北京地鐵昌平線列車廣播測試儀的研發與應用

張 唯 張 勇 鄭 虎 閆 鵬

北京地鐵昌平線列車廣播測試儀的研發與應用

張 唯 張 勇 鄭 虎 閆 鵬

介紹北京地鐵昌平線檢修中心針對列車廣播系統自動報站功能測試不方便的現狀，自主研發了廣播系統測試儀，并且在實際應用中取得良好效果，節省人力和維修成本的同時，提高了廣播系統的使用可靠度，保證了運營服務品質。

地鐵列車；廣播系統；測試儀

0 引言

U279.3

地鐵列車的廣播系統是乘客服務設施的重要組成部分，它的穩定可靠運行是關系到乘客滿意度的重要指標。北京地鐵每年都有超過百起的因列車廣播系統錯報、誤報站名而遭到乘客投訴的事件發生。地鐵運營公司也積極采取應對措施，一方面要求廣播系統生產廠商不斷改進系統功能和提高運行穩定性；另一方面要求檢修部門加強日常對于廣播系統的試驗和檢查。昌平線檢修中心自主研發列車廣播測試儀，豐富了廣播系統的維修手段，不僅節約維修成本，還提高工作效率。

1 列車廣播系統簡介

昌平線列車的廣播系統由列車廣播單元、乘客信息顯示單元、視頻監控單元組成。

1.1 列車廣播單元

列車廣播單元負責自動廣播報站，主要包括：廣播控制主機（DCP）（圖1）、廣播通信控制器（PCU）（圖2）以及客室的廣播通信車輛接口單元（VIU）等。

廣播音頻總線采用1條屏蔽雙絞線進行廣播語音傳送，將激活后PCU主機的廣播語音傳送到每輛車的VIU功放模塊里進行功率放大后，通過揚聲器向乘客播放。在PCU 主機里，廣播語音輸出信號通過音頻隔離變壓器進行耦合輸出，輸出電平為定壓100 V，源阻抗低于3.3 kΩ。VIU 功放模塊通過音頻隔離變壓器耦合輸入，輸入阻抗為150 kΩ。

圖2 廣播通信控制器

1.2 乘客信息顯示單元

圖1 廣播控制主機

乘客信息顯示單元用于為乘客提供站點名和列車時刻等視覺信息，與廣播單元報站信息同步且一致。包括PCU（與廣播單元共用）、視頻控制器（VCU）、網絡接口單元（NIUC）、客室動態地圖（圖3）等部分。

圖3 客室動態地圖

1.3 視頻監控系統

視頻監控系統（CCTV）通過安裝在車廂內的攝像機和存儲器記錄圖像信息，并把畫面實時地傳送給司機，用以監視客室動態，保證列車運營安全，并且為乘客提供及時必要的服務。該系統主要包括：視頻控制器（圖4）、列車網絡單元、攝像機、司機室監控顯示器等。

2 廣播系統故障原因

圖4 視頻控制器

廣播系統內部通過網線連接和實現數字化模塊控制，由于設備運行不穩定以及網絡干擾等因素，昌平線列車經常出現錯報站的現象，導致乘客下錯車站，直接影響了地鐵運營的服務品質。

據統計，2014年由于廣播系統錯報站、不報站造成的故障數23次，占到該系統全部故障數量的45%。雖然廠家已經對系統進行了部分設計改進，但是偶爾還是會出現問題，所以需要加強預防性的檢查手段和必要的測試環節。

3 列車廣播測試儀的研制

列車廣播系統故障維修后需要進行調試試驗。如顯示燈不亮，修復后驗證起來比較簡便。但是，有一些故障修復后卻不容易進行測試，如廣播錯報站的問題，驗證起來就比較麻煩，因報站信息是和列車速度信號密切關聯的：設定當列車起動速度達到30 km/h時報下一站信息，當列車速度降低到5 km/h時報到站信息。所以,廣播系統修復后一般采取試車線上調試的方法進行功能檢測。而像昌平線這樣沒有試車線條件的維修基地，只能通過正線調試的方法進行測試，無形中增加了維修工時和電能消耗，工作效率很低。

針對以上情況，昌平線檢修中心的工程師們研制出SFM13型列車廣播測試儀，使其能夠在車輛靜態條件下模擬出列車速度信號，以便試驗出自動報站信息的準確性。

4 測試儀功能介紹

4.1 設備參數

SFM13型地鐵列車廣播測試儀參數如表1所示，列車廣播測試儀的外觀和操作面板如圖5、圖6所示。

表1 SFM13型地鐵列車廣播測試儀參數

4.2 設計原理

圖5 測試儀外觀

圖6 測試儀操作面板

利用可編程控制器PLC進行測試程序編寫，模擬列車的速度信號發生指令，通過3根信號線（5 km/h信號線、30 km/h信號線、列車門全關閉信號線）與列車繼電器屏柜內的對應端子排相連接。當起動測試以后，測試儀會根據間隔時間發出模擬速度信號，觸發列車廣播系統的報站信息，從而進行準確性和連續性驗證。

故障數量/次 20 3 減少85調試人數/人 3 1 減少66調試工時/min·列-1 90 20 減少77正線調試電能消耗/度 1 430 0 減少100

4.3 功能描述

4.3.1 自動測試功能

連接好數據線，確認列車客室門完全關閉，打開電源開關，在司機操縱臺上設置好起始站位置，然后按下自動檢測按鈕。程序會自動發出模擬速度的脈沖信號，并觸發報站信息進行廣播測試，如圖7所示。

4.3.2 手動測試功能

連接好數據線，確認列車客室門完全關閉，打開電源開關，在司機操縱臺上設置好起始站位置，把選擇鍵放置手動擋位，當手動按下“30公里信號”按鈕時才會播報下一站信息；當手動按下“5公里信號”按鈕時播報到站信息。這種模式可以對單個報站環節進行反復測試。

4.3.3 過流保護功能

在儀器內部有過流保護設計，將“保護開關”置于“ON”位即打開保護模式，一旦出現電流過大時會自動跳開保險，用以保護測試儀免受沖擊。

4.3.4 內置電源功能

測試儀內部設計有大容量鋰電池，即使使用過程中沒有外接電源也可以正常操作。在控制面板上面設計有液晶顯示屏，操作者可以隨時了解電池電量，電量不足時利用外接電源充電即可。

圖7 廣播測試儀在現場使用

5 效果評價

通過表2可以看出在使用列車廣播測試儀后各項數據的明顯變化。在故障次數、人力需求、工時消耗、維修成本等方面均有較大幅度的降低，直接為企業帶來了經濟效益，并且為乘客滿意度持續提升提供了基礎保證。另外，該測試儀結構簡單、攜帶操作方便、通用性強，同樣適用于其他地鐵線路的列車廣播系統測試使用，具有較高的推廣價值。

6 結語

SFM13型地鐵列車廣播測試儀的研制和使用，填補了長久以來檢修專業缺乏該項目檢測手段的空白，目前已經在北京地鐵昌平線列車的日常維修中廣泛應用，通過這種科學高效的檢測方式，地鐵公司可以及早發現廣播系統故障隱患，確保車輛維修質量和提高乘客服務滿意度。

[1] 青島四方車輛股份有限公司. 北京地鐵昌平線車輛技術規格書[G]. 2011.

[2] 青島四方車輛股份有限公司. 北京地鐵昌平線車輛電氣原理圖[G]. 2011.

[3] 廖常初. PLC編程及應用[M]. 北京：機械工業出版社，2013.

[4] 周鶴良. 電氣工程師手冊[M]. 北京：中國電力出版社，2008.

[5] Keith Billings，Taylor Morey. 開關電源手冊[M]. 北京：人民郵電出版社，2012.

[6] 陳靜，秦孝峰. 西安地鐵二號線列車廣播系統故障分析及解決措施[J]. 軌道交通裝備與技術，2014（2）.

Development and Application of Train Broadcasting Tester on Beijing Metro Changping Line

Zhang Wei, Zhang Yong, Zheng Hu, et al.

The paper makes an introduction of Beijing Changping metro maintenance center mainly on the current status of the inconvenient test over function of automatically broadcasting stops by the train on-board broadcasting system. The independently developed broadcasting system tester has gained the good effect in practical application, at the same time saving manpower and maintenance costs, improving the broadcasting system reliability, and having ensured the service quality.

metro train, broadcasting system, tester

張 唯：北京市地鐵運營四分公司冒平線檢修中心，高級工程師，北京 100372

2015-01-28

責任編輯凌晨