地铁列车广播系统的应用

程阳

摘 要：本文档描述了一个6节车厢编组列车的广播系统，该系统直接面向乘客广播和信息显示，其先进性、可靠性、稳定性、抗干扰性更加突出，智能化的广播系统是地铁车辆的重要组成部分。本文以武汉地铁某线路车辆广播系统为研究对象，分析了广播系统的结构、主要功能以及工作原理条件等。

关键词：列车广播;稳定性;智能化

1 系统概述

整个系统采用全数字化设计，基于MVB总线技术的数字化广播，所有语音广播、对讲及乘客紧急报警系统的音频和控制信号，使整套系统已经提升为全数字传输系统，其先进性、可靠性、稳定性、抗干扰性更加突出。

2 系统结构

图1 广播系统结构图（PA）

本系统为一个“分布式”系统，列车两端驾驶室内均安装有一套相互冗余的系统控制器，控制整列列车的乘客信息系统的运行;每个客室内均安装有一套相同的客室控制器，所有的客室控制器均挂载在总线上，任何一个客室控制器的损坏都不会导致其他控制器的失效。

列车广播控制单元（ACSU）：ACSU为模块化设备，采用标准19英寸3U机箱，所有连接器均位于设备的前端。ACSU集成电源转换模块、列车广播主控制器、交换机等。

广播控制盒（DACU）：广播系统在司机室控制台上提供广播控制盒（DACU），带有一个LCD液晶显示屏，DACU提供人机接口的控制面板，司机可通过该面板执行各种通讯操作，进行广播系统的输出控制，如设置起点站、终点站、消音、暂停、越站、广播监听等。

客室广播与视频控制单元（PACU）：PACU是客室内控制广播、信息显示和车载摄像机系统的主控器。PACU为模块化设备，采用3U机箱，所有连接器均位于设备的前端。每个PACU分两路驱动客室内10个扬声器。同时也与PECU进行音频通讯和供电。

乘客紧急报警装置（PECU）：每节车厢内配置3台PECU。PECU是一个嵌入式安装的设备，连接器接口位于设备的顶端。

终点站显示器（EDD）：终点站显示器采用双基色LED屏，用于显示列车行驶目的地，通过接收指令信号显示车辆目的地信息。

贯通道显示单元（IDU）：乘客信息显示器采用双基色LED屏，每个客室提供2个LED贯通道显示器。

3 主要功能

广播总线基于MVB总线技术设计，列车广播系统、司机对讲、乘客紧急报警系统的音频和控制信号经由调制器编制为数字信号后，通过1对屏蔽双绞线进行传输，至客室后再进行解调还原处理。为保障系统的冗余性和可靠性，同时，另配置一对相同的屏蔽双绞线并行冗余传输相同的数据信号。

3.1 广播控制盒（DACU）配置

广播系统在司机室控制臺上提供广播控制盒（DACU），带有一个LCD液晶显示屏，DACU提供人机接口的控制面板，司机可通过该面板执行各种通讯操作，进行广播系统的输出控制。在TCMS故障的情况下，DACU能进行半自动或手动模式选择，保证报站广播不受影响。

3.2 控制中心对列车广播

列车广播系统为车载无线通信系统提供语音接口和提供所需要的控制信号接口，来激活控制中心对客室乘客的广播和控制中心与司机室的对讲，广播只对已经激活的列车有效。

3.3 司机对乘客广播

司机可以通过按下DACU上<人工广播>按键触发司机人工广播功能，可以对客室乘客进行人工广播，预告前方到站和有关信息。按下广播按键后，带指示灯的<人工广播>按键指示灯保持常亮，功能初始化完成。司机可以通过司机室话筒对客室乘客进行讲话。

3.4 司机室对讲

DACU面板上设置激活司机对讲功能的按键<司机对讲>。在有蓄电池供电的情况下，当一端司机室驾驶员需要与另一端驾驶员通话时，司机按下<司机对讲>按键，在没有更高优先级通讯模式占用的情况下，对讲通讯功能被激活，两端司机可以进行全双工对讲。

3.5 紧急报警对讲

每辆车客室在适当位置配3套乘客与司机乘客紧急对讲装置（PECU）。

3.6 报站功能

ACSU中集成列车广播控制模块，集成板载存储单元，存储各种数字化预录的广播信息，数字语音广播装置通过车内所有扬声器播放，广播提供两种语言的录音（普通话、英语）。

4 系统工作原理

系统上电后即进入工作状态，系统首先进行内部设备自检。自检工作内容包括所有的PIS系统的设备，如ACSU、PACU、DACU、PECU、TDVR等设备的工作状态，LED和LCD显示器亦将被点亮进行自检，同时检测各个主要设备间的通讯。

广播系统采用先进的数字语音传输技术，整个系统总线为相互冗余的屏蔽双绞线传输数字化的广播音频及控制信号，贯穿整列列车，ACSU、DACU和PACU作为总线设备挂载在总线级数字广播总线上。每个客室内乘客紧急对讲单元（PECU）同样采用相互冗余的屏蔽双绞线传输数字化的对讲音频信号及控制信号，PACU上提供2路端口提供左右两侧的PECU信号，同时端口上还提供1路电源供PECU使用。客室扬声器通过一对音频线连接到PACU的功率放大器，PACU内设计两个完全相同的功率模块，提供2路端口连接本车厢的两路扬声器。

所有报站有三种模式：

全自动报站——在有ATC情况下，车载广播系统能实时接收列车管理系统（TCMS）发来的全自动模式信号、线路号、当前站、终点站、下一站、离站广播、到站广播信号、开关门信号等，实现列车预存储数字语音全自动广播;

半自动报站——在无ATC信号情况下，由TCMS发送相关信号给广播系统触发预录广播。司机可通过HMI触摸屏设定路径信息，由车辆控制系统TCMS向PIS发送控制指令，PIS控制单元根据接收到的起始站ID、终点站ID、跳站信号、速度信息等，进行相应的计算（根据速度信号计算距离，由软件设置的距离进行离站和到站广播）处理后自动播放语音片断和显示器显示信息。该语音片段和显示信息的内容与ATC控制的数字语音合成自动报站内容相同;

手动报站——司机通过DACU上的LCD屏，可以进行线路设置，并通过DACU上的离站和到站广播按钮进行离站和到站广播。

5 总结

本文以武汉地铁某线路车辆乘客信息显示系统为研究对象，探讨分析了乘客信息显示系统的功能、组成结构、工作原理、运行方式条件。广播系统是城市轨道交通运营中最关键的系统之一，对地铁运营影响较大，通过对其结构、功能的分析能够优化检修修程，保障运营安全。

参考文献：

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[3]张伟，贾涛.下一代地铁旅客信息系统广播控制系统单元的设计实现[J].铁路计算机应用，2018（11）：32-34+39.