磁浮列车的乘客信息系统集成范文

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1中低速磁浮列车PIS系统要求及设计方案

1.1中低速磁浮列车对PIS系统的要求中低速磁浮列车是一种全新的轨道交通形式，最高运行时速100km/h，具有转弯半径小、噪声低、环保安全等特点，为人口密集的城市和对环保要求高的风景名胜地提供了新的轨道交通解决方案。南车中低速磁浮列车采用3节车辆固定编组的形式，Mc车为带司机室的车辆，M车为不带司机室的车辆。中低速磁浮列车PIS系统应实现磁浮列车公共广播、列车两端司机对讲、客室乘客与被激活端司机室司机的紧急对讲、客室内部情况监控等功能。传统轮轨列车PIS系统主要控制设备分布在车辆两端司机室内，中间车每节车厢有一个控制器负责转换，但中低速磁浮列车采用3节车辆固定编组的新形式，并且对整车各系统提出了轻量化的要求，若按照传统城轨列车的PIS系统设计方案进行设计，将无法满足中低速磁浮列车的要求。1.2磁浮列车PIS系统方案说明针对中低速磁浮列车的技术要求和轻量化要求，我们设计了一套3节编组中低速磁浮列车专用的PIS系统，该系统包括车载广播系统、司机对讲系统、乘客紧急报警系统及列车视频监控系统四大部分，设计了磁浮列车专用的列车广播与视频控制单元（ACSU）、司机广播控制盒（DACU）、司机室话筒（MIC）、客室视频服务器（DVS）、客室扬声器（SAP）、紧急报警及对讲装置（PECU）、客室内部摄像机（CAM）、数码硬盘录像机（TDVR）等部件，实现了磁浮列车对PIS系统的公共广播、司机室对讲、紧急对讲等功能。1.2.1公共广播公共广播和列车两端司机对讲系统合称车载广播系统，包括扬声器、广播控制盒、数字报站器、放大器等。PIS系统根据车辆控制计算机发送来的线路信息、距离（或速度）信息、车站代码信息和控制指令，进行相应的计算处理后自动向客室播放所需的语音片断（包括音乐、提示音、各种语言的语音等可听到的音频信息）；该语音片段是事先录制好并经过数字化处理后存放于设备内的线路信息、车站信息、乘客注意事项、应急信息、广告、换乘信息和紧急信息等需要公开告知的信息。当需要播放时由系统自动调用并通过数字合成处理，还原为音频信号。紧急信息包括预录紧急信息和OCC通过车载无线（TETRA）发送的语音信息。1.2.2列车两端司机对讲列车两端司机对讲功能由DACU、ACSU和另一端司机室的DACU共同完成，可以实现司机室之间的对讲通信。只要有一个驾驶台受控，任何一个驾驶台都可通过操作DACU的对讲键触发两个司机室之间的对讲。1.2.3客室乘客与被激活端司机室司机的紧急对讲在每节客室安装2套乘客紧急报警及对讲装置，用于车厢内出现紧急情况时乘客向司机报警，乘客与司机之间可进行半双工双向通话。在客室内出现紧急情况或发生突发事件时，乘客按下安装在客室车厢在靠近侧门处的乘客紧急对讲装置上的报警按键，PECU指示灯亮，同时司机室DACU显示报警指示，司机可通过DACU选择是否与报警点进行通话，乘客根据PECU上的状态指示（通话或等待），与司机进行通话。当有多个乘客同时报警时，司机可按照乘客报警次序轮流选择与乘客进行通话，在通话完成后，司机复位紧急报警按钮时记录结束。当司机应答乘客的报警后，系统可对乘客报警的时间、地点及通话的内容进行存储，存储文件采取“先进先出”机制循环存储。存储的文件可通过相应接口（USB或以太网）进行下载。1.2.4客室内部情况监控与记录列车视频监控系统在每个客室安装两个摄像头，以监控客室状况，摄像头与DVS相连接，经过编码后通过以太网传输到TDVR中存储。列车视频监控系统主要是对运行列车司机室、客室内部进行实时视频监控，并对运行列车车厢、司机室的所有摄像头记录的视频图像信号在TDVR中进行连续的记录，为事件事后的调查提供依据，TDVR为冗余管理的智能控制单元，它可以控制视频监控系统的所有操作。操作人员可以控制视频监控系统的所有操作和录像。1.3磁浮列车PIS系统特点磁浮列车PIS系统在满足列车对PIS系统基本功能需求的前提下，优化了系统结构，实现了单主机PIS系统的集中控制，提高了系统的可靠性。本系统的设备均采用模块化、一体化的设计方案，主要的控制器和辅助设备设计为插入式的板卡模块，集成于3U19寸标准的车载防磁机箱中，做到了系统优化及集中控制，为安装、检修工作提供了方便。

2中低速磁浮列车PIS系统优化设计

2.1中低速磁浮列车PIS系统优化设计方案为实现中低速磁浮列车对PIS系统设备数量和重量的要求，设计过程中采取了优化系统结构设计和集中控制等优化设计方案。2.1.1PIS系统结构优化中低速磁浮列车PIS系统方案将原本布置在两端司机室的主要控制器ACSU、PACU合并，并移至中间车控制柜中，这样PIS系统的主要控制机箱就由最初设计方案的5个变为1个，质量更是在整个列车PIS系统的基础上减少了40kg。但此优化方案若不采取措施，将会导致司机室两端DACU无法顺利实现换端，为此，我们研究出两种方案解决这一问题：方案1为在DACU设备上安装拨码盘ADDR，通过控制拨码盘，激活在线端司机室的PIS系统设备，从而实现换端；方案2为通过接入列车网络控制系统，根据控制系统的信号，实现PIS系统的换端。但方案1操作要打开司机室操纵台侧面板，操作不便，方案2操作简单，但依赖网络系统，若网络系统故障，将无法实现，然而中低速磁浮列车网络系统采用成熟的MVB列车通信网络，可靠性高，出现问题的概率较小。因此，该项目采取了优先采用网络控制，拨码盘方案作为备用的措施，提高了系统的可靠性。2.1.2PIS系统集中控制优化PIS系统所有电缆与显示器连接都采用简单可靠的插头、插座，主要设备采用模块化的接插式印刷电路板座，安装和拆卸方便、简易，同时采用集中控制方案，将PIS系统主要设备安装在一个电器柜中，经过系统改造，实现了对PIS系统设备数量和重量的控制；同时实现了PIS系统内部设备的集中供电，即列车只提供PIS系统主机一个DC110V的电源接口，其他PIS系统各设备电源由系统内部电源变换而得，这样就避免了列车网压波动和列车其他系统频繁开关对PIS系统设备造成的干扰，优化了PIS系统电气结构，增加了系统可靠性和稳定性。2.2中低速磁浮列车PIS系统的改进效果城轨列车PIS系统（以深圳地铁5号线PIS系统为例）与中低速磁浮列车PIS系统的区别。中低速磁浮列车PIS系统经过系统结构优化设计及轻量化设计，在实现相同功能的情况下，设备数量及设备重量远远少于城轨列车现有PIS系统，其中设备数量比传统城轨列车PIS系统少44.6%，设备重量比传统城轨列车PIS系统少47.2%。

3中低速磁浮列车PIS系统功能扩展

中低速磁浮列车PIS系统在满足现有功能的前提下，预留了司机室触摸屏、动态地图、LED动态显示等多项功能的接口，为中低速磁浮列车PIS系统功能的升级扩展预留了空间。另外，中低速磁浮列车PIS系统还预留了列车增扩编及列车连挂的接口，当列车需要增扩编时，在新增的车厢增加客室广播放大与控制单元（PACU）、乘客紧急通话装置、客室扬声器、客室摄像头等相应的设备可按照要求实现PIS系统功能扩展，列车需两列以上连挂时，增加连挂电缆、升级DACU及系统软件后可实现PIS系统的重联。

4结束语

中低速磁浮列车PIS系统在满足列车功能要求的前提下，精简了设备、优化了系统结构，实现了中低速磁浮列车特殊编组形式PIS系统的量身定做，同时，通过结构设计优化和设备优化，比按照传统方法设计的PIS系统成功减重47.2%，为中低速磁浮列车的轻量化设计做出了贡献。中低速磁浮列车PIS系统装车调试后至今，系统运行稳定。其设计思路可作为其它城轨车辆PIS系统设计的参考。（本文来自于《电力机车与城轨车辆》杂志。《电力机车与城轨车辆》杂志简介详见.

作者：郑文文胡伟周力单位：南车株洲电力机车有限公司磁浮系统研究所