100%低地板現代有軌電車pis系統研究

摘 要：100%低地板現代有軌電車代表了國際低地板輕軌車的最先進技術，pis系統是100%低地板軌道交通系統的關鍵技術之一，為軌道交通乘客提供各種多媒體信息及相關疏散提示，使乘客通過正確的服務信息引導，安全、便捷地乘坐軌道交通。乘客信息系統按系統功能分為音頻子系統、顯示子系統和視頻監控子系統。

關鍵詞：軌道交通；PIS系統；系統功能

中圖分類號：F570.72 文獻標識碼：A

1 系統總體描述

PIS系統為列車提供信息交互功能，使乘客在旅行途中及時準確掌握行車相關信息，并提供視頻監視數據，引導列車安全順利到達目的地。本系統采用雙環網冗余結構，相比傳統的環形網絡更為穩定，可靠性高。PIS系統的列車級總線有兩條：音頻總線和工業以太網總線。

音頻總線符合UIC568 標準的和列車安全相關要求，具有較高的供電優先級。當列車發生緊急情況時，能最大限度的保證音頻系統正常工作。音頻總線設計為四對音頻線，分別用于公共廣播、乘客緊急報警、司機室對講和優先級控制。

PIS系統采用百兆工業以太網為列車控制和數據總線，實現全數字化控制傳輸方式，具有集成度高，抗干擾性強，管理靈活，網絡傳輸信息量大等優點。同時，采用屏蔽超五類雙絞線作為總線，車體布線簡單可靠，便于擴展維護。此外，這樣的框架結構也為接入互聯網提供了極大的便利。

PIS系統還與TCMS 相連，獲取列車運行觸發信號、開關門信號等，用于自動判斷列車的到站情況，并通過廣播和顯示終端告知乘客。系統框圖見圖1。

2 系統設備介紹

PIS系統按照功能，分為音頻、顯示和視頻監控三個子系統，主要有以下14種設備組成：1）廣播主機2）廣播控制盒3）鵝頸麥克風4）觸摸顯示屏5）車廂控制器6）車載服務器7）終點屏8）端部屏9）乘客緊急報警器10）客室攝像頭11）端部攝像頭12）側部攝像頭13）揚聲器14）GPS天線。如表1所示。

由于100%低地板現代有軌電車相比A、B型地鐵車輛車體較小，其次車輛整體內裝內飾方案對內部電氣設備的安裝空間做出了諸多限制，因此其內部可用空間更加有限。為滿足車輛電氣功能要求的實用性和完整性，且充分、有效地利用安裝空間，100%低地板PIS系統有以下兩個特點：

1）采用集成乘客緊急報警器。表1中的乘客緊急報警器集成了乘客緊急制動裝置、噪聲檢測裝置。通常情況，乘客緊急制動安裝在側墻和端墻上，噪聲檢測器通常安裝在側頂板上，要實現乘客報警、乘客緊急制動和噪聲檢測三種功能必須是三個獨立的器件，占用的安裝空間較大，成本較高。集成后的乘客緊急報警器安裝在門立罩板上，安裝方便，占用空間小，減少了車內電器件，且功能齊全可靠性高。有效解決安裝空間緊張問題還產生一定的經濟效益。

2）有效利用音頻子系統，簡化了車內顯示子系統。車內顯示子系統精減傳統地鐵車輛內的動態地圖和LCD顯示器，安裝于頭車外側的終點站顯示器，向站臺乘客顯示列車的車次和起始區間；安裝于頭車客室內通道上方端部顯示器，用于顯示運行線路、站點信息以及其它預定義的文字內容；有效利用車內揚聲器，直接向乘客提供報站廣播、信息廣播同時報站信息顯示廣播報站。

3 PIS系統功能

PIS按照功能，分為音頻、顯示和視頻監控三個子系統，系統方案圖見圖2。

3.1 音頻子系統

3.1.1 廣播音頻

按照觸發方式將廣播音頻分為來自OCC（Operating Control Center，運行控制中心）的廣播、人工廣播、半自動廣播和自動廣播。以上四種廣播共同占用一對音頻線，同一時刻只能進行一種廣播，當有多個廣播信號到來時，按照優先級進行播放。音頻信號的優先級（由高到低）按照以下定義：

3.1.2 新型乘客緊急報警器

各車廂部署新型乘客緊急報警器，并集成緊急制動手柄。司機室部署廣播控制盒為緊急報警提供一對音頻專線，最大程度的保證其安全性和可靠性。車廂內出現緊急情況時乘客可通過按動緊急報警器上的對講按鈕，乘客與司機之間可進行雙工通話。在緊急報警專線沒有被占用的情況下，乘客按下緊急報警按鈕或拉下緊急制動手柄，乘客與司機之間可進行半雙工通話。與傳統的乘客緊急報警器相比，本系統采用的新型乘客緊急報警器有以下優點：

a）新型乘客緊急報警器具備結構合理，節省空間的優點，各裝置布局緊湊，操作區間劃分合理，可以防止緊急情況下乘客的誤操作。

b）新型乘客緊急報警器集成了噪聲檢測模塊，實時檢測車廂內的噪聲值，并通過列車以太網總線將檢測值發送至車廂控制器，車廂控制器對噪聲值分析，并適當調整功放模塊的輸出音量。減少了干擾，保證客室內廣播清晰、聲強均勻。

c）新型乘客緊急報警器集成了乘客緊急制動手柄。緊急制動手柄被拉下時，聯動乘客信息系統的監視屏界面，司機需要通過對視頻畫面的觀察，在15秒內對緊急制動請求做出\"確認/忽略\"的選擇。避免了司機誤判斷，旅客的人身安全得到保障。

3.1.3 司機室對講

司機室通過廣播控制盒實行對講。提供一對音頻專線用于司機室對講，對講通信是全雙工的，且對講音量可通過廣播控制盒上的按鈕調節。司機對講和廣播采用不同的音頻線，緊急報警進行時，公共廣播不受影響。

3.2 顯示子系統

顯示子系統主要包括終點站顯示器和端部顯示器。

通過安裝在頭車外側的終點站顯示器向站臺乘客顯示列車的車次和起始區間；通過安裝在頭車客室內通道上方的端部顯示器向車內乘客顯示運行線路、站點信息以及其它預定義的文字內容；顯示器的顯示內容由廣播主機控制，廣播主機向顯示器發送數據采用組播方式，用于統一顯示。預留擴展功能接口，通過軟件設置，可以向不同的顯示器發送不同的內容。可由廣播主機發出檢查命令，啟動端部顯示器的LED 顯示屏點陣的循環掃描顯示，供用戶目測檢修。

3.3 視頻監控子系統

每節客室2個攝像頭，司機室分別1個攝像頭，每個車廂的2個攝像頭可以完全覆蓋整節車廂（包括貫通通道），達到很好的監控效果。視頻監控子系統的控制數據和視頻監控數據均采用IP 格式進行傳送。廣播主機接收數據并在信息系統操作屏上播放。信息系統操作屏上默認以六分屏的方式對車廂內的攝像頭輪詢播放。工作人員可指定攝像頭按照指定的方式瀏覽實時監控數據。在車廂內的任何地點，通過交換單元接入網絡，用戶通過特定的軟件也可接受實時監控數據，并進行瀏覽。監控數據可通過WLAN 上傳至地面控制中心。

結語

城市軌道交通作為公共交通工具的主導地位日益體現。隨著經濟的發展，信息化時代的逐步深入，PIS的應用，不僅限于為乘客提供車輛到站信息，更是潛在的商機，通過信息發布渠道開展廣告等商業活動還可以獲得額外的收益。因此克服100%低地板車內空間緊張問題，增加LCD顯示屏等完善顯示子系統，提高服務質量的同時還能取得了相當的經濟效益，是今后需要深入研究的方向。

參考文獻

[1]葛剛.南京地鐵2號線列車乘客信息系統[J].鐵道機車車輛.2010（6）.

[2]100%低地板現代有軌電車旅客信息系統方案設計[Z].