地鐵列車聯(lián)掛后無法廣播的原因分析及改進(jìn)

肖滋洪　陳帝水

（1.深圳市地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營總部車輛中心安全技術(shù)部，518040，深圳；（2.深圳市地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營總部車輛中心檢修一部，518040，深圳∥第一作者，高級工程師）

地鐵列車聯(lián)掛后無法廣播的原因分析及改進(jìn)

肖滋洪1陳帝水2

（1.深圳市地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營總部車輛中心安全技術(shù)部，518040，深圳；（2.深圳市地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營總部車輛中心檢修一部，518040，深圳∥第一作者，高級工程師）

摘 要分析了深圳地鐵羅寶線一期工程電動客車與續(xù)建工程電動客車的乘客信息系統(tǒng)在進(jìn)行聯(lián)掛后，無法實(shí)現(xiàn)列車間司機(jī)室對客室人工廣播功能的技術(shù)原因。結(jié)合實(shí)際運(yùn)營操作要求，針對性地提出了技術(shù)改進(jìn)方案，成功實(shí)現(xiàn)了該項(xiàng)功能。

關(guān)鍵詞地鐵；列車聯(lián)掛；乘客信息系統(tǒng)；客室廣播失效；改進(jìn)方案

First-author＇s address Operation Headquarters of Shenzhen Metro Co.，Ltd.，518040，Shenzhen，China

深圳地鐵羅寶線共配置了48列電動客車，其中22列由長春長客-龐巴迪有限公司生產(chǎn)（以下簡為“長客車”），為羅寶線一期工程列車；26列由株洲電力機(jī)車有限公司生產(chǎn)（以下簡為“株機(jī)車”），為羅寶線續(xù)建工程列車。兩種車型均為6輛編組，并以2 個3節(jié)車構(gòu)成的單元車組呈對稱方式連接。每個單元車組的頭車（A車）帶司機(jī)室及全自動車鉤。當(dāng)兩列車進(jìn)行聯(lián)掛時，聯(lián)掛端A車通過全自動車鉤實(shí)現(xiàn)兩列車控制電路的連接。全自動車鉤電子鉤頭觸點(diǎn)分布見圖1。其中，16～20觸點(diǎn)、116～120觸點(diǎn)用于實(shí)現(xiàn)兩列車聯(lián)掛后廣播控制線的連接。

在株機(jī)車到段進(jìn)行功能測試時，發(fā)現(xiàn)其與既有長客車聯(lián)掛后無法實(shí)現(xiàn)PA（客室廣播）功能。本文分析產(chǎn)生該問題的技術(shù)原因，并針對性地提出改進(jìn)方案，成功實(shí)現(xiàn)了該項(xiàng)功能。

1　列車聯(lián)掛后廣播工作原理

當(dāng)株機(jī)車與長客車通過全自動車鉤聯(lián)掛后，株機(jī)車的列車乘客信息系統(tǒng)通過全自動車鉤實(shí)現(xiàn)兩種車型乘客信息系統(tǒng)的互聯(lián)互通。為識別司機(jī)室對客室對講模式，在司機(jī)臺面板上設(shè)置了1個三位模式選擇開關(guān)，操作者可通過開關(guān)選擇PA模式或者CC（司機(jī)室廣播）模式。乘客信息系統(tǒng)廣播控制單元（CACU）主處理器對三位旋鈕開關(guān)的位置信號進(jìn)行采集識別，并控制PA控制配線（PA_CRT）和CC控制配線（CC_ CRT）電平的輸出，從而實(shí)現(xiàn)聯(lián)掛列車間的PA和CC的控制功能。具體硬件接口功能框圖如圖2所示。PA功能模式的軟件控制邏輯如圖3所示。

根據(jù)設(shè)計(jì)定義，PA_CRT和CC_CRT均為低電平有效。即：無PA時，PA_CRT線（450163）相對于公共線（450162）為大于＋18 V高電平；無CC時，CC_CRT線（450164）相對于公共線（450162）為大于＋18 V高電平。

操作人員通過司機(jī)臺面板上的廣播模式旋鈕開關(guān)選擇相應(yīng)的廣播模式（PA或CC模式）。若操作人員選擇PA模式，并按下傳聲器按壓通話（PTT）按鈕時，操作端司機(jī)室所在列車的PA_CRT線相對于公共線（450162）為小于＋2.5 V低電平，而CC_ CRT線（450164）仍保持大于＋18 V高電平，此時允許廣播發(fā)起端司機(jī)室音頻信號通過本端CACU，實(shí)現(xiàn)對本列車的客室廣播，同時通過音頻傳輸線450161和450171將音頻信號送到另一列車CACU主處理器處理，實(shí)現(xiàn)對另一列車的客室廣播。

圖1　全自動車鉤電子鉤頭觸點(diǎn)分布圖

圖2　株機(jī)車與長客車聯(lián)掛原理框圖

當(dāng)操作人員選擇CC模式，并按下傳聲器PTT按鈕時，操作端司機(jī)室所在列車的CC_CRT線（450164）為小于2.5 V低電平，而PA_CRT線相對于公共線（450162）保持大于18 V高電平，允許廣播發(fā)起端司機(jī)室音頻信號通過本端CACU，實(shí)現(xiàn)對本列車司機(jī)室廣播，同時通過音頻傳輸線450161和450171將音頻信號送到另一列車CACU主處理器處理，實(shí)現(xiàn)對另一列車司機(jī)室廣播。

2　列車聯(lián)掛后廣播存在問題及原因分析

在株機(jī)車到段進(jìn)行功能測試時，發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)目列車與一期既有長客車聯(lián)掛后，無法實(shí)現(xiàn)PA功能，具體表現(xiàn)在長客車司機(jī)臺解鎖后，在株機(jī)車司機(jī)臺進(jìn)行PA操作時，兩列車客室均無法聽到廣播。當(dāng)列車在正線運(yùn)營需要實(shí)施列車救援作業(yè)時，該廣播功能失效，將導(dǎo)致司機(jī)無法及時對列車乘客進(jìn)行廣播安撫和緊急信息通報，嚴(yán)重影響運(yùn)營安全。

根據(jù)列車聯(lián)掛工況下PA控制原理，并結(jié)合長客車司機(jī)臺解鎖后株機(jī)車PA失效的實(shí)際故障現(xiàn)象，對PA_CRT和CC_CRT在不同使用工況下的電壓值進(jìn)行測量。測量結(jié)果見表1。

圖3　更改前的株機(jī)車PA控制流程圖

表1　PA和CC廣播控制配線電壓測量表

對比表1中的數(shù)據(jù)，在長客車司機(jī)臺解鎖的條件下，PA_CRT線（450163）為低電平，CC_CRT線（450164）為高電平。而根據(jù)圖3所示的軟件控制邏輯流程，當(dāng)長客車司機(jī)臺解鎖后，株機(jī)車CACU主處理器在檢測到PA_CRT為低電平且CC_CRT為高電平時，判斷本車只能接收長客車通過音頻傳輸線450161和450171傳送的音頻信號，而不允許在本車司機(jī)室進(jìn)行PA操作，因此在此種工況下，株機(jī)車客室和長客車客室均無法聽到PA。

通過上述故障原因分析可確認(rèn)，由于株機(jī)車關(guān)于聯(lián)掛工況下的廣播軟件功能接口與長客車對應(yīng)功能接口間的協(xié)議不匹配，導(dǎo)致了廣播功能不能實(shí)現(xiàn)。

3　技術(shù)方案改進(jìn)及驗(yàn)證

本著以最低改造代價，且不對實(shí)際運(yùn)用操作產(chǎn)生較大影響的原則，實(shí)現(xiàn)兩種車型的廣播系統(tǒng)兼容和匹配，需對株機(jī)車乘客信息系統(tǒng)的CACU主處理器軟件中的接口功能控制邏輯進(jìn)行修訂。

鑒于存在長客車司機(jī)臺解鎖后，PA控制配線將轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖降奶厥馇闆r，可將續(xù)建26列車的乘客信息系統(tǒng)CACU程序中關(guān)于PA的控制邏輯進(jìn)行如下修訂：

（1）將本車PA模式激活信號（450121線高電平）和PTT按鈕已按下作為本端司機(jī)室進(jìn)行PA的觸發(fā)條件；

（2）PA_CRT電平不作為本端司機(jī)室進(jìn)行PA的觸發(fā)條件，僅作為株機(jī)車接收音頻信號的一個控制條件。

修訂后，CACU將在同時檢測到PA模式控制線450121電平為高、語音控制線空閑，PTT被按下時，將傳聲器產(chǎn)生的音頻信號通過CACU送到每節(jié)車客室揚(yáng)聲器進(jìn)行廣播，同時通過全自動車鉤的音頻傳輸線45161、45171將音頻信號傳給另一列車進(jìn)行廣播，從根本上解決了無PA的問題。修改后的相關(guān)軟件邏輯如圖4所示。

軟件修訂完畢發(fā)布后，多次安排株機(jī)車與長客車進(jìn)行聯(lián)掛廣播測試。經(jīng)驗(yàn)證，兩列車的司機(jī)臺無論解鎖與否，任意一個司機(jī)臺發(fā)起PA，兩列車的客室均能正常聽到廣播聲音。

圖4　修改后的續(xù)建26列車PA控制邏輯圖

4　結(jié)語

目前株機(jī)車已按修訂后的控制邏輯完成了乘客信息系統(tǒng)CACU主處理器軟件的升級改造工作，使用情況良好，說明該技術(shù)優(yōu)化方案是正確合理的。本次升級改造項(xiàng)目利用現(xiàn)場有利條件巧妙地解決了車輛設(shè)計(jì)遺留問題，同時明確了深圳地鐵不同項(xiàng)目列車全自動車鉤中關(guān)于列車廣播控制信號的接口協(xié)議，為深圳地鐵后續(xù)新購車輛項(xiàng)目提供了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具有重要的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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Analysis of PA Failure in Train Couplet and Improvement

Xiao Zihong，Chen Dishui

AbstractBy analyzing the technical reasons of PA failure in the first phase project of Luobao Line in Shenzhen metro，which happened just when the engineering electric vehicles were coupling，and the manual brocasting from driver＇s cab failed to reach the passenger compartment.Combined with the practical operating requirements，an improved solution to the failure is proposed，which has successfully realized the broadcasting function.

Key wordsmetro；train couplet；passenger information system；public address（PA）failure；improvement

中圖分類號U 270.38＋2

DOI：10.16037∕j.1007-869x.2016.01.021

收稿日期：（2014-06-18）