地铁列车联挂后无法广播的原因分析及改进

肖滋洪　陈帝水

（1.深圳市地铁集团有限公司运营总部车辆中心安全技术部，518040，深圳；（2.深圳市地铁集团有限公司运营总部车辆中心检修一部，518040，深圳∥第一作者，高级工程师）

地铁列车联挂后无法广播的原因分析及改进

肖滋洪1陈帝水2

（1.深圳市地铁集团有限公司运营总部车辆中心安全技术部，518040，深圳；（2.深圳市地铁集团有限公司运营总部车辆中心检修一部，518040，深圳∥第一作者，高级工程师）

摘 要分析了深圳地铁罗宝线一期工程电动客车与续建工程电动客车的乘客信息系统在进行联挂后，无法实现列车间司机室对客室人工广播功能的技术原因。结合实际运营操作要求，针对性地提出了技术改进方案，成功实现了该项功能。

关键词地铁；列车联挂；乘客信息系统；客室广播失效；改进方案

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

深圳地铁罗宝线共配置了48列电动客车，其中22列由长春长客-庞巴迪有限公司生产（以下简为“长客车”），为罗宝线一期工程列车；26列由株洲电力机车有限公司生产（以下简为“株机车”），为罗宝线续建工程列车。两种车型均为6辆编组，并以2 个3节车构成的单元车组呈对称方式连接。每个单元车组的头车（A车）带司机室及全自动车钩。当两列车进行联挂时，联挂端A车通过全自动车钩实现两列车控制电路的连接。全自动车钩电子钩头触点分布见图1。其中，16～20触点、116～120触点用于实现两列车联挂后广播控制线的连接。

在株机车到段进行功能测试时，发现其与既有长客车联挂后无法实现PA（客室广播）功能。本文分析产生该问题的技术原因，并针对性地提出改进方案，成功实现了该项功能。

1　列车联挂后广播工作原理

当株机车与长客车通过全自动车钩联挂后，株机车的列车乘客信息系统通过全自动车钩实现两种车型乘客信息系统的互联互通。为识别司机室对客室对讲模式，在司机台面板上设置了1个三位模式选择开关，操作者可通过开关选择PA模式或者CC（司机室广播）模式。乘客信息系统广播控制单元（CACU）主处理器对三位旋钮开关的位置信号进行采集识别，并控制PA控制配线（PA_CRT）和CC控制配线（CC_ CRT）电平的输出，从而实现联挂列车间的PA和CC的控制功能。具体硬件接口功能框图如图2所示。PA功能模式的软件控制逻辑如图3所示。

根据设计定义，PA_CRT和CC_CRT均为低电平有效。即：无PA时，PA_CRT线（450163）相对于公共线（450162）为大于＋18 V高电平；无CC时，CC_CRT线（450164）相对于公共线（450162）为大于＋18 V高电平。

操作人员通过司机台面板上的广播模式旋钮开关选择相应的广播模式（PA或CC模式）。若操作人员选择PA模式，并按下传声器按压通话（PTT）按钮时，操作端司机室所在列车的PA_CRT线相对于公共线（450162）为小于＋2.5 V低电平，而CC_ CRT线（450164）仍保持大于＋18 V高电平，此时允许广播发起端司机室音频信号通过本端CACU，实现对本列车的客室广播，同时通过音频传输线450161和450171将音频信号送到另一列车CACU主处理器处理，实现对另一列车的客室广播。

图1　全自动车钩电子钩头触点分布图

图2　株机车与长客车联挂原理框图

当操作人员选择CC模式，并按下传声器PTT按钮时，操作端司机室所在列车的CC_CRT线（450164）为小于2.5 V低电平，而PA_CRT线相对于公共线（450162）保持大于18 V高电平，允许广播发起端司机室音频信号通过本端CACU，实现对本列车司机室广播，同时通过音频传输线450161和450171将音频信号送到另一列车CACU主处理器处理，实现对另一列车司机室广播。

2　列车联挂后广播存在问题及原因分析

在株机车到段进行功能测试时，发现该项目列车与一期既有长客车联挂后，无法实现PA功能，具体表现在长客车司机台解锁后，在株机车司机台进行PA操作时，两列车客室均无法听到广播。当列车在正线运营需要实施列车救援作业时，该广播功能失效，将导致司机无法及时对列车乘客进行广播安抚和紧急信息通报，严重影响运营安全。

根据列车联挂工况下PA控制原理，并结合长客车司机台解锁后株机车PA失效的实际故障现象，对PA_CRT和CC_CRT在不同使用工况下的电压值进行测量。测量结果见表1。

图3　更改前的株机车PA控制流程图

表1　PA和CC广播控制配线电压测量表

对比表1中的数据，在长客车司机台解锁的条件下，PA_CRT线（450163）为低电平，CC_CRT线（450164）为高电平。而根据图3所示的软件控制逻辑流程，当长客车司机台解锁后，株机车CACU主处理器在检测到PA_CRT为低电平且CC_CRT为高电平时，判断本车只能接收长客车通过音频传输线450161和450171传送的音频信号，而不允许在本车司机室进行PA操作，因此在此种工况下，株机车客室和长客车客室均无法听到PA。

通过上述故障原因分析可确认，由于株机车关于联挂工况下的广播软件功能接口与长客车对应功能接口间的协议不匹配，导致了广播功能不能实现。

3　技术方案改进及验证

本着以最低改造代价，且不对实际运用操作产生较大影响的原则，实现两种车型的广播系统兼容和匹配，需对株机车乘客信息系统的CACU主处理器软件中的接口功能控制逻辑进行修订。

鉴于存在长客车司机台解锁后，PA控制配线将转变为低电平的特殊情况，可将续建26列车的乘客信息系统CACU程序中关于PA的控制逻辑进行如下修订：

（1）将本车PA模式激活信号（450121线高电平）和PTT按钮已按下作为本端司机室进行PA的触发条件；

（2）PA_CRT电平不作为本端司机室进行PA的触发条件，仅作为株机车接收音频信号的一个控制条件。

修订后，CACU将在同时检测到PA模式控制线450121电平为高、语音控制线空闲，PTT被按下时，将传声器产生的音频信号通过CACU送到每节车客室扬声器进行广播，同时通过全自动车钩的音频传输线45161、45171将音频信号传给另一列车进行广播，从根本上解决了无PA的问题。修改后的相关软件逻辑如图4所示。

软件修订完毕发布后，多次安排株机车与长客车进行联挂广播测试。经验证，两列车的司机台无论解锁与否，任意一个司机台发起PA，两列车的客室均能正常听到广播声音。

图4　修改后的续建26列车PA控制逻辑图

4　结语

目前株机车已按修订后的控制逻辑完成了乘客信息系统CACU主处理器软件的升级改造工作，使用情况良好，说明该技术优化方案是正确合理的。本次升级改造项目利用现场有利条件巧妙地解决了车辆设计遗留问题，同时明确了深圳地铁不同项目列车全自动车钩中关于列车广播控制信号的接口协议，为深圳地铁后续新购车辆项目提供了技术标准，具有重要的指导意义。

参考文献

［1］ 深圳市地铁集团有限公司.1号线续建工程车辆电气原理图［G］.深圳：深圳市地铁集团有限公司，2009.

［2］ 深圳市地铁集团有限公司.1号线续建工程项目合同文件［G］.深圳：深圳市地铁集团有限公司，2009.

［3］ 马丽英.广州地铁二、八号线延长线车辆乘客信息系统［J］.电力机车与城轨车辆，2009（4）：23.

［4］ 郭楠楠.浅谈地铁二号线列车广播报站工作机制［J］.科技信息，2013（4）：492.

［5］ 王磊，何正有.高速列车网络技术特点及其应用［J］.城市轨道交通研究，2008（2）：61.

［6］ 程宏声.上海轨道交通5号线列车广播系统的改造［J］.城市轨道交通研究，2014（5）：139.

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

中图分类号U 270.38＋2

DOI：10.16037∕j.1007-869x.2016.01.021

收稿日期：（2014-06-18）