關于動車組旅客信息系統與列車網絡控制系統通信接口分析

高德健 徐恒巍

摘 要：文章介紹了動車組旅客信息系統的組成和功能，進一步分析了與列車網絡控制系統的通信接口信息，以及各車型的共性和異性。旅客信息系統的通信接口技術依托TCN技術發展，實現了現代化的工作模式和控制功能。分析了現有技術發展對通信接口的影響，以及技術發展趨勢。

關鍵詞：動車組;旅客信息系統;多功能車輛總線

1 系統組成

動車組中系統通常包含了內外顯示系統、廣播和內部通訊系統、音視頻系統以及乘客緊急處理系統。目前音視頻系統由于只關系乘客旅行舒適度，是可選系統。而內外顯示系統、通訊系統、乘客緊急處理系統由于關系到乘客的安全問題是必選系統，例如在特殊狀況下進行應急信息發布、緊急疏散導向、殘疾人求助以及乘客意外事件處理等。

1.1 系統控制器

動車組PIS均含系統控制器。STC是整個PIS的控制核心，也是PIS與列車控制網絡連接的橋梁，直接連接到MVB上。每個車廂都裝有車廂控制器并且都能通過唯一的地址經由PIS專用數據總線和STC通信。通常每列動車組只設置一個STC，STC所在的車廂依據不同車型而不同。

1.2 人機接口

PIS系統的人一機接口位于乘客服務室內，連接到STC上。PIS-HMI采用彩色顯示屏.PIS-HMI是PIS與人交流的主要接口， 它負責把傳來的信息顯示給操作人員，同時也把操作人員的命令傳給PIS系統。可以通過PIS-HMI單獨控制各節車廂或設置整列車的背景音樂， 調節各節車廂的吸頂式揚聲器背景聲音系統的音量。

1.3 顯示系統

動車組PIS顯示系統包含了內顯示系統和外顯示系統.內顯示系統采用LED顯示屏分別安裝在客室的兩端，用來顯示時間、車次、車號還可以循環顯示歡迎或告別信息，以及溫度、速度、下一站、出口和列車路線。外顯示系統分布在外門附近， 用來顯示車次、始發地、目的地和車廂號，該顯示系統在離開車站后將關閉，到達下一站后再顯示。

1.4 廣播和內部通訊系統

固定電話一般安裝在通過臺。在頭車，固定電話安裝在司機室。必須安裝頭車和乘務員室的固定電話，便于司機和乘務員之間的即時溝通，其他車廂則可以酌情考慮通過列車廣播功能，旅客能夠獲得來自列車員的信息。廣播系統允許工作人員通過撥號鍵實現全列廣播和可選車廂的廣播。選擇性廣播只能由與STC有關的乘務員室的通信站發起。揚聲器分布在吧臺和衛生間。

1.5 乘客緊急呼叫和乘客緊急制動

在殘疾人衛生間設有緊急呼叫按鈕，按鈕狀態通過MVB傳遞給中央控制單元和HMI.在乘務員室的HMI上有報警提示。要想解除報警必須通過復位緊急呼叫按鈕。當發生緊急情況時，乘客可提請乘務員拉動乘客緊急制動手柄，也稱為乘客緊急制動拉桿，可以發出最大常用制動請求。當拉下乘客緊急制動手柄后，司機HMI上可以顯示出具體的車廂位置并且伴有聲光報警提示，如果在一定時間內司機未采取動作，列車會自動施加懲罰制動。考慮到橋梁、隧道等特殊位置不適宜停車時，司機在一定時間之內可以通過將制動手柄置于過充位來取消此最大常用制動請求，并選擇在合適的地方操作制動手柄實施制動停車。

1.6 音視頻系統

音視頻系統是用來滿足旅客的娛樂需求的，包括音頻播放器、無線電接收器、揚聲器、音頻娛樂、視頻娛樂架、視頻分配架、音頻顯示器等。在聲音和視頻控制的輔助下，列車員可以監視正確的DVD播放，并通過耳機檢查所有聲音的質量。

2 通信接口

PIS整個系統通信層分三層。

2.1 PIS接收來自CCU的數據

旅客信息系統接收來自CCU的信號，包括門狀態數據、服務數據、配置數據、里程和速度信息、時間數據以及PIS組件電源供電狀態。門狀態數據包括左側門關閉信號、右側門關閉信號和所有門關閉信號。服務數據主要是列車處于穩定就緒狀態、牽引、整備、維修等工作模式數據。配置數據包括列車配置是否有效， 司機室占用情況、主從單元判斷、車輛編號等信息。里程和速度信息包括行駛里程速度記錄、距離信息和運行方向等信息。時間數據包括格林威治時間和時區。電源供電狀態主要指各節車廂的組件供電等。

2.2 PIS發送到CCU的數據

主要包括PIS初始化和運行狀態。與PIS所在同一個牽引單元的CCU，將這些信息通過網關轉發給另一個牽引單元的CCU。

2.3 PIS發送到HMI的數據

主要包括據，包括配置數據、診斷信息和位置信息。其中配置數據包括各節車輛的車序號和車輛編號，以及系統的版本信息。診斷信息主要是PIS子系統診斷的故障報警信息，用于顯示故障。位置信息包括位置坐標信息及數據有效性。

3 PIS系統技術發展

3.1 現有技術發展對通信接口影響分析

基于PIS與列車網絡控制系統之間的通信接口分析，分析技術發展對PIS與列車網控制系統之間通信接口的影響。旅客娛樂系統中，用數字傳輸系統取代模擬分配系統和用媒體服務器取代聲頻和視頻源不會影響PIS與CCU之間的通信接口。內外顯示系統中， 用薄膜晶體管液晶顯示器取代現有的內外顯示器不會影響PIS與CCU之間的通信接口。

3.2 技術發展趨勢

（1）網絡化。PIS系統和列車通信網絡之間將進一步網絡化，在新的標準中列車通信網絡包括了基于實時以太網的列車骨干網和列車編組網。將來動車組列車網可能采用以太網，由于其傳輸速度的提高，控制網與旅客信息網可采用同一個網絡傳輸，且采用不同的發送方式，如控制網采用周期發送方式，旅客信息采用非周期發送方式。

（2）智能化。隨著軌道交通智能化的技術基礎進一步發展，主要包括數據采集技術，網絡通信技術，智能決策與評判技術和面向服務架構技術。PIS將進一步智能化。

本文以動車組為例，分析了現有技術發展對PIS與列車網絡控制系統通信接口的影響。PIS系統今后將進一步網絡化和智能化，為今后PIS的提高和發展提供參考。

參考文獻

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