TSI標準下乘客緊急通信裝置的設計及應用

劉文廣　王磊　王福源

摘 要：針對歐洲市場對鐵路車載產品互聯互通的要求，結合歐盟鐵路互聯互通技術規范（Technical Specification for Interoperability，TSI）對互通部件（Interoperability Constituent，IC）的定義，提出一種乘客緊急通信裝置的設計方案。通過分析TSI相關技術要求，詳細闡述該車載緊急通信裝置的硬件設計指標、指示狀態描述、基本操作實現以及基礎試驗驗證等內容，最后結合該產品的使用環境提出后續優化方案的方向，為該產品進一步優化提供了參考。

關鍵詞：互聯互通;歐盟鐵路互聯互通技術規范（TSI）;緊急通信裝置

中圖分類號：U285 文獻標識碼：A 文章編號：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

隨著“一帶一路”倡議的穩步推進，越來越多的“中國制造”走出國門，走向世界。鐵路作為中國特有的一張靚麗名片，在全球鐵路行業中扮演著越來越重要的角色。然而，作為入歐的基本門檻，車載產品應符合歐洲當地的法律法規、設計規范等要求。特別是歐盟鐵路互聯互通技術規范（Technical Specification for Interoperability，TSI），更是車載產品入歐必須嚴格遵循的技術規范[1]。該規范是為了消除歐盟國與國之間的跨國鐵路運輸發展障礙，進一步提高鐵路運輸效率，構筑泛歐鐵路運輸網（Trans-European Transport Networks，TEN），達到互聯互通的要求而編制的一種針對鐵路運輸的互聯互通性技術規范[2]。

乘客緊急通信裝置作為TSI中指定的互通部件（Interoperability Constituent，IC），在方案設計、硬件設計、軟件設計以及測試驗證等各研發環節均要考慮互聯互通的要求[3]。目前，在國內乘客緊急通信裝置的設計中，很少有廠家或研發機構考慮TSI的要求。但是，隨著中國高鐵走出去的步伐不斷加快，入歐需求越來越迫切，因此產品的TSI認證是國內廠家不得不考慮的一個重要因素。

1 相關TSI技術要求分析

針對乘客緊急通信裝置TSI標準中給出如下設計要求[4]：①通過一個符號來指示，該符號背景色為綠色或黃色，包含一個白色標志（代表電鈴或電話），可以在底部或邊框上，也可以在單獨的象形圖上;②含有觸覺符號;③向乘客發出一個可視的、可聽到的指示，告訴乘客它開始或正在工作;④必要時提供額外的操作信息;⑤能夠用手掌觸發按鈕報警，但需要不超過30 N的力來觸發。

針對以上要求的第②項及第⑤項，有如下詳細的說明：觸覺標志符號或者觸覺控制裝置應包含凸起的象形圖、文字或盲文;能夠用手掌觸發的報警設備，在工作狀態下可通過手掌或手的任何部分進行操作，不需要手指伸開。根據定義，報警器的手掌觸發能夠使用握緊的拳頭或手掌（不伸出手指）來進行正常操作。具體操作見圖1。

2 乘客緊急通信裝置的設計

乘客緊急通信裝置（以下簡稱“緊急通信裝置”）是鐵路車輛乘客信息系統（Passenger Information System，PIS）內廣播系統的一個組件。乘客緊急通信裝置是在列車出現緊急情況時，使乘客能夠與列車司機室進行通信的基礎裝置。必要時，乘客按下設備前面板上的呼叫按鈕，司機室選擇接通后即可進行緊急通話。乘客緊急通信裝置安裝在對車輛乘客開放的區域，通過以太網接口進行通信連接。

2.1 硬件設計

緊急通信裝置包含一個揚聲器和一個麥克風，分別位于面板上方和下方。此外，乘客緊急通信裝置前面板包括：①指示燈，提示有關設備狀態和通話狀態的信息;②麥克風，接收乘客緊急通信的語音;③控制按鈕，用于請求與司機室進行通信連接的建立;④揚聲器，放大輸出司機室司機的通話語音。緊急通信裝置前面板布局見圖2。

2.2 狀態描述

緊急通信裝置前面板控制按鈕上方的一組指示燈，分別為“Busy”“Wait”和“Call”，告知乘客該裝置的操作狀態和與司機室的通信連接狀態。

緊急通信裝置有4種工作模式。①待機模式，所有指示燈熄滅，按下控制按鈕會發出緊急呼叫請求。②等待連接，黃色指示燈“Wait”亮，按下控制按鈕發送通信連接請求。③呼叫接通，綠色指示燈“Call”亮，可以與司機室進行通話且僅司機室可單向中斷通話。④線路忙，紅色指示燈“Busy”亮，按下控制按鈕可能需要等待較長時間才可進行通話。因為設備的通信線路正忙，即其他緊急呼叫裝置正在進行通話，必須等到之前的緊急呼叫終止后才可通話（紅色指示燈“Busy”熄滅）。具體的狀態指示說明如表1所示。

2.3 基本操作

緊急通信裝置接入系統并通電后先進行初始化，所有發光二極管（Light-Emitting Diode，LED）指示燈在前面板上點亮0.3 s后熄滅。啟動和終止通信連接步驟如下：①緊急通信裝置處于待機模式，所有指示燈熄滅;②按下面板控制按鈕;③揚聲器發出呼叫提示音，黃色指示燈“Wait”（沙漏標識）點亮，等待處理接通;④司機室處理接通，黃色指示燈“Wait”熄滅，綠色指示燈“Call”（對話標識）點亮，可以開始進行對話;[⑤]司機室話筒掛機后，綠色指示燈“Call”（對話標識）熄滅，通話結束。

3 TSI試驗驗證

3.1 可視和可聽測試

3.1.1 獨立測試。乘客緊急通信裝置接通24 V直流電源后，裝置開始啟動程序，加載初始化進程。啟動過程中會伴有3次逐漸增強的“滴滴”聲，約4 s后，程序完全啟動。此時可看到面板上所有指示燈全亮，0.3 s后熄滅，初始化進程加載完畢，裝置進入待機狀態。裝置面板上有可觸摸的盲文符號，實驗員可手動觸摸該符號，模擬盲人識別緊急通信裝置并觸發報警。

3.1.2 綜合測試。用手掌按動報警按鈕，等待連接（Wait）黃色燈會亮起，同時面板上揚聲器會發出提示音，滿足“向乘客發出一個可視的、可聽到的指示”這一要求，如圖3所示。接通后，呼叫接通（Call）綠色指示燈會亮起，表明該設備正處于通話狀態，如圖4所示。

3.2 按鈕壓力測試

用推拉力計施加5 N的力在控制按鈕上，面板上連接等待（Wait）黃色燈亮起，面板上揚聲器發出提示音，可實現報警功能，測試見圖5。

經北德（VUZ）認證公司充分嚴格的測試，緊急通信裝置控制按鈕的各項參數均順利通過測試，完全符合TSI的相關技術要求。

4 應用

該產品自通過TSI認證測試后，已廣泛應用于捷克動車組、奧地利雙層動車組項目，產品合理的設計、完善的功能以及可靠的運行得到了歐洲業主的一致好評，為歐洲在該產品領域的互聯互通提供了高質量的中國方案[5]。

5 結語

針對鐵路產品的歐洲市場需求，詳細分析乘客緊急通信裝置的TSI技術要求，提出了一種緊急通信裝置的設計方案。在該方案中重點描述了緊急通信裝置的詳細硬件設計、指示狀態說明以及基本操作說明，并委托第三方認證機構對該產品進行了詳細具體的試驗驗證，最終產品順利通過認證機構的測試并可靠應用于泛歐鐵路，為歐洲在該產品領域的互聯互通提供了中國方案。但是，該產品有其使用環境要求，因按鈕設計為凸出型設計，安裝高度過低可能會導致誤觸，引起緊急報警誤觸。后續的設計研究可以從如何使按鈕更合理化、人性化以及防誤觸等角度出發進行創新改進。

參考文獻：

[1]蔣田芳，張文斌.歐盟鐵路互聯互通技術規范及歐盟指令符合性認證綜述[J].鐵道技術監督，2014（10）：1-6.

[2]尹剛.歐盟鐵路信號系統互聯互通技術規范（TSI）認證解析[J].鐵路通信信號工程技術，2017（4）：105-108.

[3]歐盟委員會.COMMISSION REGULATION （EU） No 1302/2014[S].布魯塞爾：歐洲聯盟官方公報，2014.

[4]歐盟委員會.COMMISSION REGULATION （EU） No 1300/2014[S].布魯塞爾：歐洲聯盟官方公報，2014.

[5]谷祥帥，賀燏，李龍，等.符合TSI要求的貨運電力機車車體設計[J].機車電傳動，2021（4）：60-63.

3917501908267