厦门地铁1号线LCD动态地图大屏运用分析与解决方案

郑云富

（厦门轨道交通集团有限公司，福建厦门 361000）

与贴纸地图、LED 动态地图相比，大屏幕 LCD 动态地图分辨率高、信号传输快、多画面切换、显示信息更加丰富，弥补了城市轨道交通信息显示系统的不足。

厦门地铁 1 号线在车辆设计伊始，就提出率先在业内采用 36 英寸大屏 LCD 动态地图显示屏，其画面丰富、视觉效果好，极大地提升了乘客感知。但由于实际应用业绩较少，不可避免地存在一些设计和经验上的不足，在系统调试、正线调试及试运行期间故障率较高。本文通过阐述厦门地铁 1 号线 LCD 动态地图网络结构、逻辑原理，以动态地图卡滞、黑屏等故障现象为例，对故障进行分类汇总、原因分析，并实施有针对性的解决方案，有效地提升系统的稳定性，取得了较好的运营效果。

1 网络结构

厦门地铁 1 号线乘客信息显示系统 PIS 包括客室贯通道LED 显示屏（IDU）、LCD 动态地图显示屏（MDU）。司机室广播控制器通过以太网下发显示指令到各客室广播控制器，各客室广播控制器将显示指令通过以太网连接至动态地图并控制。PIS 系统能够接收列车控制信息 TCMS 发来的触发信息，触发与其对应的动态地图到站提醒等信息显示，并与广播系统的自动报站同步。乘客信息显示系统 PIS 拓扑图如图 1 所示。

图1 乘客信息显示系统 PIS 拓扑图

1.1 LCD 动态地图运行逻辑

在各客室的每个门区上方配备 36 英寸 LCD 动态地图显示屏，用于显示列车运行线路、方向、下一站、客室车门打开侧、换乘站等信息。每个客室共设置 8 块动态地图屏。显示屏模块化布局，可按照需求组成所需线路。动态地图运行逻辑图如图 2 所示。

1.2 LCD 动态地图显示

PIS 系统通过查询 TCMS 信息，确认首末站信息后，动态地图显示整体线路如图 3 所示。

前方即将停靠站台的时候，动态地图将会提醒乘客开门侧位置、下一站 ID 信息，如图 4 所示。10  s 后切换全线路界面，如未收到到站 ID 信息，则一直显示全线路界面。

到站动态地图显示如图 5 所示，系统接收到站 ID 信息，到站示意图一直显示，直到收到下一站 ID 信息才进行切换界面。

图2 动态地图运行逻辑图

2 故障原因分析及整改

对厦门地铁 1 号线 LCD 动态地图故障进行统计、分类如图 6 所示，对典型故障进行分析，提出整改方案。

2.1 全列卡滞

2.1.1 现象描述

列车在运行过程中动态地图显示处于卡滞状态，有时能自动恢复，有时无法自动恢复。

2.1.2 原因分析

全列卡滞故障日志如图 7 所示，分析发现门故障信号在无故障时也会持续发送全 0 的非故障数据，且发送非常频繁；车辆设置线路后，门故障数据和报站数据交替发送，数据变化时，界面程序持续响应，动态地图CPU 占用过大，导致其他进程不响应，造成界面卡滞。

综上分析，全列动态地图卡滞原因为软件频繁处理门故障数据和报站数据，主控 CPU 资源占用大、进程不响应所致。

2.1.3 整改措施及效果

对软件进行升级，增加数据判断，优化数据处理程序。

图3 动态地图整体线路信息

图4 开关门显示

图5 到站显示

图6 动态地图故障分类

在对 1 列列车软件优化升级并试运行无异常后，对所有列车进行升级处理，此故障未再重现。

2.2 单屏卡滞

2.2.1 现象描述

运行过程中发现不同列车、不同车厢在列车报站时多次出现单个动态地图卡滞，10  min后自动恢复。

2.2.2 原因分析

单屏卡滞故障日志如图 8 所示，动态地图主控板程序存在 CPU 占用率过高的现象，当内存上涨到剩余空间不到 1  M 时会出现卡死现象。

经分析，是由于软件记录日志程序逻辑错误，日志记录速度小于广播系统发送数据的速度，2 个速度不匹配，随着时间的推移导致日志程序的缓存区不断上涨，从而引起内存不足程序卡死，主进程被系统强制退出，如图 9 程序日志。

2.2.3 整改措施及效果

对软件进行优化，解决日志程序接收和记录数据速度不匹配问题；优化程序，降低内存使用率；去除图片文件中不必要的信息，降低内存使用率。

图7 全列卡滞故障日志

图8 单屏卡滞故障日志

图9 程序日志

进行软件升级并测试一周，未再出现单屏卡滞问题。为避免后续新到列车出现同类问题，对在车辆厂已安装、供应商处未发货等动态地图全部进行软件版本升级，使所有产品保持版本一致性。

2.3 黑屏 1

2.3.1 现象描述

列车在跑图试运行期间，某列车客室内多个屏黑屏，但通过手电筒等光线照射屏幕，能够隐约看到动态地图屏内乘客引导等显示信息。

2.3.2 原因分析

（1）列车回库后查看故障动态地图软件，发现软件 app 目录下缺少 IIC_IR程序文件。图 10 所示为正常目录。

图10 IIC_IR 程序文件

（2）该程序在动态地图程序包首次升级后，后续无需更新，新版动态地图安装软件中未包含此程序。在升级时应删除替换 app / dymap 目录的程序文件，如图 11所示，现场误操作将整个 app 目录删除替换（新版仅缺少 IIC_IR 程序文件）。

图11 dymap 目录下应用程序

（3）IIC_IR 程序为控制主控板高低电平输出的应用程序，当主控板输出的电压＞1  V 时为高电平，动态地图电源板背光电压输出开启；当电压＜1  V 时为低电平，动态地图电源板背光电压输出关闭。

（4）如缺少此程序，主控板高低电平输出将不可控，存在输出低电平可能，从而关闭电源板输出，导致动态地图黑屏。

2.3.3 整改措施及效果

重新加载 IIC_IR 程序文件，增加校验程序。软件升级完成后，程序自动校验比对程序，避免人员误操作导致程序异常。

增加程序校验后，升级的程序都能自动执行文件比对并告警，避免了人为因素造成类似故障的再次发生。

2.4 黑屏 2

2.4.1 现象描述

客室内多个动态地图出现黑屏，无法显示乘客引导指示信息。出现黑屏时，用电脑通过以太网能正常登陆出现黑屏的动态地图，查看相关软件进程正常，在更换动态地图核心板卡后故障消失。故障件返厂后复测，黑屏复现。

图12 异常信号

图13 正常信号

使用故障件组装动态地图，在仿真环境下进行持续老化测试约 7 天，发现视频显示芯片 Y1 处晶振异常，导致视频输出异常。

2.4.2 原因分析

（1）核心板 1（型号：HQP C B A-N V P-0 0 1 E；序列号： SV171016040130）。该核心板有背光输出但无显示画面（黑屏），示波器测试视频显示芯片的 1 组时钟信号（TDC+，TDC-）异常，TDC+、TDC- 信号电压为 3 V，且 TDC+ 与 TDC- 之间差分信号有 500 mV 以上的偏置，如图 12 所示。正常 TDC+、TDC- 信号电压应为 1 V，且差分信号无偏置，如图 13所示。核心板上电重启后动态地图依旧显示黑屏，更换新的视频显示芯片后恢复正常，初步判断为视频显示芯片异常所致。

（2）核心板 2（型号：HQ-PCBA-NVP-001D；序列号： SV170314030380）。当动态地图显示黑屏时，测试视频显示芯片输出回路防静电 TVS 管异常，导致视频显示芯片信号输出异常。该 TVS 管为防静电保护器件，疑为板卡更换过程中受静电损伤导致。经更换新的视频显示芯片后正常。

2.4.3 整改措施及效果

晶振应用广泛、故障率极低，属于个体故障，采用现场触发更换方式进行处理。对后续产品加强出厂检验，增加板卡防静电保护。

厂家提供合格备件，经一段时间故障件的更换，试运营后单屏黑屏现象较以往大大降低。

2.5 动态地图显示错误

2.5.1 现象描述

某列车2号、5 号车 13 台动态地图屏显示混乱，无法提供正确的乘客指引信息。

图14 启动脚本对比

2.5.2 原因分析

经分析，该列车在进行动态地图软件版本升级时，部分动态地图未将网络转发进程退出后再更新，导致该程序所对应的文件拷贝异常，升级未成功，如图 14所示。

2.5.3 整改措施及效果

对故障列车软件重新升级，并确认为最新版。经正线跟车验证，动态地图显示正常。

3 结束语

厦门地铁 1 号线 PIS 系统在交付过程中碰到了诸多问题，通过与设备厂家一同分析，制定整改措施、方案，提高了系统稳定性，提升了乘客感知。期望本文能为其他地铁的技术人员提供参考、借鉴，避免出现类似的问题。