地鐵站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)的功能與應(yīng)用

摘要：隨著地鐵建設(shè)的完善，地鐵站建設(shè)的規(guī)模、功能也越發(fā)復(fù)雜，這種情況給乘客準確獲取所需要的乘行服務(wù)帶來困難。針對當前乘客正確獲取乘行服務(wù)困難的問題，文章提出了地鐵站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)以綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)服務(wù)和通信服務(wù)為基礎(chǔ)，根據(jù)站內(nèi)的設(shè)備狀態(tài)，向乘客提供精準的導(dǎo)向服務(wù)，幫助乘客快速正確地查詢服務(wù)信息和乘行服務(wù)，提高出行效率。

關(guān)鍵詞：地鐵站；綜合監(jiān)控；站內(nèi)導(dǎo)向

中圖分類號：U231

文獻標志碼：A

0 引言

目前，乘客在地鐵站內(nèi)主要靠指示圖和電子地圖配合使用實現(xiàn)導(dǎo)向功能，該方法能滿足大部分簡單場景，但是隨著軌道交通建設(shè)逐漸完善，地鐵站建設(shè)規(guī)模更大、通行設(shè)計更加復(fù)雜、設(shè)備設(shè)施更加多樣，尤其是隨著軌道交通建設(shè)從單條線路向多條線路發(fā)展^［1］，出現(xiàn)換乘站點增多、站點規(guī)模增加、配套設(shè)施增多、管理更加復(fù)雜、車站客流量增加的新變化^［2-3］，這些新變化使得乘客無法以簡單依靠指示圖和電子地圖的導(dǎo)向方式滿足乘客出行需求，導(dǎo)致乘客前往目的地錯誤的情況逐漸增多，增加了乘客通勤難度和管理人員的壓力。因此，需要一種高效的導(dǎo)向方式，提高乘客通勤效率，降低管理人員壓力。

1 研究意義

目前，車站內(nèi)部的導(dǎo)向功能，能夠幫助乘客從平面上判斷當前位置以及被查詢目標的大概位置，乘客可以根據(jù)不同的導(dǎo)向標識找到目標位置的基本方位，但是現(xiàn)有的導(dǎo)向系統(tǒng)對于地鐵站等多層空間只能給出大體方位，既難以提供目標地點的具體路徑，也無法展示目標地點當前的情況信息。

現(xiàn)有導(dǎo)向系統(tǒng)還存在導(dǎo)向不明確的問題，容易出現(xiàn)導(dǎo)向的目標出口和乘客期望的目標出口不一致的情況，尤其是超大、大型地鐵站，有的地鐵站出口和高鐵站、飛機場、商場連接，不同出口之間可能存在道路、店鋪等設(shè)施^［4］。乘客一旦從錯誤的出口出站，則可能需要花費大量時間繞行才能到達正確的目標，同時由于地鐵站建設(shè)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜^［5］，從內(nèi)部通行缺少地面參照物，難以確定方位，既容易走錯方位，又難以查找正確的目標和路線，極為耗費精力。另外，車站設(shè)備、設(shè)施狀態(tài)并非一成不變，車站管理人員會根據(jù)實際情況管理相關(guān)設(shè)備和設(shè)施，例如：改變閘機的通行方向、關(guān)閉或者開啟卷簾門、臨時關(guān)閉或者限制通道通行方向等管理，極易造成乘客到達出入口卻無法通行的情況^［6］。例如：深圳崗廈北站地鐵換乘站，同時提供深圳地鐵2號線、深圳地鐵10號線、深圳地鐵11號線和深圳地鐵14號線的換乘服務(wù)，整個車站從上到下分為5層，有21個出口，有的出口以A、B分出口的方式等命名，若須要乘坐深圳地鐵1號線還須要借助站廳層的通道，地面出站口之間還存在建筑物、道路的阻隔的情況，不同出站口之間的情況復(fù)雜多樣。現(xiàn)有地鐵站的導(dǎo)向功能無法向乘客提供精確導(dǎo)向的服務(wù)，導(dǎo)向標識存在滯后性，更換導(dǎo)向標識不僅花費大量時間，還須要花費大量精力和資源，無法應(yīng)對緊急情況和臨時的通行變動情況。

導(dǎo)向功能不完善會造成乘客耗費大量的時間尋找正確目標的情況，當前很多城市的軌道交通正處于從單條線路向多條線路發(fā)展的時期，換乘站的數(shù)量不斷增加，車站規(guī)模也不斷擴大，尤其在如飛機場、公交站、高鐵站等換乘場所，乘客因為走錯目標而導(dǎo)致無法準時出發(fā)，甚至弄錯出發(fā)方向的情況時有發(fā)生。導(dǎo)向功能不科學(xué)也容易造成地鐵站出入口、通道人群擁擠的情況，從而增加安全事故的發(fā)生概率；還會因為導(dǎo)向功能的缺失增加管理的復(fù)雜性，影響行人尋路的舒適性和便捷性，不利于解決城市軌道交通緩解擁擠的情況，因此，需要一種有效的方式向乘客提供正確的導(dǎo)向服務(wù)。由此可見，車站內(nèi)部署高效的導(dǎo)向系統(tǒng)對于緩解出行壓力、提高乘行質(zhì)量、提高管理效率都十分重要。

站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)將現(xiàn)有的車站導(dǎo)向系統(tǒng)進行數(shù)字化、智能化改造，利用數(shù)字化、人工智能等技術(shù)提高站內(nèi)導(dǎo)向服務(wù)能力，能夠減少人力成本投入、減少響應(yīng)時間、強化車站管理能力，能夠針對不同車站需求提供定制服務(wù)，為車站的發(fā)展和管理提供思路。

2 站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)

為了解決現(xiàn)有地鐵站面臨的導(dǎo)向功能效率低下的問題，尤其是對于通行情況復(fù)雜的超大、大型車站面臨的導(dǎo)向標識、路線重合等情況，站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)將車站導(dǎo)向系統(tǒng)和地鐵站內(nèi)的綜合監(jiān)控系統(tǒng)（Integrated Supervision and Control System，ISCS）進行結(jié)合，用站內(nèi)ISCS系統(tǒng)管理車站內(nèi)的全體導(dǎo)向設(shè)備，既能夠充分發(fā)揮導(dǎo)向系統(tǒng)的導(dǎo)向作用，又能夠發(fā)揮ISCS管理高效的優(yōu)勢。站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)在管理大型車站時，能夠節(jié)省成本、細化目標具體方位、提高車站服務(wù)能力、提升導(dǎo)向功能有效性，將由乘客尋求導(dǎo)向系統(tǒng)幫助的服務(wù)模式改變?yōu)閷?dǎo)向系統(tǒng)主動向乘客提供幫助的服務(wù)模式，乘客既可以在站內(nèi)任何地點查詢到需要的導(dǎo)向標識，根據(jù)導(dǎo)向標識前往目標，也可以隨時根據(jù)導(dǎo)向標識的全景顯示獲取導(dǎo)向信息，減少導(dǎo)向終端使用。站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)能夠有效提高乘客的乘行體驗、降低車站客流壓力，具備全景導(dǎo)航、實時查詢、中心控制、快速更新、高效應(yīng)急等優(yōu)勢。

該系統(tǒng)包括導(dǎo)向數(shù)據(jù)更新模塊、信息查詢模塊和應(yīng)急處理模塊3個部分。信息查詢模塊負責(zé)向乘客提供查詢功能，根據(jù)查詢結(jié)果提供導(dǎo)向功能。導(dǎo)向數(shù)據(jù)更新模塊根據(jù)當前車站重要出入口的開閉情況，更新查詢終端數(shù)據(jù)和導(dǎo)向標識。應(yīng)急處理模塊負責(zé)在發(fā)生緊急情況時，地鐵站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)發(fā)布應(yīng)急狀態(tài)，將所有導(dǎo)向標識更新為導(dǎo)向應(yīng)急出口的應(yīng)急導(dǎo)向標識，將查詢終端調(diào)整到應(yīng)急狀態(tài)。

2.1 數(shù)據(jù)流向

導(dǎo)向數(shù)據(jù)更新模塊通過ISCS系統(tǒng)獲取電梯、閘機、卷簾門的狀態(tài)，自動售檢票系統(tǒng)（Automatic Fare collection，AFC）的客流量，列車自動監(jiān)控系統(tǒng)（Automatic Train Supervision，ATS）的列車到達時間等信息，更新導(dǎo)向、查詢等數(shù)據(jù)；應(yīng)急處理模塊通過ISCS系統(tǒng)的聯(lián)動功能，獲取火災(zāi)報警系統(tǒng)（Fire Alarm System，F(xiàn)AS）報警、安全防范系統(tǒng)（Security and Protection System，SPS）報警等突發(fā)情況，更新相應(yīng)的導(dǎo)向標識，將導(dǎo)向終端設(shè)置為應(yīng)急狀態(tài)。導(dǎo)向數(shù)據(jù)更新模塊和應(yīng)急處理的模塊內(nèi)容通過ISCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線更新到查詢模塊、導(dǎo)向設(shè)備和查詢終端，更新到達路徑、設(shè)備、設(shè)施狀況等信息。

2.2 信息查詢模塊

該模塊的導(dǎo)向終端提供目標查詢功能。該模塊提供多種查詢方式，包括語音查詢、重要標志查詢、字符查詢和錄像查詢。其中，重要標志查詢包括圖片和預(yù)錄制視頻內(nèi)容，乘客在選擇重要標志查詢后，導(dǎo)向終端將以圖片和預(yù)錄制視頻方式將本站重要標志排列顯示，在每個圖片和視頻下方顯示重要標志名稱。乘客可以通過選擇視頻的方式，查看重要出入口的實時錄像情況，在出入口錄像的上方顯示該出入口名稱，根據(jù)出入口的當前情況，對是否需要繞行給出提示。

在乘客確認目標后，乘客可以通過查詢終端查閱能夠達到目標地點的路徑信息，路徑信息包括前往該目標地點的導(dǎo)向標識、距離、時間等，導(dǎo)向標識通過導(dǎo)向設(shè)備展示，如投影儀、電子導(dǎo)向牌等導(dǎo)向設(shè)備，導(dǎo)向標識立體式全景展示。導(dǎo)向終端還具備目標地點的關(guān)聯(lián)服務(wù)查詢功能，包括當前目標地點是否可達、可能需要的服務(wù)內(nèi)容、服務(wù)地點的具體信息以及其他需要注意的內(nèi)容。導(dǎo)向終端除了提供文字、圖形化的導(dǎo)向信息外，還提供智能語音導(dǎo)向服務(wù)，降低導(dǎo)向系統(tǒng)使用難度，提高導(dǎo)向標識使用效率。

2.3 導(dǎo)向數(shù)據(jù)更新模塊

該模塊主要負責(zé)更新導(dǎo)向終端的導(dǎo)向信息和導(dǎo)向標識的信息，既可以由導(dǎo)向終端向地鐵站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)申請改變導(dǎo)向標識包含的導(dǎo)向信息，也可以由站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)主動更新導(dǎo)向終端的導(dǎo)向標識包含的導(dǎo)向信息。該模塊能夠更新導(dǎo)向標識的顯示時間、導(dǎo)向形狀、導(dǎo)向標識信息、展示位置等各種行為數(shù)據(jù)，同時能夠更新各終端路徑信息，包括各出入口開啟、關(guān)閉信息。出入口的開啟、關(guān)閉由工作人員操作。工作人員根據(jù)采集數(shù)據(jù)包括電梯、閘機、卷簾門、客流量等信息，通過控制終端向站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)輸入開啟、關(guān)閉出入口信息。導(dǎo)向終端根據(jù)站內(nèi)提供服務(wù)的改變，包括新增、刪除或者修改某個導(dǎo)向標識，啟用、停止某條導(dǎo)向路線。

各個導(dǎo)向查詢終端和各個出入口、服務(wù)點等設(shè)施的距離、位置不同，每個出入口、服務(wù)點等設(shè)施的開啟和關(guān)閉都要計算整個站內(nèi)的導(dǎo)向，因此需要具備目標路線計算功能，該計算功能以表格的形式展示，根據(jù)數(shù)據(jù)實時更新形成一張動態(tài)的表格，表格記錄可達目標和各個可達目標之間的距離，該表格用于實時更新各個導(dǎo)向查詢終端到對應(yīng)目標的到達方式。

2.4 應(yīng)急處理模塊

該模塊根據(jù)發(fā)生的突發(fā)情況啟動應(yīng)急處理狀態(tài)。在應(yīng)急處理狀態(tài)下，該模塊將啟動應(yīng)急導(dǎo)向標識、開啟應(yīng)急路線、關(guān)閉危險導(dǎo)向標識和路線、停止導(dǎo)向終端查詢功能，此時導(dǎo)向終端僅顯示應(yīng)急導(dǎo)向信息。應(yīng)急預(yù)案可由車站工作人員提前配置，配置的預(yù)案文件存入ISCS服務(wù)器，由工作人員根據(jù)實際SPS報警、AFC報警等情況調(diào)用，也可以根據(jù)要求隨時增加、刪除、修改預(yù)案文件內(nèi)容，啟動應(yīng)急模式后將根據(jù)應(yīng)急預(yù)案設(shè)置，關(guān)閉原導(dǎo)向標識，啟用應(yīng)急導(dǎo)向標識，通知所有導(dǎo)向終端進入應(yīng)急處理狀態(tài)，關(guān)閉所有導(dǎo)向終端的導(dǎo)向查詢功能，持續(xù)提供聲音、字符報警，直到應(yīng)急處理狀態(tài)解除。

2.5 系統(tǒng)物理架構(gòu)

該系統(tǒng)的組成包括地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、導(dǎo)向系統(tǒng)控制終端、路由器、若干攝像頭和其他外部數(shù)據(jù)采集設(shè)備、若干投影設(shè)備、若干電子導(dǎo)向牌和若干導(dǎo)向終端，各個設(shè)備使用網(wǎng)線連接，不同設(shè)備使用不同IP設(shè)置。其中，導(dǎo)向設(shè)備通過攝像頭投影、電子導(dǎo)向牌指示等方式提供導(dǎo)向服務(wù)；導(dǎo)向終端提供導(dǎo)向路線查詢、目標點信息查詢等服務(wù)；控制終端包括顯示器、鼠標和鍵盤，控制終端連接地鐵站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)，向車站工作人員提供操作的界面和工具；攝像機負責(zé)采集各個出入口、換乘點、設(shè)施、設(shè)備的視頻；路由器負責(zé)實現(xiàn)控制終端、攝像頭、導(dǎo)向終端等設(shè)備的數(shù)據(jù)通信；綜合監(jiān)控服務(wù)器負責(zé)提供控制數(shù)據(jù)的、導(dǎo)向數(shù)據(jù)的更新的數(shù)據(jù)平臺；視頻流服務(wù)器負責(zé)存儲和讀取各個攝像頭的視頻流數(shù)據(jù)，配合導(dǎo)向終端使用。

3 站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)功能

站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)能夠幫助乘客查詢目標地點，提供站內(nèi)導(dǎo)向服務(wù)，動態(tài)更新導(dǎo)向路線，提高乘客出行質(zhì)量。

3.1 查詢導(dǎo)向功能

為乘客提供高效的導(dǎo)向功能，幫助乘客正確到達目的地，減少乘客繞路、錯路的情況，減輕地鐵站客流壓力。

（1）導(dǎo)向目標查詢功能：乘客利用站內(nèi)導(dǎo)向查詢終端，通過輸入字符、選擇圖片、選擇熱門導(dǎo)向點、語音輸入等方式，查詢需要前往的目標地點。

（2）導(dǎo)向線路查詢功能：乘客可以利用站內(nèi)導(dǎo)向查詢終端，查詢當前終端所有導(dǎo)向線路可以到達的途徑點，合理規(guī)劃路線。

（3）導(dǎo)向目標可視化功能：乘客可以利用站內(nèi)導(dǎo)向終端查詢導(dǎo)向目標的實時情況，查詢終端提供導(dǎo)向目標的視頻，查看當前導(dǎo)向目標的視頻，如當前1號出站口的客流情況、天氣情況等，幫助乘客規(guī)避出行風(fēng)險，為乘客提前規(guī)劃路線提供參考。

3.2 服務(wù)查詢功能

為乘客提供服務(wù)查詢功能，提高乘客對車站提供服務(wù)的使用效率，減少乘客因為不知道設(shè)備、設(shè)施的關(guān)閉而浪費時間、精力的情況發(fā)生。

（1）提供重要設(shè)備的查詢功能：導(dǎo)向終端提供站內(nèi)設(shè)備的功能、狀態(tài)查詢功能，如站內(nèi)售票機的數(shù)量、位置以及售票機當前處于的運行、故障、維修狀態(tài)。

（2）提供重要設(shè)施的查詢功能：導(dǎo)向終端提供站內(nèi)所有的設(shè)施查詢功能，例如：車站內(nèi)是否設(shè)有衛(wèi)生間、便利店、咨詢臺等設(shè)施，如果車站暫無乘客需要服務(wù)，提供獲取服務(wù)可以前往的站點提示等。

（3）提供臨時服務(wù)查詢功能：導(dǎo)向終端提供臨時服務(wù)的查詢功能，如雨天的借傘服務(wù)點信息。

3.3 應(yīng)急導(dǎo)向功能

站內(nèi)發(fā)生緊急情況時，啟動應(yīng)急導(dǎo)向功能，幫助車站工作人員緊急疏散乘客，減少疏散時間、降低疏散損失、減少人員傷亡。

（1）應(yīng)急預(yù)案配置功能：車站工作人員可以通過控制終端配置應(yīng)急預(yù)案，當緊急情況發(fā)生時，由工作人員或者聯(lián)動程序觸發(fā)，觸發(fā)方式分為全自動、半自動、手動3種，應(yīng)急導(dǎo)向功能由地鐵站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)發(fā)布，關(guān)閉導(dǎo)向終端查詢系統(tǒng)，啟動導(dǎo)向終端應(yīng)急處理狀態(tài)，控制導(dǎo)向設(shè)備關(guān)閉常規(guī)導(dǎo)向功能、啟動應(yīng)急導(dǎo)向標識，應(yīng)急導(dǎo)向標識指向當前最近安全出口的方向，所有應(yīng)急導(dǎo)向標識是統(tǒng)一的。

（2）最優(yōu)安全路線導(dǎo)向功能：導(dǎo)向終端進入應(yīng)急狀態(tài)后，除了導(dǎo)向設(shè)備全部導(dǎo)向最近安全出口外，也實時根據(jù)安全情況的變化更新安全路線，同時發(fā)出聲光報警。

3.4 動態(tài)更新導(dǎo)向功能

站內(nèi)的導(dǎo)向標識和路線需要和站內(nèi)的設(shè)備、設(shè)施狀況保持一致，需要實時采集設(shè)備、設(shè)施狀態(tài)，更新導(dǎo)向標識和路線。

（1）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視功能：該功能通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)，實時監(jiān)控隔離門、閘機、攝像機等設(shè)備的狀態(tài)，將采集到的設(shè)備狀態(tài)整合，顯示到控制終端的圖形界面，工作人員根據(jù)反饋結(jié)果更新導(dǎo)向終端的數(shù)據(jù)，控制導(dǎo)向設(shè)備開啟或者關(guān)閉某個導(dǎo)向標識。

（2）導(dǎo)向標識修改功能：該功能提供工作人員在控制終端的圖形界面上完成通道、屏蔽門、卷簾門、出站口的導(dǎo)向標識開啟、關(guān)閉的控制按鈕，提供通道的限制狀態(tài)、時間配置界面，提示乘客當前通道、屏蔽門、卷簾門、出站口的可通行性。

4 站內(nèi)全景導(dǎo)向系統(tǒng)的局限性

該系統(tǒng)的實現(xiàn)基于綜合監(jiān)控系統(tǒng)的平臺提供的數(shù)據(jù)服務(wù)和各個專業(yè)提供的數(shù)據(jù)，需要和其余城市軌道交通專業(yè)的數(shù)據(jù)進行融合，但是存在對象信息的需求不同、數(shù)據(jù)格式不同、網(wǎng)絡(luò)拓撲描述不一致等問題，因此，可能會存在重新整合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的問題。

5 結(jié)語

該系統(tǒng)將以綜合監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、通信服務(wù)功能為基礎(chǔ)，結(jié)合FAS、ATS、AFC等專業(yè)的數(shù)據(jù)，向乘客提供高效的站內(nèi)全景導(dǎo)向服務(wù)，除了減少乘客因為不了解站內(nèi)情況尋找正確出入口而浪費精力、時間外，還能夠向乘客提供多樣化的站內(nèi)設(shè)備、設(shè)施的查詢服務(wù)，能夠在緊急情況發(fā)生時提供應(yīng)急導(dǎo)向服務(wù)，提高乘客緊急避險成功概率、減少人員傷亡，通過優(yōu)化導(dǎo)向功能，改善了乘客的乘行體驗，提高了地鐵站內(nèi)的服務(wù)效率，降低了地鐵站內(nèi)的客流壓力。

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（編輯 王永超）

Functions and applications of the panoramic guidance system for subway stations

ZHANG Da¹， WANG Shengzhu²

（1.Nanjing Metro Construction Co.， Ltd.， Nanjing 210019， China;

2.Nanjing SAC Rail Traffic Engineering Co.， Ltd.， Nanjing 210032， China）

Abstract：With the improvement of subway construction， the scale and functions of subway station construction have become more complex， which poses difficulties for passengers to accurately obtain the required travel services. In response to the current difficulty of passengers to obtain travel services correctly， this article proposes a panoramic guidance system for subway stations. The system is based on data and communication services provided by the Integrated Supervision and Control System， and provides accurate guidance services to passengers according to the equipment status inside the station， which helps them obtain query service information and travel services quickly and correctly and improves travel efficiency.

Key words：subway station; ISCS; guidance for subway station