地鐵列車廣播系統(tǒng)的應(yīng)用

程陽

摘 要：本文檔描述了一個6節(jié)車廂編組列車的廣播系統(tǒng)，該系統(tǒng)直接面向乘客廣播和信息顯示，其先進(jìn)性、可靠性、穩(wěn)定性、抗干擾性更加突出，智能化的廣播系統(tǒng)是地鐵車輛的重要組成部分。本文以武漢地鐵某線路車輛廣播系統(tǒng)為研究對象，分析了廣播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、主要功能以及工作原理條件等。

關(guān)鍵詞：列車廣播;穩(wěn)定性;智能化

1 系統(tǒng)概述

整個系統(tǒng)采用全數(shù)字化設(shè)計，基于MVB總線技術(shù)的數(shù)字化廣播，所有語音廣播、對講及乘客緊急報警系統(tǒng)的音頻和控制信號，使整套系統(tǒng)已經(jīng)提升為全數(shù)字傳輸系統(tǒng)，其先進(jìn)性、可靠性、穩(wěn)定性、抗干擾性更加突出。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1 廣播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（PA）

本系統(tǒng)為一個“分布式”系統(tǒng)，列車兩端駕駛室內(nèi)均安裝有一套相互冗余的系統(tǒng)控制器，控制整列列車的乘客信息系統(tǒng)的運(yùn)行;每個客室內(nèi)均安裝有一套相同的客室控制器，所有的客室控制器均掛載在總線上，任何一個客室控制器的損壞都不會導(dǎo)致其他控制器的失效。

列車廣播控制單元（ACSU）：ACSU為模塊化設(shè)備，采用標(biāo)準(zhǔn)19英寸3U機(jī)箱，所有連接器均位于設(shè)備的前端。ACSU集成電源轉(zhuǎn)換模塊、列車廣播主控制器、交換機(jī)等。

廣播控制盒（DACU）：廣播系統(tǒng)在司機(jī)室控制臺上提供廣播控制盒（DACU），帶有一個LCD液晶顯示屏，DACU提供人機(jī)接口的控制面板，司機(jī)可通過該面板執(zhí)行各種通訊操作，進(jìn)行廣播系統(tǒng)的輸出控制，如設(shè)置起點(diǎn)站、終點(diǎn)站、消音、暫停、越站、廣播監(jiān)聽等。

客室廣播與視頻控制單元（PACU）：PACU是客室內(nèi)控制廣播、信息顯示和車載攝像機(jī)系統(tǒng)的主控器。PACU為模塊化設(shè)備，采用3U機(jī)箱，所有連接器均位于設(shè)備的前端。每個PACU分兩路驅(qū)動客室內(nèi)10個揚(yáng)聲器。同時也與PECU進(jìn)行音頻通訊和供電。

乘客緊急報警裝置（PECU）：每節(jié)車廂內(nèi)配置3臺PECU。PECU是一個嵌入式安裝的設(shè)備，連接器接口位于設(shè)備的頂端。

終點(diǎn)站顯示器（EDD）：終點(diǎn)站顯示器采用雙基色LED屏，用于顯示列車行駛目的地，通過接收指令信號顯示車輛目的地信息。

貫通道顯示單元（IDU）：乘客信息顯示器采用雙基色LED屏，每個客室提供2個LED貫通道顯示器。

3 主要功能

廣播總線基于MVB總線技術(shù)設(shè)計，列車廣播系統(tǒng)、司機(jī)對講、乘客緊急報警系統(tǒng)的音頻和控制信號經(jīng)由調(diào)制器編制為數(shù)字信號后，通過1對屏蔽雙絞線進(jìn)行傳輸，至客室后再進(jìn)行解調(diào)還原處理。為保障系統(tǒng)的冗余性和可靠性，同時，另配置一對相同的屏蔽雙絞線并行冗余傳輸相同的數(shù)據(jù)信號。

3.1 廣播控制盒（DACU）配置

廣播系統(tǒng)在司機(jī)室控制臺上提供廣播控制盒（DACU），帶有一個LCD液晶顯示屏，DACU提供人機(jī)接口的控制面板，司機(jī)可通過該面板執(zhí)行各種通訊操作，進(jìn)行廣播系統(tǒng)的輸出控制。在TCMS故障的情況下，DACU能進(jìn)行半自動或手動模式選擇，保證報站廣播不受影響。

3.2 控制中心對列車廣播

列車廣播系統(tǒng)為車載無線通信系統(tǒng)提供語音接口和提供所需要的控制信號接口，來激活控制中心對客室乘客的廣播和控制中心與司機(jī)室的對講，廣播只對已經(jīng)激活的列車有效。

3.3 司機(jī)對乘客廣播

司機(jī)可以通過按下DACU上<人工廣播>按鍵觸發(fā)司機(jī)人工廣播功能，可以對客室乘客進(jìn)行人工廣播，預(yù)告前方到站和有關(guān)信息。按下廣播按鍵后，帶指示燈的<人工廣播>按鍵指示燈保持常亮，功能初始化完成。司機(jī)可以通過司機(jī)室話筒對客室乘客進(jìn)行講話。

3.4 司機(jī)室對講

DACU面板上設(shè)置激活司機(jī)對講功能的按鍵<司機(jī)對講>。在有蓄電池供電的情況下，當(dāng)一端司機(jī)室駕駛員需要與另一端駕駛員通話時，司機(jī)按下<司機(jī)對講>按鍵，在沒有更高優(yōu)先級通訊模式占用的情況下，對講通訊功能被激活，兩端司機(jī)可以進(jìn)行全雙工對講。

3.5 緊急報警對講

每輛車客室在適當(dāng)位置配3套乘客與司機(jī)乘客緊急對講裝置（PECU）。

3.6 報站功能

ACSU中集成列車廣播控制模塊，集成板載存儲單元，存儲各種數(shù)字化預(yù)錄的廣播信息，數(shù)字語音廣播裝置通過車內(nèi)所有揚(yáng)聲器播放，廣播提供兩種語言的錄音（普通話、英語）。

4 系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)上電后即進(jìn)入工作狀態(tài)，系統(tǒng)首先進(jìn)行內(nèi)部設(shè)備自檢。自檢工作內(nèi)容包括所有的PIS系統(tǒng)的設(shè)備，如ACSU、PACU、DACU、PECU、TDVR等設(shè)備的工作狀態(tài)，LED和LCD顯示器亦將被點(diǎn)亮進(jìn)行自檢，同時檢測各個主要設(shè)備間的通訊。

廣播系統(tǒng)采用先進(jìn)的數(shù)字語音傳輸技術(shù)，整個系統(tǒng)總線為相互冗余的屏蔽雙絞線傳輸數(shù)字化的廣播音頻及控制信號，貫穿整列列車，ACSU、DACU和PACU作為總線設(shè)備掛載在總線級數(shù)字廣播總線上。每個客室內(nèi)乘客緊急對講單元（PECU）同樣采用相互冗余的屏蔽雙絞線傳輸數(shù)字化的對講音頻信號及控制信號，PACU上提供2路端口提供左右兩側(cè)的PECU信號，同時端口上還提供1路電源供PECU使用。客室揚(yáng)聲器通過一對音頻線連接到PACU的功率放大器，PACU內(nèi)設(shè)計兩個完全相同的功率模塊，提供2路端口連接本車廂的兩路揚(yáng)聲器。

所有報站有三種模式：

全自動報站——在有ATC情況下，車載廣播系統(tǒng)能實時接收列車管理系統(tǒng)（TCMS）發(fā)來的全自動模式信號、線路號、當(dāng)前站、終點(diǎn)站、下一站、離站廣播、到站廣播信號、開關(guān)門信號等，實現(xiàn)列車預(yù)存儲數(shù)字語音全自動廣播;

半自動報站——在無ATC信號情況下，由TCMS發(fā)送相關(guān)信號給廣播系統(tǒng)觸發(fā)預(yù)錄廣播。司機(jī)可通過HMI觸摸屏設(shè)定路徑信息，由車輛控制系統(tǒng)TCMS向PIS發(fā)送控制指令，PIS控制單元根據(jù)接收到的起始站ID、終點(diǎn)站ID、跳站信號、速度信息等，進(jìn)行相應(yīng)的計算（根據(jù)速度信號計算距離，由軟件設(shè)置的距離進(jìn)行離站和到站廣播）處理后自動播放語音片斷和顯示器顯示信息。該語音片段和顯示信息的內(nèi)容與ATC控制的數(shù)字語音合成自動報站內(nèi)容相同;

手動報站——司機(jī)通過DACU上的LCD屏，可以進(jìn)行線路設(shè)置，并通過DACU上的離站和到站廣播按鈕進(jìn)行離站和到站廣播。

5 總結(jié)

本文以武漢地鐵某線路車輛乘客信息顯示系統(tǒng)為研究對象，探討分析了乘客信息顯示系統(tǒng)的功能、組成結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)行方式條件。廣播系統(tǒng)是城市軌道交通運(yùn)營中最關(guān)鍵的系統(tǒng)之一，對地鐵運(yùn)營影響較大，通過對其結(jié)構(gòu)、功能的分析能夠優(yōu)化檢修修程，保障運(yùn)營安全。

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