低地板有轨电车乘客信息系统设计

■ 温晋峰 尹琛

温晋峰：南车南京浦镇车辆有限公司智能产品研发部，工程师，江苏 南京，210031

尹 琛：南车南京浦镇车辆有限公司智能产品研发部，工程师，江苏 南京，210031

在轨道交通领域，乘客信息系统已经被大众所熟知。低地板有轨电车其运营管理模式既不是公交车也不完全是轨道交通，对于乘客信息系统而言，合理的、人性化的设计将提高有轨电车的个性化程度，提升公众对有轨电车的认同感，也将为有轨电车运营带来一定的收益。

1 系统概述

低地板有轨电车相对于干线铁路车辆及地铁车辆，其车体结构较小，这就要求设备的集成要考虑小型化问题。为了提高系统的抗干扰能力及减少布线，系统采用全数字化设计也成为其一大特点及关键技术。另外对于地面复杂的交通情况，低地板车辆采用后视系统及车外广播来识别车辆两侧的情况并对车外行人进行提醒也是其一大特点。

低地板有轨电车乘客信息系统采用以太网总线网络进行设计，系统的全部数据通过以太网总线传输，UIC568总线作为备用。系统可以分为广播语音报站、乘客信息显示、多媒体播放、视频监控4个子系统。所有子系统既相互关联，也可以单独运行。操作触摸屏采用TCMS-IDD触摸屏。系统架构见图1。

2 系统功能设计

广播系统主要包含司机广播、司机对讲、乘客紧急对讲、语音自动报站、LED文字报站。视频播放系统可以提供实时电视和预录制视频（广告、紧急逃生等）节目，也可以显示文字信息。视频监控系统提供全方位的实时车内监控，能自动工作并且提供可靠的拍摄、记录和回放功能。

2.1 列车广播子系统

列车广播子系统采用数字广播，广播及对讲信号通过以太网传输，UIC568总线作为备用。

图1 系统架构

列车广播模式：自动广播模式、半自动广播模式、手动操作模式；在自动模式下，TCMS向PIS发送钥匙信号、距离信号、门释放信号和0速信号等。DVA模块将计算TCMS传来的数据，并自动触发广播；另外系统还设置车外广播、预录紧急广播。

列车具有对讲功能：司机与司机对讲、司机与乘客对讲、列车重联之后的对讲。

2.2 信息显示子系统

信息显示由LED显示和LCD显示组成。LED屏包括安装在司机室前端的前端显示器、安装在客室内贯通道上方的乘客信息显示器和安装在门侧的侧面显示器。前端显示器：主要显示终点站信息；客室内部显示器：用于显示列车行驶的相关信息，如列车运行的线路、方向、终点站及列车将要到达下一站的到站显示；侧面显示器：用于显示车厢号、车次号及服务区间等；LCD动态地图显示信息：用于显示列车运行线路、方向、下一站、客室车门打开侧、换乘站及相应线路的示意图，方便乘客乘行。

所有的信息显示都是和自动广播、半自动广播、人工广播自动控制，不需要司机干预，响应中央控制单元发来的触发信息，触发与其对应的显示单元，并与数字报站广播同步。

2.3 多媒体播放功能

LCD播放系统是基于列车以太网平台而设计, 由PSC、SW、LCD显示器及以太网构成。LCD播放系统通过特殊的传输和分配网络给乘客提供高质量的视频信息和必要的旅客信息。LCD播放系统负责播放数字电视广播（实时直播）、列车运营信息、紧急信息、动态地图及其他乘客服务信息等内容。LCD播放系统控制方式采用一控多的方式，即全列车LCD屏都接收激活司机室的PSC控制。为保证系统的稳定可靠，司机室的2个PSC同时工作，2个PSC互为热备份，当激活PSC出现故障时，另一个PSC立即接管所有的工作，媒体播放器不受影响。

2.4 视频监控子系统

视频监控子系统基于以太网干线，和LCD播放系统用同一个网络。所有车厢内的摄像机都和这个主干线连接。摄像机配置分为客室摄像机、司机室摄像机、前方摄像机、后视摄像机。视频监控系统除基本的摄像、存储、播放等功能外，还设计监控智能功能，系统状态监控和错误记录，探测视频信号的丢失，探测恶意摄像机遮盖，存储空间状态，视频处理与存储能支持H.264数字压缩技术，满足D1全实时录像和传输。

3 硬件集成设计

低地板列车相比干线铁路车辆及地铁车辆，其设备的安装控件受到很大限制，因此在系统设计时必须要考虑设备的小型化和集成化问题。

全系统硬件设备组成：PIS控制主机（PSC）、车厢控制器（PCU-BOX）、司机室控制器（CCU）、司机广播控制盒（PIS-MMI）、司机麦克风（MIC）、前端目的地显示器（FDU）、司机室扬声器（CabLSP）、车外扬声器（EL）、客室扬声器（IL）、乘客信息显示器（IDU）、车侧显示器（SDU）、乘客紧急对讲器（PCU）、LCD播放终端（LCD）、CCTV主机（VPU）、车厢交换机（SW）、后视镜控制器（VSU）、客室摄像机（SaCam）、司机室摄像机（CabCam）、前方摄像机（FCam）、后视摄像机（EVM）。

3.1 PIS控制主机

非标的3U机箱；模块化结构，每个模块都有不同的功能，能够方便地整合新的功能模块来满足用户的需求；可提供带司机室模块相关设备的必要接口，而且提供系统所需要的功能性接口。

200 Mb/s以太网带宽和2对音频总线；司机室设备的控制功能；行程路线管理，自动列车广播，自动车站音频和视频信息的播放；车辆PIS系统的设置、诊断和维护；通过以太网接口调试及更新软件；存储运营中广播语音和显示内容；冗余检查；系统日志和日志管理。

3.2 车厢控制器

客室扬声器组的冗余输出和控制；乘客紧急对讲的控制；解码广播音频信号。

3.3 CCTV主机

摄像机的录像存储；本地视频播放的控制管理；实时数字电视的播放控制管理；模拟录像视频接口，传输给TCMS的IDD设备。

3.4 司机广播控制盒

选择线路；选择和启动预先录制好的紧急播报；执行手动纠正站点。

3.5 车厢交换机

网络标准：IEEE 802.3、IEEE 802.3u、IEEE 802.3x、IEEE 802.1Q、IEEE 802.1d、IEEE 802.1X；支持协议：Port Trunk with LACP、ICMP、IGMP、TCP、UDP and OSPFVLAN；支持32个VLAN组，支持基于端口的VLAN，支持QoS，支持POE供电，组播管理，支持CoS（Class of Service），支持带宽控制，支持SMI接口自动轮询；具有广播风暴控制功能，LED指示电源和link/activity，提供简单的工作状态提示及故障排除；具备Web管理功能；支持自动翻转（Auto-MDI/MDIX）；无阻塞交换架构，全线速转发和最大吞吐量过滤数据包；支持MAC地址学习，自动调整传输方式和传输速率。

4 系统软件设计

为了对乘客信息系统进行科学管理及提高系统的可靠性，系统软件结构分应用层软件和底层软件两大部分，应用层软件主要对系统进行管理、维护及功能调用，负责各设备的协调动作；底层软件主要对硬件设备进行驱动。

5 结束语

低地板有轨电车乘客信息系统在设计理念上采用全数字化设计，符合现阶段技术发展的需要，同时给设备集成、系统管理维护及车辆布线带来很多的便利条件。系统小型化设计为整车的组装节约了空间。系统软件集成模式给设备标准化定制奠定了基础。随着社会的进步，信息量的不断增加，乘客信息系统还可以将新闻、股票、广告、电视、车辆周边其他信息提供给乘客，这需要在乘客信息系统的软件设计上更加贴近乘客需求，更加贴近运营管理者需求，在信号传输方式上更加贴近用户需求，多种传输方式并存及信号传输的网络安全性将是未来研究的重点。