地铁车辆PIS系统媒体播放模块常见故障研讨

左佳　石鹏飞

【摘 要】 列车广播和乘客信息显示系统（PIS系统）越来越多的应用于各城市的地铁车辆之中，而PIS系统的稳定性和可靠性成为是否能够为广大乘客提供更好服务的瓶颈。在整个PIS系统中LCD屏的故障率较高，本文将针对白屏、黑屏故障点分析其故障原因，并提出针对性改进建议。

【关键词】 PIS系统；LCD屏；可靠性

列车广播和乘客信息显示系统主要是播放列车到站动态音/视频运营信息，使旅客及时了解列车的运行情况、到站信息等，方便旅客换乘其他线路，减少旅客下错站的可能性。在发生火灾或其他紧急情况下，进行紧急广播，以指挥旅客疏散，调度工作人员抢险救灾，减少意外造成的损失。现列车广播和乘客信息显示系统成为地铁事故救援中一种非常重要的信息传播途径。

一、列车广播和乘客信息显示系统设备组成：

1、司机室控制机柜（位于司机室电气控制柜内）；2、视屏服务器（位于司机室电气控制柜内）；3、广播控制盒（位于司机室操作台）；4、LCD监视器（位于司机室操作台）5、司机室扬声器；6、司机控制机柜（位于客室电气控制柜内）；7、客室扬声器；8、门区电子动态地图；9、乘客紧急报警器；10、客室LED显示屏；11、客室LCD图文屏模块；12、摄像头。

二、客室LCD图文屏模块的功能

客室LCD图文屏主要是实现地铁车辆与乘客信息传递的主要途径，其主要有以下功能：1、可显示无线实施新闻内容；2、显示媒体主机预录的媒体文件，动画和广告；3、显示到站和预报站站点信息；4、显示内容与数字化语音报站保持同步。

三、客室LCD图文屏模块故障和可靠性实验数据（FRACAS系统中该屏的可靠性数值为MTBF=100571）具体分布如下表：

四、客室LCD故障分析和解决方案

1、产品故障测试和分析

发生白屏、黑屏故障经维修分析该故障均为T-CON板中F1故障。该F1为贴片熔断式2A保险。

故障大都在上电时发生，经试验分析F1烧断原因为上电瞬间流经F1电流过大引起。具体原因如下：

T-CON板的5V电压由A/D板提供，示意电路如图1所示

图1原理如下：当没有RGB信号时，开关SW1断开，Q1打开，Q2关闭。T-CON板没有VCC（5V）输入。当有RGB信号时开关SW1闭合，拉低Q1的栅极电压，使Q1关闭，Q2打开，向T-CON板提供5V电源。

实际应用时，电源，RGB信号分两路，如果电源上电时序早于RGB信号，此时会使C1完全充电，后来的RGB信号使SW1闭合，Q2打开，瞬间C1放电，同时T-CON板在上电瞬间会短时拉低VCC5V，见图2，产生很大的瞬间电流（计算公式见下）使T-CON板上的F1熔断。

如果RGB信号早于电源，Q2会一直打开，VCC5V直接给T-CON板供电，不会产生瞬间电流，致使T-CON板上的F1保险熔断。

电源，RGB信号上电顺序受多种因素影响，因此实验现场只有部分LCD屏的保险熔断。

LCD上电时电压波形如图2所示

以上计算出来的瞬间电流值（16.8A）足使F1一次性熔断保险烧断，进而引起白屏且无显示故障。属于显示屏产品设计不合理，遂給出建议将F1更改为自恢复保险，型号WH0805-110，主要参数见表4-1，且从现场实验反馈看，从第88列以后该型号的屏没有出现过无显示故障，拆屏查看屏内的T-CON板已经更换为自恢复保险。经比对各个厂家T-CON板，发现多数厂家该保险均为自恢复性保险。见图3为T-CON板，红色圆圈标记的为自恢复保险。

2、客室LCD故障改进方式：

白屏现象：根据产品故障测试和分析对LCD屏T-CON板更换自恢复保险。

黑屏现象：

（1）地铁车辆环境是一个复杂的强干扰环境。VGA信号在传输过程中受到各种干扰，导致信号质量变差，当其中的行场信号发生畸变时，会发生黑屏和闪屏的状况。

整改方案：a.通过软件升级，改善LCD驱动板软件对行场信号的判断模式，提高软件对异常信号的适应性，从而解决或者降低黑屏的发生率。b.客室视频分配器和LCD屏之间，如果共地不好，导致整个视频系统抗干扰能力变差。要求对客室视频分配器和LCD屏之间信号线屏蔽层做接地处理。

（2）LCD广告屏输入信号短暂异常，导致LCD广告屏进入待机（黑屏）状态；异常情况关机和遥控关机记忆功能，不适用于车载PIS系统，属需求设计上的缺陷。

整改方案：a.升级LCD屏控制器软件，取消信号异常或无信号时LCD待机黑屏，只要信号正常，LCD屏正常显示。b.升级LCD屏控制器软件，取消异常情况关机和遥控关机记忆功能，只要重新上电，LCD屏处于开机状态。

五、结语

本文主要对列车广播和乘客信息显示系统重要故障点进行分析以及得出相应故障改进措施。同时，随着城市轨道交通迅速发展，地铁车辆的维修将面临新的挑战，地铁车辆维修“大数据”是形式所趋，我们将不断丰富故障处理方法、各零部件的稳定性数据和可靠性数据，最终形成一个大的地铁车辆的维修数据库，只有这样才能尽大可能节约社会资源。

作者简介：左佳（1985-2），男，助理工程师，主要从事地铁车辆状态监测与故障诊断工作