上海軌道交通5號線列車廣播系統的改造

程宏聲

（上海地鐵維護保障有限公司，200233，上海∥工程師）

上海軌道交通5號線列車廣播系統的改造

程宏聲

（上海地鐵維護保障有限公司，200233，上海∥工程師）

針對上海軌道交通5號線車輛客室廣播系統在應用中存在的不足，提出了改造方案。闡述了系統改造需求，設計了幾種改造方案。經分析，利用傳聲器輸入音頻線方案實施相對簡單，對原設備影響面小。此方案適用于5號線客室的整改方案。在此基礎上，構建了一個滿足客運需求的廣播報站系統。

廣播系統；改造；設計

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

上海軌道交通5號線列車由上海阿爾斯通交通設備有限公司生產，2003年投入試運營。隨著5號線運營線路即將延伸和實行大小交路運營，原車輛客室廣播系統已不能滿足運營的需求，需進行改造。本文分析了原系統的結構和功能，指出了系統的不足。在此基礎上，提出了改造后的系統功能需求，設計了系統改造方案。

1 原系統分析

1.1 原系統結構

組成列車乘客信息系統的有：①司機對乘客的公共廣播系統（PA）；②數字語音廣播系統（DVA）；③乘客緊急呼叫系統（PEC）；④兩端司機室之間通話系統（CI）［1］。系統結構如圖1所示。

圖1 乘客信息系統結構布置圖

1.2 系統狀態

（1）上海軌道交通5號線單程共有11座車站，

司機通過選擇司機室顯示單元（DDU）上0001和0002行程代碼來實現莘莊站到閔行開發區站以及閔行開發區站到莘莊站運營的自動報站。DDU上只有0001和0002兩個行程代碼，不能增加行程代碼，因此無法實現列車不同終點站運營的報站設置。

（2）司機通過選擇DDU上顯示的11座運營站名來實現手動或跳站報站功能。因DDU上不能顯示增加車站的站名，就無法實現加站播報功能。

（3）DDU未設置緊急廣播觸發界面，無法對客室播報緊急廣播。

2 系統改造需求

（1）增加緊急廣播功能。緊急信息可根據用戶要求實現一次觸發，播報方式采用單次、多次或循環播報，用戶可通過用戶軟件設置每條緊急廣播播報次數。

（2）正在播報的廣播信息在經人工干預后，可隨時停止播報。

（3）緊急廣播信息應具有較高的優先級，可將正在播報的其它信息中斷。

（4）新增設備應滿足5號線延伸后大小交路運營報站需求。

（5）報站具有手動、自動報站方式切換功能。

（6）改造后不影響原廣播系統各功能的優先級。

（7）新增設備應具有良好的電磁兼容性（EMC），不影響列車其他系統的正常工作。

（8）新增設備及線纜應滿足上海軌道交通列車阻燃防火要求。

（9）設備安裝位置可接近性較強，方便司機操作及檢修人員對設備的維修。

（10）新增設備要求工作電源為外接DC 110 V，與列車控制電源一致。

（11）新增設備具有上電自檢功能，以方便檢修人員對設備狀態進行判斷。

（12）新增設備工作性能穩定，選用可靠性高的元器件，保證系統的可靠性。

（13）改造方案考慮緊急廣播及報站信息更新要求。存儲信息采用通用工業級存儲卡，信息更新操作方式簡單，并提供信息更新時所必要的外設及接口設備。

（14）新增設備具有良好的防護性能，具有一定的防水、防塵功能。

（15）新增設備音頻選用WAV聲音文件格式，和現有列車上音頻格式相同。

（16）新增設備電源應加裝必要的短路保護。

（17）操作按鍵之后，液晶顯示屏上應顯示相應的操作內容，選中處內容應翻色。

（18）設備具有設置多條線路報站功能。

（19）司機室轉換過程中，應具有司機室通話功能。

（20）為后續列車實行自動駕駛運營模式預留通信接口。

3 系統改造方案

通過對原列車廣播系統功能的分析研究，決定在每個司機室各增加一個廣播報站設備。從上述對原系統的分析可知：音頻控制單元（ACU）有兩路音源輸入，即司機室傳導器輸入和數字語音DVA輸入；ACU直接控制音頻調制列車線［2］。新增廣播設備應直接或間接利用現有列車總線，同時還需保留原有廣播系統功能的正常使用。本方案的關鍵是如何把新增廣播報站設備接入列車原有廣播系統。

3.1 方案設計

通過對原系統的分析，新增設備的接入可采用3種方案。

3.1.1 控制列車音頻調制線（方案一）

公共廣播（PA）請求線和音頻調制線經新增設備內部開關切換后接入音頻調制列車線上。具體接線如圖2所示。

圖2 方案一接線圖

新增設備不播報時，新增設備內部電子開關倒向ACU，新設備不影響原系統功能。當用新增設備廣播時，司機選定新增設備上的播放方式和內容后，按下“播放”按鈕；此時內部開關倒向新設備，PA請求線有效，新增設備播放內容輸出到音頻調制列車線上，開始向客室廣播。

3.1.2 利用DVA音頻輸入線（方案二）

新增設備接于ACU和主控制單元（MPU）之

間，利用DVA輸入音源信道播出廣播信息。具體接線如圖3所示。

圖3 方案二接線圖

MPU輸出的DVA音源線和遠程輸入輸出模塊（RIOM）輸出的DVA請求線，以及輸入的DVA應答線，均經過新增設備內部開關切換后輸出到ACU。新增設備不播報廣播時，新增設備內部開關倒向MPU和RIOM，原設備功能不受任何影響。當用新增設備廣播時，司機選定新增設備上的播放方式和內容后，按下“播放”按鈕；此時內部開關倒向新設備，并且向ACU請求，得到允許后，新增設備輸出播放音頻到DVA輸入信道，開始對客室廣播。

3.1.3 利用傳聲器輸入音頻線（方案三）

司機室傳聲器輸出經新增設備內部電子開關切換后輸出到ACU，并且司機對乘客廣播按鈕也接入新增設備上。具體接線如圖4所示。

圖4 方案三接線圖

新增設備不播報廣播時，新設備內部開關倒向傳聲器，乘客廣播按鈕開關打開，新增設備與原系統隔離。當用新增設備廣播時，司機選定新增設備上的播放方式和內容后，按下“播放”按鈕；此時內部開關倒向新增設備，同時新增設備把接入的乘客廣播按鈕開關閉合，播放內容通過傳聲器通道向客室廣播。

3.2 方案選擇

方案一新增設備直接控制列車總線，當新設備故障時，對原廣播系統影響較大；同時需設計與列車音頻調制線相匹配的調制電路，還需分析ACU電路，給設計帶來困難。

方案二需在MPU和ACU之間接入線路，而MPU、ACU安裝于司機室上部，二者之間的連線沒有經過配線端子，施工時要破壞原線纜才可接入新增設備，不符合接線規范；同時，在新增設備故障時，對原廣播系統影響也較大。

方案三實施相對簡單，并且新增設備發生故障對原廣播系統的影響最小。為此，選用方案三為5號線車輛客室廣播整改方案。

4 新系統實現

4.1 報站設備結構

報站設備面板上設有按鍵和LCD（液晶顯示屏），側面有接線端口。使用按鍵選擇播放內容，采用LCD顯示屏顯示播放信息。內部原理框圖如圖5所示。

圖5 報站設備原理框圖

4.2 功能實現

（1）自動報站：列車在準備運營時，設置運營線路，并按下“播放”鍵；列車進站開關門后，列車啟動開始自動報站。此后無須操作，每次進站前和出站后會自動報站。

（2）手動報站：選擇需播報的站名，在列車關門啟動后，按下“播放”鍵開始報站。此功能只報選擇的站名，下一站如要繼續報站，還要按一次“播放”鍵。

（3）緊急報站：選擇緊急廣播內容，按“播放”鍵立即開始播報。一般默認只播報一次。如果要循環播報，需設置循環次數。

（4）系統設置：可選擇起始站和終點站設置，線路設置，跳站設置等。

5 改造效果分析

5.1 功能擴展

列車廣播系統改造后增加了部分功能。表1列出了改造前后的廣播功能對比。

表1 列車廣播系統改造前后功能對比表

5.2 功能完善

按照原設計方案，新增設備自動報站的進站播報時刻存在不準確的可能。原系統自動報站是由列車控制系統（TIMS）觸發，實時監控列車開關門信息、零速和列車出站行駛距離，從而判斷列車的位置，觸發數字語音廣播系統，列車開始播報進出站廣播信息［3］。而新增設備自動報站廣播是由零速信號和關門信號觸發，當列車進站開關門上下客后，列車開始運行觸發自動報站程序，開始播報出站廣播；下一站進站廣播觸發是依據列車上一站出站的行駛時間（此觸發時間是由系統預先設置），當列車在區間內因故停駛時，下一站進站廣播就會提前播報。為準確播報客室自動廣播，新增設備可設置“暫停”按鈕。當列車停駛時，司機按下“暫停”按鈕，下一站進站廣播暫停播報；待列車啟動后，再次按下“播放”按鈕，廣播系統按原設置自動報站，確保客室廣播按順序正常播放。

［1］ GB 50157—2003 地鐵設計規范［S］.

［2］ ALSTOM公司.上海地鐵5號線車輛維護手冊［G］.上海：上海阿爾斯通交通設備有限公司，2003.

［3］ ALSTOM公司.上海地鐵5號線車輛設計手冊［G］.上海：上海阿爾斯通交通設備有限公司，2003.

［4］ 呂瑞明.地鐵綜合監控中廣播系統的設計［J］.城市軌道交通研究，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）