浅谈列车广播信息系统应用与改进

曹长琴

(成都地铁运营有限公司 车辆中心，四川成都610000)

浅谈列车广播信息系统应用与改进

曹长琴

(成都地铁运营有限公司 车辆中心，四川成都610000)

针对目前国内地铁列车广播及乘客信息系统故障率高、设备运行不稳定等问题，详细介绍成都地铁1号线列车广播及乘客信息系统的设备配置、主要设备的功能及原理，阐述了成都地铁1号线开通4年来列车广播及乘客信息系统出现的问题和改进方案。改进后，设备运行相对稳定，使用效果良好。

列车广播;乘客信息系统;功能;改进

现代城市轨道交通系统的运营管理越来越注重对乘客的服务质量，地铁运营“以车辆为中心”的运营模式正在向“以乘客服务为中心”的运营模式发展。我们在成都地铁1号线开通4年来发现成都地铁1号线列车广播及乘客信息系统最初的设计与实际运用需求存在一定的差异，暴露出了一些问题。为了解决这些差异和问题，成都地铁车辆中心与供应商进行了大量的系统改进和完善工作。

1 系统的总体描述

成都地铁1号线列车广播及乘客信息系统是一个连接6节编组列车的综合性系统，直接向乘客提供报站广播、信息广播、报站信息显示、对车厢内进行视频监控，并为司机提供司机间通讯和乘客紧急通讯等功能。它包括以下3个子系统:

(1)乘客广播通信子系统(PA)

PA提供以下4大类通讯模式:司机对讲;司机对客室广播;司机与乘客紧急通讯;运营控制中心(OCC)对乘客广播。

(2)乘客信息显示子系统(PIDS)

PIDS通过安装在车厢内的LED动态电子地图、客室电视和安装在头车顶部的终点站显示器为乘客提供旅行信息。

(3)闭路电视监控系统(CCTV)

CCTV是集实时图像、文字、声音、控制、报警于一体，充分利用丰富的网络资源，通过网络平台将各车厢现场画面进行统一管理、统一运用的综合监控系统。主要功能是通过摄像头，把客室内的图像信号传送到司机室的服务器中，并进行浏览、记录、设置等功能。

2 系统设备介绍

所有系统设备通过网络连接器挂接在控制通信总线上，利用通信网络交换多媒体信息流，与乘客信息系统周边设备一起完成系统全部功能。

(1)司机控制单元(DCP)

含话筒、扬声器，具有广播控制功能、广播监听及显示功能、司机对讲及显示功能等。司机通过控制单元上的控制键或触摸屏能够完成对列车线路的设置与更改。司机控制单元外观如图1所示。

图1 司机控制单元(DCP)外观

(2)广播系统控制器(PCU)

是整个系统的控制核心，能够集中处理广播通信系统控制器内各个模块的各种信息，还能与列车广播及乘客信息系统的另一司机室和客室的其他设备进行通讯和发布各种命令，包括列车自动广播、OCC广播、自动语音广播与LED控制信息传输等功能。

(3)司机室终点站LED显示器(ISD)

每个司机室设有1个可显示当前终点站的LED运行信息显示屏，也可进行列车种类(普通、试验、调试、回库等)的显示。

(4)司机室视频监视显示器(CMON)

用于完成列车视频监视系统所需的实时视频显示、控制操作等功能。

(5)摄像机

司机室摄像机(CAM-1)采用焦距为3.5 mm的半球摄像机，清晰视野范围可达到1～5 m，完全满足司机室监视要求。客室摄像机(CAM-2):采用焦距为12 mm的半球摄像机，清晰视野范围可达到10～20 m，完全满足客室监视要求。

(6)视频监视系统服务器(CSS)

将预留接口用于和列车监控系统设备互连，用以获取列车实时时钟等信息，同时将报警及状态信息发给列车监控系统进行处理。视频监视系统根据接收的报警信息(紧急报警、车门紧急解锁信息等)，完成相应的报警处理，同时需要完成自动画面切换以及录像模式调整等功能。

(7)媒体系统车辆接口单元(VIU)

包括公共广播控制单元、视频解码单元、网络接口单元3个功能模块。

(8)监视系统车辆接口单元(CSC)

该设备将摄像机传回的视频信号进行编码后传送给视频监视系统服务器，监视系统车辆接口单元支持标准MPEG4编解码算法，以正常情况8帧/s、紧急报警时25帧/s的实时速度处理两路视频数据。

(9)乘客紧急报警器(PAU)

每节车厢内提供两个按压式的客室紧急报警器，用于紧急情况下乘客向司机报警，一旦该按钮被触发，并被司机确认后，按钮旁的话筒就处于乘客与司机的双向通话的状态。

(10)扬声器

紧急报警扬声器(ESP):每节车厢安装2个紧急报警扬声器，用于紧急报警时的音频输出。紧急报警扬声器中带有噪声检验器件，在没有音频输出时可用于客室噪声的采集。客室扬声器(MSP):每节车厢安装6个客室扬声器，用于广播报站、列车广播及媒体信息的音频输出。

(11)客室LCD电视

播放高质量多媒体信息，具有音频功能，在列车广播的时候，能自动变为无音状态。采用分屏方式，同时进行多媒体播放和乘客信息的显示，乘客信息显示至少包括中英文显示的到站名，下一站站名和列车换乘等信息。

(12)动态电子地图(FSM)

采用LED灯板，用于路线地图、开门侧实时显示。

(13)视频分配器(VGA)

将视频信号同时分配给相邻的4个LCD。

3 列车广播及乘客信息系统运用效果及改进

从2009年7月份开始，成都地铁1号线车辆陆续交付到成都，自2009年12月份开始进行车辆系统的联调和试运行，本文对列车广播及乘客信息系统在列检、联调测试和试运行期间的运行状况进行了总结，对出现的问题给出了改进方案。

(1)一节车厢个别LED电子地图显示不同步和不规则闪烁，尤其在打开空调时更加明显

原因分析:根据在现场对设备电源、通讯端口的实测，发现电源谐波分量很高，产生很高的共模干扰。电源线上的干扰经过传导途径，加到通讯线缆上，导致通讯线也有较高的干扰，使通讯失灵。

改进方案:将电子地图上的RS485驱动芯片更换为优质的光电隔离的RS485模块，增强隔离度和抗共模干扰的能力，大大减少通过传导过程中的干扰。安装了光电隔离RS485模块的电子地图，依据TB/T 3021［1］和TB/T 3034［2］的方法和限值，进行EMC的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验，包含电源注入和通信线耦合两种方式，发现没有通讯失灵的现象。

(2)个别列车不能报站和广播

原因分析:列车广播及乘客信息系统播放板个别板卡出现虚焊，导致故障现象频发。

改进方案:更换备件，加强对厂家产品质量把关，所有备品必须配合格证，备品到现场必须进行功能检测。

(3)监控系统服务器(CSS)不能启动

原因:在拷贝文件时，未作杀毒处理，导致视频系统服务器中毒引起系统文件损坏，硬盘磁道损坏，系统扫描不到硬盘。

改进方案:加配工业级CF卡进行病毒隔离，用CF卡来存储操作系统软件，硬盘只做录像文件存储。对CF做系统保护，每次重新加电，系统恢复到默认状态。

对硬盘做1 000次断电测试:准备了4台视频控制主机(BC11-CSS)，每台再做3 000次断电测试。测试环境完全模拟车上实际情况，试验发现用CF卡与硬盘隔离后主机启动正常。

(4)LCD屏在工作一段时间后，出现黑屏，重新上电后正常。

列车上一共有两种LCD屏，分别是客室19英寸LCD屏和司机室视频监视显示器(CMON)。

19英寸LCD内部连接和CMON内部连接如图2、图3。

LCD黑屏存在3种情况:

图219 英寸LCD内部连接图

图3 CMON内部连接图

①LCD电源板输出到LCD屏的自恢复保险容量不足，在环境温度高或者上电一段时间后，内部过热，导致自恢复保险提前启动而黑屏。将保险两端短接，处理后对电源的输出端进行短路测试，电源模块的短路保护功能启动，能很好的进行短路保护。将设备置于50℃的高温厢进行老化测试12 h，没有发现黑屏现象。更改后的样品装在列车上实测，故障消失。

②电源板输出电压不稳定。在整列车上电时，由于所有负载同时启动(包括LCD屏)，110 V电源会产生瞬间压降，个别情况下会使LCD屏电源给高压条的输出电压降至10.5 V以下，导致黑屏。而且，高压条的控制端一直保持闭合状态，即使电压恢复正常，也无法通过从关断到闭合激活高压条重新点亮LCD屏。只有重新触发高压条的控制端电压(至少大于1.5 V)后才能重新点亮。另外，当有10 000 V以上的静电产生时，也可能会导致黑屏。

改进方案:增加电源复位功能、针对静电干扰，可采取加装磁环等措施。同时已设计出一个电源监测控制板，使高压条的控制端电压具有监测工作电压和自复位功能。即当工作电压降至10.5 V时，控制端电压降至1.4 V以下。当工作电压恢复到11 V以上时，控制端电压自动恢复到1.5 V以上，可触发高压条重新点亮LCD屏。

③冬季出库前，LCD大批黑屏，重启可恢复正常。

解决方案:对停放整整一夜的电客车进行低温测试。早晨上电，发现黑屏。经测量，电源的输入输出均正常，但LCD屏中的高压条在低温状态下不稳定。根据试验现象和测试数据判定，突然降温(夜间温度低于零度，而且有小雨，湿度大于80%)是LCD屏黑屏的主要原因，且高压条温度特性处于临界点。批量更换了宽温特性的LCD屏背光高压条后恢复正常。

4 远期规划

(1)电子地图采用LCD屏图文显示

成都地铁1号线采用LED灯闪光显示器，一旦有延长线就需要更换站点地图贴膜，当灯孔数量不够还需要重新制作整个底板。所以，后期将采用LCD屏图文显示和静态线路图贴纸。其中LCD屏可以切换显示不同画面来实时提醒乘客站点信息，包括全线站点、当前站点、下一站、开门侧等，延长线增加站点只需要修改软件。

(2)CCTV软件基于LINUX操作系统

CCTV网络视频监控软件是用于监控列车各个车厢信息的软件，此软件通过司机室和客室摄像头采集信息，以供操作人员查看任意车厢的实时和历时录像。此软件还包括本机设置、设备管理、图像预览、录像功能、录像回放、视频转发、报警联动、本地网路切换、维护管理、IPC管理等功能。

成都地铁1号线CCTV视频监视系统频繁出现视频未连接现象。经过多次现场分析及模拟试验，确定发生视频未连接现象的原因为CCTV软件底层SDK在视频码流读取存在缺陷。由于现有CCTV软件是基于Windows操作系统平台，同时无法解决Windows平台下底层SDK存在的Bug，导致视频未连接问题的解决较为困难。对CCTV视频监视系统软件进行整体平移，将目前Windows操作系统平台升级为Linux操作系统平台，同时对CCTV软件进行重新编写、编译，修复原有软件底层SDK存在的Bug，以彻底解决目前存在的问题。

Linux操作系统的优点:

(1)性能上的优势。

Linux系统来源于Unix系统，是可作为服务器系统级别的系统，较之Windows系统的稳定性更好，并且通过优化剪裁后的系统启动速度更快，也因为裁去了其他不必要的功能，稳定性更高。

(2)安全性的优势。

病毒问题一直是困扰Windows系统的重要隐患，各式各样的病毒会引发千奇百怪的故障，系统文件损坏、库文件损坏导致系统崩溃，程序退出。采用 Linux版系统很大程度上减少甚至杜绝了感染病毒的可能性，系统和程序运行的稳定性将大大提高。

(3)源代码公开。

LINUX源代码公开，则不用考虑操作系统盗版或者Windows XP操作系统停止服务后产生的影响。

5 结束语

经过大量的改进，成都地铁1号线列车乘客信息系统目前运营状态良好，故障率不断下降并且处于可控状态。在不断的改进过程中，我们为后续地铁线路列车该系统的整体设计积累了宝贵经验。

［1］ TB-T 3021-2001 铁道机车车辆电子装置［S］.

［2］ TB/T 3034-2002 机车车辆电气设备电磁兼容性试验及其限值［S］.

Application and Improvement of Train Radio Information System

CAO Changqin
(Vehicle Center of Chengdu Metro Operation Co.，Ltd.，Chengdu 610000 Sichuan，China)

Aimed at the problems of high failure rate and operation instability of train radio and passenger information system in the present domestic subway，this paper introduces in detail the equipment configuration，main functions and principle of train radio and passenger information system for Chengdu subway line 1，and expounds the problems and improvements of train radio and passenger information system in the past four years for Chengdu subway line 1.After the improvements，equipment operation is relatively stable to get good use effect.

train radio;passenger information system;function;improvement

U239.5

A

10.3969/j.issn.1008－7842.2015.01.29

1008－7842(2015)01－0127－04

6—)女，助理工程师(

2014－06－04)