廈門地鐵1號線LCD動態地圖大屏運用分析與解決方案

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?動態地圖相比，大屏幕?LCD?動態地圖分辨率高、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的不足。

廈門地鐵?1?號線在車輛設計伊始，就提出率先在業內采用?36?英寸大屏?LCD?動態地圖顯示屏，其畫面豐富、視覺效果好，極大地提升了乘客感知。但由于實際應用業績較少，不可避免地存在一些設計和經驗上的不足，在系統調試、正線調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?動態地圖網絡結構、邏輯原理，以動態地圖卡滯、黑屏等故障現象為例，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，有效地提升系統的穩定性，取得了較好的運營效果。

1 網絡結構

廈門地鐵?1?號線乘客信息顯示系統?PIS?包括客室貫通道LED?顯示屏（IDU）、LCD?動態地圖顯示屏（MDU）。司機室廣播控制器通過以太網下發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連接至動態地圖并控制。PIS?系統能夠接收列車控制信息?TCMS?發來的觸發信息，觸發與其對應的動態地圖到站提醒等信息顯示，并與廣播系統的自動報站同步。乘客信息顯示系統?PIS?拓撲圖如圖?1?所示。

圖1 乘客信息顯示系統 PIS 拓撲圖

1.1 LCD 動態地圖運行邏輯

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

1.2 LCD 動態地圖顯示

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

前方即將停靠站臺的時候，動態地圖將會提醒乘客開門側位置、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。

到站動態地圖顯示如圖?5?所示，系統接收到站?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?動態地圖故障進行統計、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 現象描述

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

2.1.2 原因分析

全列卡滯故障日志如圖?7?所示，分析發現門故障信號在無故障時也會持續發送全?0?的非故障數據，且發送非常頻繁；車輛設置線路后，門故障數據和報站數據交替發送，數據變化時，界面程序持續響應，動態地圖CPU?占用過大，導致其他進程不響應，造成界面卡滯。

綜上分析，全列動態地圖卡滯原因為軟件頻繁處理門故障數據和報站數據，主控?CPU?資源占用大、進程不響應所致。

2.1.3 整改措施及效果

對軟件進行升級，增加數據判斷，優化數據處理程序。

圖3 動態地圖整體線路信息

圖4 開關門顯示

圖5 到站顯示

圖6 動態地圖故障分類

在對?1?列列車軟件優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。

2.2 單屏卡滯

2.2.1 現象描述

運行過程中發現不同列車、不同車廂在列車報站時多次出現單個動態地圖卡滯，10??min后自動恢復。

2.2.2 原因分析

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

經分析，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發送數據的速度，2?個速度不匹配，隨著時間的推移導致日志程序的緩存區不斷上漲，從而引起內存不足程序卡死，主進程被系統強制退出，如圖?9?程序日志。

2.2.3 整改措施及效果

對軟件進行優化，解決日志程序接收和記錄數據速度不匹配問題；優化程序，降低內存使用率；去除圖片文件中不必要的信息，降低內存使用率。

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，未再出現單屏卡滯問題。為避免后續新到列車出現同類問題，對在車輛廠已安裝、供應商處未發貨等動態地圖全部進行軟件版本升級，使所有產品保持版本一致性。

2.3 黑屏 1

2.3.1 現象描述

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

2.3.2 原因分析

（1）列車回庫后查看故障動態地圖軟件，發現軟件?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）該程序在動態地圖程序包首次升級后，后續無需更新，新版動態地圖安裝軟件中未包含此程序。在升級時應刪除替換?app?/?dymap?目錄的程序文件，如圖?11所示，現場誤操作將整個?app?目錄刪除替換（新版僅缺少?IIC_IR?程序文件）。

圖11 dymap 目錄下應用程序

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

（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，從而關閉電源板輸出，導致動態地圖黑屏。

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，避免人員誤操作導致程序異常。

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

2.4 黑屏 2

2.4.1 現象描述

客室內多個動態地圖出現黑屏，無法顯示乘客引導指示信息。出現黑屏時，用電腦通過以太網能正常登陸出現黑屏的動態地圖，查看相關軟件進程正常，在更換動態地圖核心板卡后故障消失。故障件返廠后復測，黑屏復現。

圖12 異常信號

圖13 正常信號

使用故障件組裝動態地圖，在仿真環境下進行持續老化測試約?7?天，發現視頻顯示芯片?Y1?處晶振異常，導致視頻輸出異常。

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地圖依舊顯示黑屏，更換新的視頻顯示芯片后恢復正常，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）。當動態地圖顯示黑屏時，測試視頻顯示芯片輸出回路防靜電 TVS 管異常，導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致。經更換新的視頻顯示芯片后正常。

2.4.3 整改措施及效果

晶振應用廣泛、故障率極低，屬于個體故障，采用現場觸發更換方式進行處理。對后續產品加強出廠檢驗，增加板卡防靜電保護。

廠家提供合格備件，經一段時間故障件的更換，試運營后單屏黑屏現象較以往大大降低。

2.5 動態地圖顯示錯誤

2.5.1 現象描述

某列車2號、5 號車 13 臺動態地圖屏顯示混亂，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

經分析，該列車在進行動態地圖軟件版本升級時，部分動態地圖未將網絡轉發進程退出后再更新，導致該程序所對應的文件拷貝異常，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。經正線跟車驗證，動態地圖顯示正常。

3 結束語

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