■ 溫晉峰 尹琛

溫晉峰：南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司智能產品研發(fā)部，工程師，江蘇 南京，210031

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在軌道交通領域，乘客信息系統(tǒng)已經被大眾所熟知。低地板有軌電車其運營管理模式既不是公交車也不完全是軌道交通，對于乘客信息系統(tǒng)而言，合理的、人性化的設計將提高有軌電車的個性化程度，提升公眾對有軌電車的認同感，也將為有軌電車運營帶來一定的收益。

1 系統(tǒng)概述

低地板有軌電車相對于干線鐵路車輛及地鐵車輛，其車體結構較小，這就要求設備的集成要考慮小型化問題。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力及減少布線，系統(tǒng)采用全數(shù)字化設計也成為其一大特點及關鍵技術。另外對于地面復雜的交通情況，低地板車輛采用后視系統(tǒng)及車外廣播來識別車輛兩側的情況并對車外行人進行提醒也是其一大特點。

低地板有軌電車乘客信息系統(tǒng)采用以太網(wǎng)總線網(wǎng)絡進行設計，系統(tǒng)的全部數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)總線傳輸，UIC568總線作為備用。系統(tǒng)可以分為廣播語音報站、乘客信息顯示、多媒體播放、視頻監(jiān)控4個子系統(tǒng)。所有子系統(tǒng)既相互關聯(lián)，也可以單獨運行。操作觸摸屏采用TCMS-IDD觸摸屏。系統(tǒng)架構見圖1。

2 系統(tǒng)功能設計

廣播系統(tǒng)主要包含司機廣播、司機對講、乘客緊急對講、語音自動報站、LED文字報站。視頻播放系統(tǒng)可以提供實時電視和預錄制視頻（廣告、緊急逃生等）節(jié)目，也可以顯示文字信息。視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供全方位的實時車內監(jiān)控，能自動工作并且提供可靠的拍攝、記錄和回放功能。

2.1 列車廣播子系統(tǒng)

列車廣播子系統(tǒng)采用數(shù)字廣播，廣播及對講信號通過以太網(wǎng)傳輸，UIC568總線作為備用。

圖1 系統(tǒng)架構

列車廣播模式：自動廣播模式、半自動廣播模式、手動操作模式；在自動模式下，TCMS向PIS發(fā)送鑰匙信號、距離信號、門釋放信號和0速信號等。DVA模塊將計算TCMS傳來的數(shù)據(jù)，并自動觸發(fā)廣播；另外系統(tǒng)還設置車外廣播、預錄緊急廣播。

列車具有對講功能：司機與司機對講、司機與乘客對講、列車重聯(lián)之后的對講。

2.2 信息顯示子系統(tǒng)

信息顯示由LED顯示和LCD顯示組成。LED屏包括安裝在司機室前端的前端顯示器、安裝在客室內貫通道上方的乘客信息顯示器和安裝在門側的側面顯示器。前端顯示器：主要顯示終點站信息；客室內部顯示器：用于顯示列車行駛的相關信息，如列車運行的線路、方向、終點站及列車將要到達下一站的到站顯示；側面顯示器：用于顯示車廂號、車次號及服務區(qū)間等；LCD動態(tài)地圖顯示信息：用于顯示列車運行線路、方向、下一站、客室車門打開側、換乘站及相應線路的示意圖，方便乘客乘行。

所有的信息顯示都是和自動廣播、半自動廣播、人工廣播自動控制，不需要司機干預，響應中央控制單元發(fā)來的觸發(fā)信息，觸發(fā)與其對應的顯示單元，并與數(shù)字報站廣播同步。

2.3 多媒體播放功能

LCD播放系統(tǒng)是基于列車以太網(wǎng)平臺而設計, 由PSC、SW、LCD顯示器及以太網(wǎng)構成。LCD播放系統(tǒng)通過特殊的傳輸和分配網(wǎng)絡給乘客提供高質量的視頻信息和必要的旅客信息。LCD播放系統(tǒng)負責播放數(shù)字電視廣播（實時直播）、列車運營信息、緊急信息、動態(tài)地圖及其他乘客服務信息等內容。LCD播放系統(tǒng)控制方式采用一控多的方式，即全列車LCD屏都接收激活司機室的PSC控制。為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，司機室的2個PSC同時工作，2個PSC互為熱備份，當激活PSC出現(xiàn)故障時，另一個PSC立即接管所有的工作，媒體播放器不受影響。

2.4 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

視頻監(jiān)控子系統(tǒng)基于以太網(wǎng)干線，和LCD播放系統(tǒng)用同一個網(wǎng)絡。所有車廂內的攝像機都和這個主干線連接。攝像機配置分為客室攝像機、司機室攝像機、前方攝像機、后視攝像機。視頻監(jiān)控系統(tǒng)除基本的攝像、存儲、播放等功能外，還設計監(jiān)控智能功能，系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控和錯誤記錄，探測視頻信號的丟失，探測惡意攝像機遮蓋，存儲空間狀態(tài)，視頻處理與存儲能支持H.264數(shù)字壓縮技術，滿足D1全實時錄像和傳輸。

3 硬件集成設計

低地板列車相比干線鐵路車輛及地鐵車輛，其設備的安裝控件受到很大限制，因此在系統(tǒng)設計時必須要考慮設備的小型化和集成化問題。

全系統(tǒng)硬件設備組成：PIS控制主機（PSC）、車廂控制器（PCU-BOX）、司機室控制器（CCU）、司機廣播控制盒（PIS-MMI）、司機麥克風（MIC）、前端目的地顯示器（FDU）、司機室揚聲器（CabLSP）、車外揚聲器（EL）、客室揚聲器（IL）、乘客信息顯示器（IDU）、車側顯示器（SDU）、乘客緊急對講器（PCU）、LCD播放終端（LCD）、CCTV主機（VPU）、車廂交換機（SW）、后視鏡控制器（VSU）、客室攝像機（SaCam）、司機室攝像機（CabCam）、前方攝像機（FCam）、后視攝像機（EVM）。

3.1 PIS控制主機

非標的3U機箱；模塊化結構，每個模塊都有不同的功能，能夠方便地整合新的功能模塊來滿足用戶的需求；可提供帶司機室模塊相關設備的必要接口，而且提供系統(tǒng)所需要的功能性接口。

200 Mb/s以太網(wǎng)帶寬和2對音頻總線；司機室設備的控制功能；行程路線管理，自動列車廣播，自動車站音頻和視頻信息的播放；車輛PIS系統(tǒng)的設置、診斷和維護；通過以太網(wǎng)接口調試及更新軟件；存儲運營中廣播語音和顯示內容；冗余檢查；系統(tǒng)日志和日志管理。

3.2 車廂控制器

客室揚聲器組的冗余輸出和控制；乘客緊急對講的控制；解碼廣播音頻信號。

3.3 CCTV主機

攝像機的錄像存儲；本地視頻播放的控制管理；實時數(shù)字電視的播放控制管理；模擬錄像視頻接口，傳輸給TCMS的IDD設備。

3.4 司機廣播控制盒

選擇線路；選擇和啟動預先錄制好的緊急播報；執(zhí)行手動糾正站點。

3.5 車廂交換機

網(wǎng)絡標準：IEEE 802.3、IEEE 802.3u、IEEE 802.3x、IEEE 802.1Q、IEEE 802.1d、IEEE 802.1X；支持協(xié)議：Port Trunk with LACP、ICMP、IGMP、TCP、UDP and OSPFVLAN；支持32個VLAN組，支持基于端口的VLAN，支持QoS，支持POE供電，組播管理，支持CoS（Class of Service），支持帶寬控制，支持SMI接口自動輪詢；具有廣播風暴控制功能，LED指示電源和link/activity，提供簡單的工作狀態(tài)提示及故障排除；具備Web管理功能；支持自動翻轉（Auto-MDI/MDIX）；無阻塞交換架構，全線速轉發(fā)和最大吞吐量過濾數(shù)據(jù)包；支持MAC地址學習，自動調整傳輸方式和傳輸速率。

4 系統(tǒng)軟件設計

為了對乘客信息系統(tǒng)進行科學管理及提高系統(tǒng)的可靠性，系統(tǒng)軟件結構分應用層軟件和底層軟件兩大部分，應用層軟件主要對系統(tǒng)進行管理、維護及功能調用，負責各設備的協(xié)調動作；底層軟件主要對硬件設備進行驅動。

5 結束語

低地板有軌電車乘客信息系統(tǒng)在設計理念上采用全數(shù)字化設計，符合現(xiàn)階段技術發(fā)展的需要，同時給設備集成、系統(tǒng)管理維護及車輛布線帶來很多的便利條件。系統(tǒng)小型化設計為整車的組裝節(jié)約了空間。系統(tǒng)軟件集成模式給設備標準化定制奠定了基礎。隨著社會的進步，信息量的不斷增加，乘客信息系統(tǒng)還可以將新聞、股票、廣告、電視、車輛周邊其他信息提供給乘客，這需要在乘客信息系統(tǒng)的軟件設計上更加貼近乘客需求，更加貼近運營管理者需求，在信號傳輸方式上更加貼近用戶需求，多種傳輸方式并存及信號傳輸?shù)木W(wǎng)絡安全性將是未來研究的重點。