鄭云富

（廈門軌道交通集團有限公司，福建廈門 361000）

與貼紙地圖、LED?動態(tài)地圖相比，大屏幕?LCD?動態(tài)地圖分辨率高、信號傳輸快、多畫面切換、顯示信息更加豐富，彌補了城市軌道交通信息顯示系統(tǒng)的不足。

廈門地鐵?1?號線在車輛設(shè)計伊始，就提出率先在業(yè)內(nèi)采用?36?英寸大屏?LCD?動態(tài)地圖顯示屏，其畫面豐富、視覺效果好，極大地提升了乘客感知。但由于實際應(yīng)用業(yè)績較少，不可避免地存在一些設(shè)計和經(jīng)驗上的不足，在系統(tǒng)調(diào)試、正線調(diào)試及試運行期間故障率較高。本文通過闡述廈門地鐵?1?號線?LCD?動態(tài)地圖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、邏輯原理，以動態(tài)地圖卡滯、黑屏等故障現(xiàn)象為例，對故障進行分類匯總、原因分析，并實施有針對性的解決方案，有效地提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性，取得了較好的運營效果。

1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

廈門地鐵?1?號線乘客信息顯示系統(tǒng)?PIS?包括客室貫通道LED?顯示屏（IDU）、LCD?動態(tài)地圖顯示屏（MDU）。司機室廣播控制器通過以太網(wǎng)下發(fā)顯示指令到各客室廣播控制器，各客室廣播控制器將顯示指令通過以太網(wǎng)連接至動態(tài)地圖并控制。PIS?系統(tǒng)能夠接收列車控制信息?TCMS?發(fā)來的觸發(fā)信息，觸發(fā)與其對應(yīng)的動態(tài)地圖到站提醒等信息顯示，并與廣播系統(tǒng)的自動報站同步。乘客信息顯示系統(tǒng)?PIS?拓撲圖如圖?1?所示。

圖1 乘客信息顯示系統(tǒng) PIS 拓撲圖

1.1 LCD 動態(tài)地圖運行邏輯

在各客室的每個門區(qū)上方配備?36?英寸?LCD?動態(tài)地圖顯示屏，用于顯示列車運行線路、方向、下一站、客室車門打開側(cè)、換乘站等信息。每個客室共設(shè)置?8?塊動態(tài)地圖屏。顯示屏模塊化布局，可按照需求組成所需線路。動態(tài)地圖運行邏輯圖如圖?2?所示。

1.2 LCD 動態(tài)地圖顯示

PIS?系統(tǒng)通過查詢?TCMS?信息，確認首末站信息后，動態(tài)地圖顯示整體線路如圖?3?所示。

前方即將?？空九_的時候，動態(tài)地圖將會提醒乘客開門側(cè)位置、下一站?ID?信息，如圖?4?所示。10??s?后切換全線路界面，如未收到到站?ID?信息，則一直顯示全線路界面。

到站動態(tài)地圖顯示如圖?5?所示，系統(tǒng)接收到站?ID?信息，到站示意圖一直顯示，直到收到下一站?ID?信息才進行切換界面。

圖2 動態(tài)地圖運行邏輯圖

2 故障原因分析及整改

對廈門地鐵?1?號線?LCD?動態(tài)地圖故障進行統(tǒng)計、分類如圖?6?所示，對典型故障進行分析，提出整改方案。

2.1 全列卡滯

2.1.1 現(xiàn)象描述

列車在運行過程中動態(tài)地圖顯示處于卡滯狀態(tài)，有時能自動恢復(fù)，有時無法自動恢復(fù)。

2.1.2 原因分析

全列卡滯故障日志如圖?7?所示，分析發(fā)現(xiàn)門故障信號在無故障時也會持續(xù)發(fā)送全?0?的非故障數(shù)據(jù)，且發(fā)送非常頻繁；車輛設(shè)置線路后，門故障數(shù)據(jù)和報站數(shù)據(jù)交替發(fā)送，數(shù)據(jù)變化時，界面程序持續(xù)響應(yīng)，動態(tài)地圖CPU?占用過大，導(dǎo)致其他進程不響應(yīng)，造成界面卡滯。

綜上分析，全列動態(tài)地圖卡滯原因為軟件頻繁處理門故障數(shù)據(jù)和報站數(shù)據(jù)，主控?CPU?資源占用大、進程不響應(yīng)所致。

2.1.3 整改措施及效果

對軟件進行升級，增加數(shù)據(jù)判斷，優(yōu)化數(shù)據(jù)處理程序。

圖3 動態(tài)地圖整體線路信息

圖4 開關(guān)門顯示

圖5 到站顯示

圖6 動態(tài)地圖故障分類

在對?1?列列車軟件優(yōu)化升級并試運行無異常后，對所有列車進行升級處理，此故障未再重現(xiàn)。

2.2 單屏卡滯

2.2.1 現(xiàn)象描述

運行過程中發(fā)現(xiàn)不同列車、不同車廂在列車報站時多次出現(xiàn)單個動態(tài)地圖卡滯，10??min后自動恢復(fù)。

2.2.2 原因分析

單屏卡滯故障日志如圖?8?所示，動態(tài)地圖主控板程序存在?CPU?占用率過高的現(xiàn)象，當內(nèi)存上漲到剩余空間不到?1??M?時會出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。

經(jīng)分析，是由于軟件記錄日志程序邏輯錯誤，日志記錄速度小于廣播系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)的速度，2?個速度不匹配，隨著時間的推移導(dǎo)致日志程序的緩存區(qū)不斷上漲，從而引起內(nèi)存不足程序卡死，主進程被系統(tǒng)強制退出，如圖?9?程序日志。

2.2.3 整改措施及效果

對軟件進行優(yōu)化，解決日志程序接收和記錄數(shù)據(jù)速度不匹配問題；優(yōu)化程序，降低內(nèi)存使用率；去除圖片文件中不必要的信息，降低內(nèi)存使用率。

圖7 全列卡滯故障日志

圖8 單屏卡滯故障日志

圖9 程序日志

進行軟件升級并測試一周，未再出現(xiàn)單屏卡滯問題。為避免后續(xù)新到列車出現(xiàn)同類問題，對在車輛廠已安裝、供應(yīng)商處未發(fā)貨等動態(tài)地圖全部進行軟件版本升級，使所有產(chǎn)品保持版本一致性。

2.3 黑屏 1

2.3.1 現(xiàn)象描述

列車在跑圖試運行期間，某列車客室內(nèi)多個屏黑屏，但通過手電筒等光線照射屏幕，能夠隱約看到動態(tài)地圖屏內(nèi)乘客引導(dǎo)等顯示信息。

2.3.2 原因分析

（1）列車回庫后查看故障動態(tài)地圖軟件，發(fā)現(xiàn)軟件?app?目錄下缺少?IIC_IR程序文件。圖?10?所示為正常目錄。

圖10 IIC_IR 程序文件

（2）該程序在動態(tài)地圖程序包首次升級后，后續(xù)無需更新，新版動態(tài)地圖安裝軟件中未包含此程序。在升級時應(yīng)刪除替換?app?/?dymap?目錄的程序文件，如圖?11所示，現(xiàn)場誤操作將整個?app?目錄刪除替換（新版僅缺少?IIC_IR?程序文件）。

圖11 dymap 目錄下應(yīng)用程序

（3）IIC_IR?程序為控制主控板高低電平輸出的應(yīng)用程序，當主控板輸出的電壓＞1??V?時為高電平，動態(tài)地圖電源板背光電壓輸出開啟；當電壓＜1??V?時為低電平，動態(tài)地圖電源板背光電壓輸出關(guān)閉。

（4）如缺少此程序，主控板高低電平輸出將不可控，存在輸出低電平可能，從而關(guān)閉電源板輸出，導(dǎo)致動態(tài)地圖黑屏。

2.3.3 整改措施及效果

重新加載?IIC_IR?程序文件，增加校驗程序。軟件升級完成后，程序自動校驗比對程序，避免人員誤操作導(dǎo)致程序異常。

增加程序校驗后，升級的程序都能自動執(zhí)行文件比對并告警，避免了人為因素造成類似故障的再次發(fā)生。

2.4 黑屏 2

2.4.1 現(xiàn)象描述

客室內(nèi)多個動態(tài)地圖出現(xiàn)黑屏，無法顯示乘客引導(dǎo)指示信息。出現(xiàn)黑屏?xí)r，用電腦通過以太網(wǎng)能正常登陸出現(xiàn)黑屏的動態(tài)地圖，查看相關(guān)軟件進程正常，在更換動態(tài)地圖核心板卡后故障消失。故障件返廠后復(fù)測，黑屏復(fù)現(xiàn)。

圖12 異常信號

圖13 正常信號

使用故障件組裝動態(tài)地圖，在仿真環(huán)境下進行持續(xù)老化測試約?7?天，發(fā)現(xiàn)視頻顯示芯片?Y1?處晶振異常，導(dǎo)致視頻輸出異常。

2.4.2 原因分析

（1）核心板?1（型號：HQP C B A-N V P-0 0 1 E；序列號：?SV171016040130）。該核心板有背光輸出但無顯示畫面（黑屏），示波器測試視頻顯示芯片的 1 組時鐘信號（TDC+，TDC-）異常，TDC+、TDC- 信號電壓為 3 V，且 TDC+ 與 TDC- 之間差分信號有 500 mV 以上的偏置，如圖 12 所示。正常 TDC+、TDC- 信號電壓應(yīng)為 1 V，且差分信號無偏置，如圖 13所示。核心板上電重啟后動態(tài)地圖依舊顯示黑屏，更換新的視頻顯示芯片后恢復(fù)正常，初步判斷為視頻顯示芯片異常所致。

（2）核心板 2（型號：HQ-PCBA-NVP-001D；序列號：?SV170314030380）。當動態(tài)地圖顯示黑屏?xí)r，測試視頻顯示芯片輸出回路防靜電 TVS 管異常，導(dǎo)致視頻顯示芯片信號輸出異常。該 TVS 管為防靜電保護器件，疑為板卡更換過程中受靜電損傷導(dǎo)致。經(jīng)更換新的視頻顯示芯片后正常。

2.4.3 整改措施及效果

晶振應(yīng)用廣泛、故障率極低，屬于個體故障，采用現(xiàn)場觸發(fā)更換方式進行處理。對后續(xù)產(chǎn)品加強出廠檢驗，增加板卡防靜電保護。

廠家提供合格備件，經(jīng)一段時間故障件的更換，試運營后單屏黑屏現(xiàn)象較以往大大降低。

2.5 動態(tài)地圖顯示錯誤

2.5.1 現(xiàn)象描述

某列車2號、5 號車 13 臺動態(tài)地圖屏顯示混亂，無法提供正確的乘客指引信息。

圖14 啟動腳本對比

2.5.2 原因分析

經(jīng)分析，該列車在進行動態(tài)地圖軟件版本升級時，部分動態(tài)地圖未將網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)進程退出后再更新，導(dǎo)致該程序所對應(yīng)的文件拷貝異常，升級未成功，如圖 14所示。

2.5.3 整改措施及效果

對故障列車軟件重新升級，并確認為最新版。經(jīng)正線跟車驗證，動態(tài)地圖顯示正常。

3 結(jié)束語

廈門地鐵?1?號線?PIS?系統(tǒng)在交付過程中碰到了諸多問題，通過與設(shè)備廠家一同分析，制定整改措施、方案，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，提升了乘客感知。期望本文能為其他地鐵的技術(shù)人員提供參考、借鑒，避免出現(xiàn)類似的問題。