)人網(wǎng)銀界面的可用性問題；趙宇翔、徐一新通過問卷調(diào)查和可用性測(cè)試的方法[3]，通過圖書館網(wǎng)站改版前后的對(duì)比，分析了圖書館信息構(gòu)建中存在的問題，并提出了改進(jìn)建議；王玍[4]通過訪談法和績效評(píng)估法對(duì)MP3的可用性進(jìn)行了研究和測(cè)試，并提出了一些列改進(jìn)設(shè)計(jì)的建議；李宏汀、葛列眾、鄭燕則利用視線追蹤技術(shù)對(duì)網(wǎng)頁的可用性進(jìn)行了度量，通過分析掃描路徑、AOI的注視時(shí)間等分析了版式設(shè)計(jì)方式的不同對(duì)視覺搜索的影響；戴均開、葛列眾采用績效測(cè)試的方法，通過對(duì)比兩款手機(jī)在執(zhí)行相同任務(wù)時(shí)用戶的任務(wù)完成率、操作時(shí)間以及計(jì)算機(jī)模擬的操作路徑的方法對(duì)兩款手機(jī)的進(jìn)行了評(píng)比，發(fā)現(xiàn)了各自存在的可用性問題。國外對(duì)可用性的研究則比較多，各種方法也相對(duì)比較成熟。Park，K.S.，Lim，C.H.運(yùn)用了訪談法以及層次分析法對(duì)用戶界面進(jìn)行了定性和定量分析；Jeongyun Heo，Dong-Han Ham等人將評(píng)估分為兩類，與基于任務(wù)的評(píng)估和與任務(wù)無關(guān)的人機(jī)交互界面評(píng)估，后者又被分為三類：邏輯層界面、物理層界面、圖形層界面，最后把兩類綜合構(gòu)成一個(gè)評(píng)價(jià)框架，用于對(duì)手機(jī)可用性的評(píng)估；Jeff Sauro和 Erika Kindlund提出了一種把有效性、效率和用戶滿意度歸一化并統(tǒng)一為一個(gè)變量SUM作為量化可用性的指標(biāo)的方法；Mark C.Russell應(yīng)用眼動(dòng)儀分析了網(wǎng)站的可用性，并研究了眼動(dòng)測(cè)試與傳統(tǒng)測(cè)試方法的關(guān)系。

1 地鐵行車調(diào)度系統(tǒng)的構(gòu)成

典型的行車調(diào)度系統(tǒng)由ATS（Automatic Train Supervisor）、調(diào)度電話、熱線電話、CCTV（Closed circuit television）、大屏以及大廳環(huán)境組成。

ATS系統(tǒng)是ATC的核心功能，可自動(dòng)或人工控制進(jìn)路，進(jìn)行行車調(diào)度指揮，并向行車調(diào)度人員和外部系統(tǒng)提供信息，分為中央ATS和車站ATS，本文主要研究調(diào)度中心的ATS，即中央ATS。其主要功能是實(shí)現(xiàn)全線信號(hào)設(shè)備狀態(tài)信息的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示、列車描述信息的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)追蹤和顯示、根據(jù)時(shí)刻表和列車描述信息自動(dòng)控制列車的出/入庫和折返時(shí)刻、圖形界面的時(shí)刻表離線編輯、圖形界面和文本界面的時(shí)刻表在線顯示和動(dòng)態(tài)修改、根據(jù)運(yùn)行圖自動(dòng)調(diào)整列車的停站時(shí)間和運(yùn)行等級(jí)、各種事件和報(bào)警的實(shí)時(shí)顯示、輸出和管理、各種人工控制、100%仿真度的交互式培訓(xùn)、歷史數(shù)據(jù)的回放、通過馬賽克表示盤和背投屏幕提供全線的宏觀顯示、其他專業(yè)系統(tǒng)接口信息的獲取和提供等功能。

調(diào)度電話主要是供行車調(diào)度人員與列車上設(shè)有車載無線設(shè)備的司機(jī)進(jìn)行指令和信息的傳輸及通話聯(lián)絡(luò)。熱線電話的主要是用來與各車站、車庫的信息交流和溝通。CCTV的主要是用來查看各車站尤其是監(jiān)控客流大站客流情況，可以完整顯示一側(cè)站臺(tái)或一列列車的圖像。大屏的主要功能是供行調(diào)人員監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)路和信號(hào)系統(tǒng)狀態(tài)、列車位置以及其他各種狀態(tài)信息，是ATS工作站的完整展示。

2 地鐵行車調(diào)度系統(tǒng)可用性指標(biāo)

地鐵行車調(diào)度系統(tǒng)由于屬于復(fù)雜信息系統(tǒng)，在構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)除需要考慮調(diào)度設(shè)備外，還需要考慮非調(diào)度設(shè)備、作業(yè)空間及環(huán)境因素，所涉及的非調(diào)度設(shè)備界面主要有：人-椅界面、眼-顯示器界面、眼-大屏界面等。

環(huán)境方面則包括光、溫度、濕度、噪聲、通風(fēng)、輻射等。軟件系統(tǒng)CATS可用性從可學(xué)性、功能和操作、可記憶性、信息呈現(xiàn)和美學(xué)、反饋和報(bào)警、滿意度等方面考察。

3 可用性評(píng)估方法

可用性研究的方法很多，其中以可用性測(cè)試是進(jìn)行可用性評(píng)估最為有效和經(jīng)典，可用性測(cè)試一般需要擬定若干個(gè)主要任務(wù)，通過若個(gè)被試完成任務(wù)的時(shí)間、成功和失敗的次數(shù)頻率、完成率來衡量產(chǎn)品或系統(tǒng)的可用性水平。但由于受到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的條件限制，在實(shí)地調(diào)研條件下不具有進(jìn)行可用性測(cè)試的條件，而很多其他的可用性研究方法或局限于定性研究，或由于只是對(duì)單個(gè)產(chǎn)品的研究，不適合于本文進(jìn)行的復(fù)雜信息系統(tǒng)的可用性研究。

本文擬采用的評(píng)估方法是LSP（Logic Scoring of Preference），這種方法是San Francisco State University計(jì)算機(jī)科學(xué)系的Jozo Dujmovi?提出的，將系統(tǒng)逐層細(xì)分直到可以直接度量或量化的程度，通過系統(tǒng)子類別滿足用戶需求的程度（系統(tǒng)表現(xiàn)映射函數(shù)），得出各個(gè)子類別的偏好分?jǐn)?shù)，再逐層聚合得出最終系統(tǒng)滿足用戶需求的程度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的評(píng)估、選擇和優(yōu)化。這種方法首先被用到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件和硬件的采購上，后來應(yīng)用到網(wǎng)站質(zhì)量的評(píng)估上來。

4 地鐵行車調(diào)度系統(tǒng)的可用性

通過對(duì)某地鐵中心的實(shí)際調(diào)研，通過任務(wù)分析對(duì)各個(gè)任務(wù)界面及其他變量進(jìn)行分析，收集得到各個(gè)變量的偏好分?jǐn)?shù)，同時(shí)利用專家打分的方法確定出變量的權(quán)重，計(jì)算得到系統(tǒng)的各個(gè)部分的可用性水平，如表1所示。從而得到總體的可用性水平。通過計(jì)算K=3時(shí)，在C+水平下，變量的與度r=-3.114，此時(shí)總體可用性水平E0=（w1eT2+...wkeTk）1/T=0.698。

表1 系統(tǒng)的可用性水平得分

由表1可以看出，CATS、硬件及環(huán)境部分的可用性均比較好，屬于高可用性水平（＞60），而整個(gè)行車調(diào)度系統(tǒng)仍然具有較高的可用性水平，但由于環(huán)境部分的得分相對(duì)較低，因此總體可用性水平有一定降低。

下面列出通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)的部分可用性問題，也是接下來應(yīng)該改進(jìn)的重點(diǎn)：

1）調(diào)度電話和熱線電話的布置方式不合理，調(diào)度員需要頻繁的雙手交叉作業(yè)；

2）時(shí)間顯示方式采用的是西方國家的方式月-日-年，建議改為年-月-日；

3）ATS系統(tǒng)中存在著一些冗余的功能“顯示圖像”，以及設(shè)置信號(hào)機(jī)中的“禁止退出”和“取消禁止退出”等從來不會(huì)使用的功能；

4）語言的不統(tǒng)一：車站名稱用英文表示、DC（調(diào)度命令）、TD（列車運(yùn)行信息）、FD（信號(hào)設(shè)備信息）、EC（系統(tǒng)事件）；

5）缺少幫助信息；

6）出錯(cuò)提示信息會(huì)出現(xiàn)在雙屏中間影響閱讀及操作；

7）運(yùn)行圖上六八節(jié)編組的顏色與車次號(hào)的六八節(jié)顏色不一致；

8）虛報(bào)警過多，系統(tǒng)大部分的報(bào)警信息都是虛假信息或重復(fù)報(bào)警信息；

8）報(bào)警方式單一，系統(tǒng)只有視覺報(bào)警信息，對(duì)于嚴(yán)重的報(bào)警建議改為視覺加聽覺的報(bào)警；

9）大廳光線太暗，整體照度太低

10）大廳噪聲過大，不利于溝通交流

5 結(jié)論

LSP方法通過將系統(tǒng)屬性和用戶需求建立映射關(guān)系，通過系統(tǒng)各個(gè)指標(biāo)和方面滿足用戶需求的程度來評(píng)估和分析系統(tǒng)的可用性，由于LSP方法能夠有效地將系統(tǒng)的各個(gè)方面很好的結(jié)合，將主觀感受與客觀數(shù)據(jù)相結(jié)合，能夠得到較為理想客觀的結(jié)果。本文通過對(duì)地鐵行車調(diào)度系統(tǒng)的逐層細(xì)分，運(yùn)用LSP方法評(píng)估了地鐵調(diào)度系統(tǒng)的可用性，并發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的可用性問題，對(duì)于指導(dǎo)地鐵新線設(shè)計(jì)以及新系統(tǒng)的開發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。

由于LSP方法自身的特點(diǎn)，它本身并不能確定系統(tǒng)的各個(gè)指標(biāo)之間的權(quán)重，必須借助AHP的方法或是專家的方法確定，因此也具有一定的局限性。

[1]馬文軍.世博效應(yīng)帶動(dòng)上海地鐵日客流首次突破600萬人次[DB/OL].http://society.people.com.cn/GB/97734/11665469.html,2010-5-22/2010-5-29.

[2]李倩,孫林巖,無疆,等.個(gè)人網(wǎng)上銀行的可用性測(cè)試與評(píng)價(jià)[J].工業(yè)工程與管理,2008,（6）：99-113.

[3]趙宇翔,徐一新.高校圖書館網(wǎng)站信息構(gòu)建的可用性研究[J].圖書館雜志,2009,28（1）：48-56.

[4]王玍.工業(yè)設(shè)計(jì)中可用性工程的應(yīng)用[D].江蘇：江南大學(xué)，2008.