地鐵列車聯掛后無法廣播的原因分析及改進

肖滋洪　陳帝水

（1.深圳市地鐵集團有限公司運營總部車輛中心安全技術部，518040，深圳；（2.深圳市地鐵集團有限公司運營總部車輛中心檢修一部，518040，深圳∥第一作者，高級工程師）

地鐵列車聯掛后無法廣播的原因分析及改進

肖滋洪1陳帝水2

（1.深圳市地鐵集團有限公司運營總部車輛中心安全技術部，518040，深圳；（2.深圳市地鐵集團有限公司運營總部車輛中心檢修一部，518040，深圳∥第一作者，高級工程師）

摘 要分析了深圳地鐵羅寶線一期工程電動客車與續建工程電動客車的乘客信息系統在進行聯掛后，無法實現列車間司機室對客室人工廣播功能的技術原因。結合實際運營操作要求，針對性地提出了技術改進方案，成功實現了該項功能。

關鍵詞地鐵；列車聯掛；乘客信息系統；客室廣播失效；改進方案

First-author＇s address Operation Headquarters of Shenzhen Metro Co.，Ltd.，518040，Shenzhen，China

深圳地鐵羅寶線共配置了48列電動客車，其中22列由長春長客-龐巴迪有限公司生產（以下簡為“長客車”），為羅寶線一期工程列車；26列由株洲電力機車有限公司生產（以下簡為“株機車”），為羅寶線續建工程列車。兩種車型均為6輛編組，并以2 個3節車構成的單元車組呈對稱方式連接。每個單元車組的頭車（A車）帶司機室及全自動車鉤。當兩列車進行聯掛時，聯掛端A車通過全自動車鉤實現兩列車控制電路的連接。全自動車鉤電子鉤頭觸點分布見圖1。其中，16～20觸點、116～120觸點用于實現兩列車聯掛后廣播控制線的連接。

在株機車到段進行功能測試時，發現其與既有長客車聯掛后無法實現PA（客室廣播）功能。本文分析產生該問題的技術原因，并針對性地提出改進方案，成功實現了該項功能。

1　列車聯掛后廣播工作原理

當株機車與長客車通過全自動車鉤聯掛后，株機車的列車乘客信息系統通過全自動車鉤實現兩種車型乘客信息系統的互聯互通。為識別司機室對客室對講模式，在司機臺面板上設置了1個三位模式選擇開關，操作者可通過開關選擇PA模式或者CC（司機室廣播）模式。乘客信息系統廣播控制單元（CACU）主處理器對三位旋鈕開關的位置信號進行采集識別，并控制PA控制配線（PA_CRT）和CC控制配線（CC_ CRT）電平的輸出，從而實現聯掛列車間的PA和CC的控制功能。具體硬件接口功能框圖如圖2所示。PA功能模式的軟件控制邏輯如圖3所示。

根據設計定義，PA_CRT和CC_CRT均為低電平有效。即：無PA時，PA_CRT線（450163）相對于公共線（450162）為大于＋18 V高電平；無CC時，CC_CRT線（450164）相對于公共線（450162）為大于＋18 V高電平。

操作人員通過司機臺面板上的廣播模式旋鈕開關選擇相應的廣播模式（PA或CC模式）。若操作人員選擇PA模式，并按下傳聲器按壓通話（PTT）按鈕時，操作端司機室所在列車的PA_CRT線相對于公共線（450162）為小于＋2.5 V低電平，而CC_ CRT線（450164）仍保持大于＋18 V高電平，此時允許廣播發起端司機室音頻信號通過本端CACU，實現對本列車的客室廣播，同時通過音頻傳輸線450161和450171將音頻信號送到另一列車CACU主處理器處理，實現對另一列車的客室廣播。

圖1　全自動車鉤電子鉤頭觸點分布圖

圖2　株機車與長客車聯掛原理框圖

當操作人員選擇CC模式，并按下傳聲器PTT按鈕時，操作端司機室所在列車的CC_CRT線（450164）為小于2.5 V低電平，而PA_CRT線相對于公共線（450162）保持大于18 V高電平，允許廣播發起端司機室音頻信號通過本端CACU，實現對本列車司機室廣播，同時通過音頻傳輸線450161和450171將音頻信號送到另一列車CACU主處理器處理，實現對另一列車司機室廣播。

2　列車聯掛后廣播存在問題及原因分析

在株機車到段進行功能測試時，發現該項目列車與一期既有長客車聯掛后，無法實現PA功能，具體表現在長客車司機臺解鎖后，在株機車司機臺進行PA操作時，兩列車客室均無法聽到廣播。當列車在正線運營需要實施列車救援作業時，該廣播功能失效，將導致司機無法及時對列車乘客進行廣播安撫和緊急信息通報，嚴重影響運營安全。

根據列車聯掛工況下PA控制原理，并結合長客車司機臺解鎖后株機車PA失效的實際故障現象，對PA_CRT和CC_CRT在不同使用工況下的電壓值進行測量。測量結果見表1。

圖3　更改前的株機車PA控制流程圖

表1　PA和CC廣播控制配線電壓測量表

對比表1中的數據，在長客車司機臺解鎖的條件下，PA_CRT線（450163）為低電平，CC_CRT線（450164）為高電平。而根據圖3所示的軟件控制邏輯流程，當長客車司機臺解鎖后，株機車CACU主處理器在檢測到PA_CRT為低電平且CC_CRT為高電平時，判斷本車只能接收長客車通過音頻傳輸線450161和450171傳送的音頻信號，而不允許在本車司機室進行PA操作，因此在此種工況下，株機車客室和長客車客室均無法聽到PA。

通過上述故障原因分析可確認，由于株機車關于聯掛工況下的廣播軟件功能接口與長客車對應功能接口間的協議不匹配，導致了廣播功能不能實現。

3　技術方案改進及驗證

本著以最低改造代價，且不對實際運用操作產生較大影響的原則，實現兩種車型的廣播系統兼容和匹配，需對株機車乘客信息系統的CACU主處理器軟件中的接口功能控制邏輯進行修訂。

鑒于存在長客車司機臺解鎖后，PA控制配線將轉變為低電平的特殊情況，可將續建26列車的乘客信息系統CACU程序中關于PA的控制邏輯進行如下修訂：

（1）將本車PA模式激活信號（450121線高電平）和PTT按鈕已按下作為本端司機室進行PA的觸發條件；

（2）PA_CRT電平不作為本端司機室進行PA的觸發條件，僅作為株機車接收音頻信號的一個控制條件。

修訂后，CACU將在同時檢測到PA模式控制線450121電平為高、語音控制線空閑，PTT被按下時，將傳聲器產生的音頻信號通過CACU送到每節車客室揚聲器進行廣播，同時通過全自動車鉤的音頻傳輸線45161、45171將音頻信號傳給另一列車進行廣播，從根本上解決了無PA的問題。修改后的相關軟件邏輯如圖4所示。

軟件修訂完畢發布后，多次安排株機車與長客車進行聯掛廣播測試。經驗證，兩列車的司機臺無論解鎖與否，任意一個司機臺發起PA，兩列車的客室均能正常聽到廣播聲音。

圖4　修改后的續建26列車PA控制邏輯圖

4　結語

目前株機車已按修訂后的控制邏輯完成了乘客信息系統CACU主處理器軟件的升級改造工作，使用情況良好，說明該技術優化方案是正確合理的。本次升級改造項目利用現場有利條件巧妙地解決了車輛設計遺留問題，同時明確了深圳地鐵不同項目列車全自動車鉤中關于列車廣播控制信號的接口協議，為深圳地鐵后續新購車輛項目提供了技術標準，具有重要的指導意義。

參考文獻

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［2］ 深圳市地鐵集團有限公司.1號線續建工程項目合同文件［G］.深圳：深圳市地鐵集團有限公司，2009.

［3］ 馬麗英.廣州地鐵二、八號線延長線車輛乘客信息系統［J］.電力機車與城軌車輛，2009（4）：23.

［4］ 郭楠楠.淺談地鐵二號線列車廣播報站工作機制［J］.科技信息，2013（4）：492.

［5］ 王磊，何正有.高速列車網絡技術特點及其應用［J］.城市軌道交通研究，2008（2）：61.

［6］ 程宏聲.上海軌道交通5號線列車廣播系統的改造［J］.城市軌道交通研究，2014（5）：139.

Analysis of PA Failure in Train Couplet and Improvement

Xiao Zihong，Chen Dishui

AbstractBy analyzing the technical reasons of PA failure in the first phase project of Luobao Line in Shenzhen metro，which happened just when the engineering electric vehicles were coupling，and the manual brocasting from driver＇s cab failed to reach the passenger compartment.Combined with the practical operating requirements，an improved solution to the failure is proposed，which has successfully realized the broadcasting function.

Key wordsmetro；train couplet；passenger information system；public address（PA）failure；improvement

中圖分類號U 270.38＋2

DOI：10.16037∕j.1007-869x.2016.01.021

收稿日期：（2014-06-18）