上海轨道交通5号线列车广播系统的改造

程宏声

（上海地铁维护保障有限公司，200233，上海∥工程师）

上海轨道交通5号线列车广播系统的改造

程宏声

（上海地铁维护保障有限公司，200233，上海∥工程师）

针对上海轨道交通5号线车辆客室广播系统在应用中存在的不足，提出了改造方案。阐述了系统改造需求，设计了几种改造方案。经分析，利用传声器输入音频线方案实施相对简单，对原设备影响面小。此方案适用于5号线客室的整改方案。在此基础上，构建了一个满足客运需求的广播报站系统。

广播系统；改造；设计

Author'saddressShanghai Rail Transit Maintenance Support Co.，Ltd.，200233，Shanghai，China

上海轨道交通5号线列车由上海阿尔斯通交通设备有限公司生产，2003年投入试运营。随着5号线运营线路即将延伸和实行大小交路运营，原车辆客室广播系统已不能满足运营的需求，需进行改造。本文分析了原系统的结构和功能，指出了系统的不足。在此基础上，提出了改造后的系统功能需求，设计了系统改造方案。

1 原系统分析

1.1 原系统结构

组成列车乘客信息系统的有：①司机对乘客的公共广播系统（PA）；②数字语音广播系统（DVA）；③乘客紧急呼叫系统（PEC）；④两端司机室之间通话系统（CI）［1］。系统结构如图1所示。

图1 乘客信息系统结构布置图

1.2 系统状态

（1）上海轨道交通5号线单程共有11座车站，

司机通过选择司机室显示单元（DDU）上0001和0002行程代码来实现莘庄站到闵行开发区站以及闵行开发区站到莘庄站运营的自动报站。DDU上只有0001和0002两个行程代码，不能增加行程代码，因此无法实现列车不同终点站运营的报站设置。

（2）司机通过选择DDU上显示的11座运营站名来实现手动或跳站报站功能。因DDU上不能显示增加车站的站名，就无法实现加站播报功能。

（3）DDU未设置紧急广播触发界面，无法对客室播报紧急广播。

2 系统改造需求

（1）增加紧急广播功能。紧急信息可根据用户要求实现一次触发，播报方式采用单次、多次或循环播报，用户可通过用户软件设置每条紧急广播播报次数。

（2）正在播报的广播信息在经人工干预后，可随时停止播报。

（3）紧急广播信息应具有较高的优先级，可将正在播报的其它信息中断。

（4）新增设备应满足5号线延伸后大小交路运营报站需求。

（5）报站具有手动、自动报站方式切换功能。

（6）改造后不影响原广播系统各功能的优先级。

（7）新增设备应具有良好的电磁兼容性（EMC），不影响列车其他系统的正常工作。

（8）新增设备及线缆应满足上海轨道交通列车阻燃防火要求。

（9）设备安装位置可接近性较强，方便司机操作及检修人员对设备的维修。

（10）新增设备要求工作电源为外接DC 110 V，与列车控制电源一致。

（11）新增设备具有上电自检功能，以方便检修人员对设备状态进行判断。

（12）新增设备工作性能稳定，选用可靠性高的元器件，保证系统的可靠性。

（13）改造方案考虑紧急广播及报站信息更新要求。存储信息采用通用工业级存储卡，信息更新操作方式简单，并提供信息更新时所必要的外设及接口设备。

（14）新增设备具有良好的防护性能，具有一定的防水、防尘功能。

（15）新增设备音频选用WAV声音文件格式，和现有列车上音频格式相同。

（16）新增设备电源应加装必要的短路保护。

（17）操作按键之后，液晶显示屏上应显示相应的操作内容，选中处内容应翻色。

（18）设备具有设置多条线路报站功能。

（19）司机室转换过程中，应具有司机室通话功能。

（20）为后续列车实行自动驾驶运营模式预留通信接口。

3 系统改造方案

通过对原列车广播系统功能的分析研究，决定在每个司机室各增加一个广播报站设备。从上述对原系统的分析可知：音频控制单元（ACU）有两路音源输入，即司机室传导器输入和数字语音DVA输入；ACU直接控制音频调制列车线［2］。新增广播设备应直接或间接利用现有列车总线，同时还需保留原有广播系统功能的正常使用。本方案的关键是如何把新增广播报站设备接入列车原有广播系统。

3.1 方案设计

通过对原系统的分析，新增设备的接入可采用3种方案。

3.1.1 控制列车音频调制线（方案一）

公共广播（PA）请求线和音频调制线经新增设备内部开关切换后接入音频调制列车线上。具体接线如图2所示。

图2 方案一接线图

新增设备不播报时，新增设备内部电子开关倒向ACU，新设备不影响原系统功能。当用新增设备广播时，司机选定新增设备上的播放方式和内容后，按下“播放”按钮；此时内部开关倒向新设备，PA请求线有效，新增设备播放内容输出到音频调制列车线上，开始向客室广播。

3.1.2 利用DVA音频输入线（方案二）

新增设备接于ACU和主控制单元（MPU）之

间，利用DVA输入音源信道播出广播信息。具体接线如图3所示。

图3 方案二接线图

MPU输出的DVA音源线和远程输入输出模块（RIOM）输出的DVA请求线，以及输入的DVA应答线，均经过新增设备内部开关切换后输出到ACU。新增设备不播报广播时，新增设备内部开关倒向MPU和RIOM，原设备功能不受任何影响。当用新增设备广播时，司机选定新增设备上的播放方式和内容后，按下“播放”按钮；此时内部开关倒向新设备，并且向ACU请求，得到允许后，新增设备输出播放音频到DVA输入信道，开始对客室广播。

3.1.3 利用传声器输入音频线（方案三）

司机室传声器输出经新增设备内部电子开关切换后输出到ACU，并且司机对乘客广播按钮也接入新增设备上。具体接线如图4所示。

图4 方案三接线图

新增设备不播报广播时，新设备内部开关倒向传声器，乘客广播按钮开关打开，新增设备与原系统隔离。当用新增设备广播时，司机选定新增设备上的播放方式和内容后，按下“播放”按钮；此时内部开关倒向新增设备，同时新增设备把接入的乘客广播按钮开关闭合，播放内容通过传声器通道向客室广播。

3.2 方案选择

方案一新增设备直接控制列车总线，当新设备故障时，对原广播系统影响较大；同时需设计与列车音频调制线相匹配的调制电路，还需分析ACU电路，给设计带来困难。

方案二需在MPU和ACU之间接入线路，而MPU、ACU安装于司机室上部，二者之间的连线没有经过配线端子，施工时要破坏原线缆才可接入新增设备，不符合接线规范；同时，在新增设备故障时，对原广播系统影响也较大。

方案三实施相对简单，并且新增设备发生故障对原广播系统的影响最小。为此，选用方案三为5号线车辆客室广播整改方案。

4 新系统实现

4.1 报站设备结构

报站设备面板上设有按键和LCD（液晶显示屏），侧面有接线端口。使用按键选择播放内容，采用LCD显示屏显示播放信息。内部原理框图如图5所示。

图5 报站设备原理框图

4.2 功能实现

（1）自动报站：列车在准备运营时，设置运营线路，并按下“播放”键；列车进站开关门后，列车启动开始自动报站。此后无须操作，每次进站前和出站后会自动报站。

（2）手动报站：选择需播报的站名，在列车关门启动后，按下“播放”键开始报站。此功能只报选择的站名，下一站如要继续报站，还要按一次“播放”键。

（3）紧急报站：选择紧急广播内容，按“播放”键立即开始播报。一般默认只播报一次。如果要循环播报，需设置循环次数。

（4）系统设置：可选择起始站和终点站设置，线路设置，跳站设置等。

5 改造效果分析

5.1 功能扩展

列车广播系统改造后增加了部分功能。表1列出了改造前后的广播功能对比。

表1 列车广播系统改造前后功能对比表

5.2 功能完善

按照原设计方案，新增设备自动报站的进站播报时刻存在不准确的可能。原系统自动报站是由列车控制系统（TIMS）触发，实时监控列车开关门信息、零速和列车出站行驶距离，从而判断列车的位置，触发数字语音广播系统，列车开始播报进出站广播信息［3］。而新增设备自动报站广播是由零速信号和关门信号触发，当列车进站开关门上下客后，列车开始运行触发自动报站程序，开始播报出站广播；下一站进站广播触发是依据列车上一站出站的行驶时间（此触发时间是由系统预先设置），当列车在区间内因故停驶时，下一站进站广播就会提前播报。为准确播报客室自动广播，新增设备可设置“暂停”按钮。当列车停驶时，司机按下“暂停”按钮，下一站进站广播暂停播报；待列车启动后，再次按下“播放”按钮，广播系统按原设置自动报站，确保客室广播按顺序正常播放。

［1］ GB 50157—2003 地铁设计规范［S］.

［2］ ALSTOM公司.上海地铁5号线车辆维护手册［G］.上海：上海阿尔斯通交通设备有限公司，2003.

［3］ ALSTOM公司.上海地铁5号线车辆设计手册［G］.上海：上海阿尔斯通交通设备有限公司，2003.

［4］ 吕瑞明.地铁综合监控中广播系统的设计［J］.城市轨道交通研究，2012（4）：110.

Upgrading of Metro Broadcasting System on Shanghai Rail Transit Line 5

Cheng Hongsheng

Based on the insufficiencies of the passenger carriage broadcasting system used for Shanghai rail transit Line 5，several upgrading programstowards the existing problems are put forward to meet the upgrading requiremanets.After analysis，the program of using microphone inputs into the audio cable is comparatively simple，and has less influence over the former equipment，therefore is suitable for the upgrading of broadcasting system on the passenger carriage of Line 5.On this basis，a new broadcasting system that satisfies all the metro passengers is formed.

broadcasting system；upgrading；design

U 270.38+2

2014-01-09）