TSI标准下乘客紧急通信装置的设计及应用

刘文广　王磊　王福源

摘 要：针对欧洲市场对铁路车载产品互联互通的要求，结合欧盟铁路互联互通技术规范（Technical Specification for Interoperability，TSI）对互通部件（Interoperability Constituent，IC）的定义，提出一种乘客紧急通信装置的设计方案。通过分析TSI相关技术要求，详细阐述该车载紧急通信装置的硬件设计指标、指示状态描述、基本操作实现以及基础试验验证等内容，最后结合该产品的使用环境提出后续优化方案的方向，为该产品进一步优化提供了参考。

关键词：互联互通;欧盟铁路互联互通技术规范（TSI）;紧急通信装置

中图分类号：U285 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）25-0027-03

Design and Application of Passenger Emergency Communication Device under TSI Standard

LIU Wenguang WANG Lei WANG Fuyuan

（Beijing ATV Technology Co.， Ltd.， Beijing 100015）

Abstract： According to the requirements of European market for the interconnection of railway on-board products， combined with the definition of Integrated Circuit components in Technical Specification for Interoperability（TSI） specification， a design scheme of passenger emergency communication device is proposed. By comparing and analysing the relevant technical requirements of TSI， the hardware design index， indication state description， basic operation realization， basic test verification and other contents of the device are described in detail， Finally， combined with the use environment of the product， the direction of the subsequent optimization scheme is proposed， which provides a basic reference for the further optimization of the product.

Keywords： interconnection;Technical Specification for Interoperability（TSI）;emergency communication device

随着“一带一路”倡议的稳步推进，越来越多的“中国制造”走出国门，走向世界。铁路作为中国特有的一张靓丽名片，在全球铁路行业中扮演着越来越重要的角色。然而，作为入欧的基本门槛，车载产品应符合欧洲当地的法律法规、设计规范等要求。特别是欧盟铁路互联互通技术规范（Technical Specification for Interoperability，TSI），更是车载产品入欧必须严格遵循的技术规范[1]。该规范是为了消除欧盟国与国之间的跨国铁路运输发展障碍，进一步提高铁路运输效率，构筑泛欧铁路运输网（Trans-European Transport Networks，TEN），达到互联互通的要求而编制的一种针对铁路运输的互联互通性技术规范[2]。

乘客紧急通信装置作为TSI中指定的互通部件（Interoperability Constituent，IC），在方案设计、硬件设计、软件设计以及测试验证等各研发环节均要考虑互联互通的要求[3]。目前，在国内乘客紧急通信装置的设计中，很少有厂家或研发机构考虑TSI的要求。但是，随着中国高铁走出去的步伐不断加快，入欧需求越来越迫切，因此产品的TSI认证是国内厂家不得不考虑的一个重要因素。

1 相关TSI技术要求分析

针对乘客紧急通信装置TSI标准中给出如下设计要求[4]：①通过一个符号来指示，该符号背景色为绿色或黄色，包含一个白色标志（代表电铃或电话），可以在底部或边框上，也可以在单独的象形图上;②含有触觉符号;③向乘客发出一个可视的、可听到的指示，告诉乘客它开始或正在工作;④必要时提供额外的操作信息;⑤能够用手掌触发按钮报警，但需要不超过30 N的力来触发。

针对以上要求的第②项及第⑤项，有如下详细的说明：触觉标志符号或者触觉控制装置应包含凸起的象形圖、文字或盲文;能够用手掌触发的报警设备，在工作状态下可通过手掌或手的任何部分进行操作，不需要手指伸开。根据定义，报警器的手掌触发能够使用握紧的拳头或手掌（不伸出手指）来进行正常操作。具体操作见图1。

2 乘客紧急通信装置的设计

乘客紧急通信装置（以下简称“紧急通信装置”）是铁路车辆乘客信息系统（Passenger Information System，PIS）内广播系统的一个组件。乘客紧急通信装置是在列车出现紧急情况时，使乘客能够与列车司机室进行通信的基础装置。必要时，乘客按下设备前面板上的呼叫按钮，司机室选择接通后即可进行紧急通话。乘客紧急通信装置安装在对车辆乘客开放的区域，通过以太网接口进行通信连接。

2.1 硬件设计

紧急通信装置包含一个扬声器和一个麦克风，分别位于面板上方和下方。此外，乘客紧急通信装置前面板包括：①指示灯，提示有关设备状态和通话状态的信息;②麦克风，接收乘客紧急通信的语音;③控制按钮，用于请求与司机室进行通信连接的建立;④扬声器，放大输出司机室司机的通话语音。紧急通信装置前面板布局见图2。

2.2 状态描述

紧急通信装置前面板控制按钮上方的一组指示灯，分别为“Busy”“Wait”和“Call”，告知乘客该装置的操作状态和与司机室的通信连接状态。

紧急通信装置有4种工作模式。①待机模式，所有指示灯熄灭，按下控制按钮会发出紧急呼叫请求。②等待连接，黄色指示灯“Wait”亮，按下控制按钮发送通信连接请求。③呼叫接通，绿色指示灯“Call”亮，可以与司机室进行通话且仅司机室可单向中断通话。④线路忙，红色指示灯“Busy”亮，按下控制按钮可能需要等待较长时间才可进行通话。因为设备的通信线路正忙，即其他紧急呼叫装置正在进行通话，必须等到之前的紧急呼叫终止后才可通话（红色指示灯“Busy”熄灭）。具体的状态指示说明如表1所示。

2.3 基本操作

紧急通信装置接入系统并通电后先进行初始化，所有发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）指示灯在前面板上点亮0.3 s后熄灭。启动和终止通信连接步骤如下：①紧急通信装置处于待机模式，所有指示灯熄灭;②按下面板控制按钮;③扬声器发出呼叫提示音，黄色指示灯“Wait”（沙漏标识）点亮，等待处理接通;④司机室处理接通，黄色指示灯“Wait”熄灭，绿色指示灯“Call”（对话标识）点亮，可以开始进行对话;[⑤]司机室话筒挂机后，绿色指示灯“Call”（对话标识）熄灭，通话结束。

3 TSI试验验证

3.1 可视和可听测试

3.1.1 独立测试。乘客紧急通信装置接通24 V直流电源后，装置开始启动程序，加载初始化进程。启动过程中会伴有3次逐渐增强的“滴滴”声，约4 s后，程序完全启动。此时可看到面板上所有指示灯全亮，0.3 s后熄灭，初始化进程加载完毕，装置进入待机状态。装置面板上有可触摸的盲文符号，实验员可手动触摸该符号，模拟盲人识别紧急通信装置并触发报警。

3.1.2 综合测试。用手掌按动报警按钮，等待连接（Wait）黄色灯会亮起，同时面板上扬声器会发出提示音，满足“向乘客发出一个可视的、可听到的指示”这一要求，如图3所示。接通后，呼叫接通（Call）绿色指示灯会亮起，表明该设备正处于通话状态，如图4所示。

3.2 按钮压力测试

用推拉力计施加5 N的力在控制按钮上，面板上连接等待（Wait）黄色灯亮起，面板上扬声器发出提示音，可实现报警功能，测试见图5。

经北德（VUZ）认证公司充分严格的测试，紧急通信装置控制按钮的各项参数均顺利通过测试，完全符合TSI的相关技术要求。

4 应用

该产品自通过TSI认证测试后，已广泛应用于捷克动车组、奥地利双层动车组项目，产品合理的设计、完善的功能以及可靠的运行得到了欧洲业主的一致好评，为欧洲在该产品领域的互联互通提供了高质量的中国方案[5]。

5 结语

针对铁路产品的欧洲市场需求，详细分析乘客紧急通信装置的TSI技术要求，提出了一种紧急通信装置的设计方案。在该方案中重点描述了紧急通信装置的详细硬件设计、指示状态说明以及基本操作说明，并委托第三方认证机构对该产品进行了详细具体的试验验证，最终产品顺利通过认证机构的测试并可靠应用于泛欧铁路，为欧洲在该产品领域的互联互通提供了中国方案。但是，该产品有其使用环境要求，因按钮设计为凸出型设计，安装高度过低可能会导致误触，引起紧急报警误触。后续的设计研究可以从如何使按钮更合理化、人性化以及防误触等角度出发进行创新改进。

参考文献：

[1]蒋田芳，张文斌.欧盟铁路互联互通技术规范及欧盟指令符合性认证综述[J].铁道技术监督，2014（10）：1-6.

[2]尹刚.欧盟铁路信号系统互联互通技术规范（TSI）認证解析[J].铁路通信信号工程技术，2017（4）：105-108.

[3]欧盟委员会.COMMISSION REGULATION （EU） No 1302/2014[S].布鲁塞尔：欧洲联盟官方公报，2014.

[4]欧盟委员会.COMMISSION REGULATION （EU） No 1300/2014[S].布鲁塞尔：欧洲联盟官方公报，2014.

[5]谷祥帅，贺燏，李龙，等.符合TSI要求的货运电力机车车体设计[J].机车电传动，2021（4）：60-63.

3917501908267