100%低地板現(xiàn)代有軌電車pis系統(tǒng)研究

摘 要：100%低地板現(xiàn)代有軌電車代表了國際低地板輕軌車的最先進(jìn)技術(shù)，pis系統(tǒng)是100%低地板軌道交通系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，為軌道交通乘客提供各種多媒體信息及相關(guān)疏散提示，使乘客通過正確的服務(wù)信息引導(dǎo)，安全、便捷地乘坐軌道交通。乘客信息系統(tǒng)按系統(tǒng)功能分為音頻子系統(tǒng)、顯示子系統(tǒng)和視頻監(jiān)控子系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：軌道交通；PIS系統(tǒng)；系統(tǒng)功能

中圖分類號：F570.72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 系統(tǒng)總體描述

PIS系統(tǒng)為列車提供信息交互功能，使乘客在旅行途中及時準(zhǔn)確掌握行車相關(guān)信息，并提供視頻監(jiān)視數(shù)據(jù)，引導(dǎo)列車安全順利到達(dá)目的地。本系統(tǒng)采用雙環(huán)網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)，相比傳統(tǒng)的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)更為穩(wěn)定，可靠性高。PIS系統(tǒng)的列車級總線有兩條：音頻總線和工業(yè)以太網(wǎng)總線。

音頻總線符合UIC568 標(biāo)準(zhǔn)的和列車安全相關(guān)要求，具有較高的供電優(yōu)先級。當(dāng)列車發(fā)生緊急情況時，能最大限度的保證音頻系統(tǒng)正常工作。音頻總線設(shè)計為四對音頻線，分別用于公共廣播、乘客緊急報警、司機(jī)室對講和優(yōu)先級控制。

PIS系統(tǒng)采用百兆工業(yè)以太網(wǎng)為列車控制和數(shù)據(jù)總線，實現(xiàn)全數(shù)字化控制傳輸方式，具有集成度高，抗干擾性強(qiáng)，管理靈活，網(wǎng)絡(luò)傳輸信息量大等優(yōu)點(diǎn)。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(kuò)展維護(hù)。此外，這樣的框架結(jié)構(gòu)也為接入互聯(lián)網(wǎng)提供了極大的便利。

PIS系統(tǒng)還與TCMS 相連，獲取列車運(yùn)行觸發(fā)信號、開關(guān)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(tǒng)框圖見圖1。

2 系統(tǒng)設(shè)備介紹

PIS系統(tǒng)按照功能，分為音頻、顯示和視頻監(jiān)控三個子系統(tǒng)，主要有以下14種設(shè)備組成：1）廣播主機(jī)2）廣播控制盒3）鵝頸麥克風(fēng)4）觸摸顯示屏5）車廂控制器6）車載服務(wù)器7）終點(diǎn)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(cè)部攝像頭13）揚(yáng)聲器14）GPS天線。如表1所示。

由于100%低地板現(xiàn)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(nèi)裝內(nèi)飾方案對內(nèi)部電氣設(shè)備的安裝空間做出了諸多限制，因此其內(nèi)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(tǒng)有以下兩個特點(diǎn)：

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(cè)墻和端墻上，噪聲檢測器通常安裝在側(cè)頂板上，要實現(xiàn)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(dú)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(nèi)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(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。

2）有效利用音頻子系統(tǒng)，簡化了車內(nèi)顯示子系統(tǒng)。車內(nèi)顯示子系統(tǒng)精減傳統(tǒng)地鐵車輛內(nèi)的動態(tài)地圖和LCD顯示器，安裝于頭車外側(cè)的終點(diǎn)站顯示器，向站臺乘客顯示列車的車次和起始區(qū)間；安裝于頭車客室內(nèi)通道上方端部顯示器，用于顯示運(yùn)行線路、站點(diǎn)信息以及其它預(yù)定義的文字內(nèi)容；有效利用車內(nèi)揚(yáng)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(tǒng)功能

PIS按照功能，分為音頻、顯示和視頻監(jiān)控三個子系統(tǒng)，系統(tǒng)方案圖見圖2。

3.1 音頻子系統(tǒng)

3.1.1 廣播音頻

按照觸發(fā)方式將廣播音頻分為來自O(shè)CC（Operating Control Center，運(yùn)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(jìn)行一種廣播，當(dāng)有多個廣播信號到來時，按照優(yōu)先級進(jìn)行播放。音頻信號的優(yōu)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(jī)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(nèi)出現(xiàn)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(jī)之間可進(jìn)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(jī)之間可進(jìn)行半雙工通話。與傳統(tǒng)的乘客緊急報警器相比，本系統(tǒng)采用的新型乘客緊急報警器有以下優(yōu)點(diǎn)：

a）新型乘客緊急報警器具備結(jié)構(gòu)合理，節(jié)省空間的優(yōu)點(diǎn)，各裝置布局緊湊，操作區(qū)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(nèi)的噪聲值，并通過列車以太網(wǎng)總線將檢測值發(fā)送至車廂控制器，車廂控制器對噪聲值分析，并適當(dāng)調(diào)整功放模塊的輸出音量。減少了干擾，保證客室內(nèi)廣播清晰、聲強(qiáng)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(lián)動乘客信息系統(tǒng)的監(jiān)視屏界面，司機(jī)需要通過對視頻畫面的觀察，在15秒內(nèi)對緊急制動請求做出\"確認(rèn)/忽略\"的選擇。避免了司機(jī)誤判斷，旅客的人身安全得到保障。

3.1.3 司機(jī)室對講

司機(jī)室通過廣播控制盒實行對講。提供一對音頻專線用于司機(jī)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(diào)節(jié)。司機(jī)對講和廣播采用不同的音頻線，緊急報警進(jìn)行時，公共廣播不受影響。

3.2 顯示子系統(tǒng)

顯示子系統(tǒng)主要包括終點(diǎn)站顯示器和端部顯示器。

通過安裝在頭車外側(cè)的終點(diǎn)站顯示器向站臺乘客顯示列車的車次和起始區(qū)間；通過安裝在頭車客室內(nèi)通道上方的端部顯示器向車內(nèi)乘客顯示運(yùn)行線路、站點(diǎn)信息以及其它預(yù)定義的文字內(nèi)容；顯示器的顯示內(nèi)容由廣播主機(jī)控制，廣播主機(jī)向顯示器發(fā)送數(shù)據(jù)采用組播方式，用于統(tǒng)一顯示。預(yù)留擴(kuò)展功能接口，通過軟件設(shè)置，可以向不同的顯示器發(fā)送不同的內(nèi)容。可由廣播主機(jī)發(fā)出檢查命令，啟動端部顯示器的LED 顯示屏點(diǎn)陣的循環(huán)掃描顯示，供用戶目測檢修。

3.3 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

每節(jié)客室2個攝像頭，司機(jī)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(jié)車廂（包括貫通通道），達(dá)到很好的監(jiān)控效果。視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的控制數(shù)據(jù)和視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)均采用IP 格式進(jìn)行傳送。廣播主機(jī)接收數(shù)據(jù)并在信息系統(tǒng)操作屏上播放。信息系統(tǒng)操作屏上默認(rèn)以六分屏的方式對車廂內(nèi)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(jiān)控數(shù)據(jù)。在車廂內(nèi)的任何地點(diǎn)，通過交換單元接入網(wǎng)絡(luò)，用戶通過特定的軟件也可接受實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，并進(jìn)行瀏覽。監(jiān)控數(shù)據(jù)可通過WLAN 上傳至地面控制中心。

結(jié)語

城市軌道交通作為公共交通工具的主導(dǎo)地位日益體現(xiàn)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，信息化時代的逐步深入，PIS的應(yīng)用，不僅限于為乘客提供車輛到站信息，更是潛在的商機(jī)，通過信息發(fā)布渠道開展廣告等商業(yè)活動還可以獲得額外的收益。因此克服100%低地板車內(nèi)空間緊張問題，增加LCD顯示屏等完善顯示子系統(tǒng)，提高服務(wù)質(zhì)量的同時還能取得了相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)效益，是今后需要深入研究的方向。

參考文獻(xiàn)

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

[2]100%低地板現(xiàn)代有軌電車旅客信息系統(tǒng)方案設(shè)計[Z].