燃料電池超級電容混合動(dòng)力100%低地板有軌電車旅客信息系統(tǒng)研究

蘇俊連，李丹鶴，張川寶

（1.中車唐山機(jī)車車輛有限公司，河北 唐山 064000；2.唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 唐山 063299）

燃料電池超級電容混合動(dòng)力100%低地板有軌電車旅客信息系統(tǒng)研究

蘇俊連1，李丹鶴2，張川寶2

（1.中車唐山機(jī)車車輛有限公司，河北 唐山 064000；2.唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 唐山 063299）

從燃料電池超級電容混合動(dòng)力100%低地板有軌電車的旅客信息系統(tǒng)的組成入手，對列車廣播系統(tǒng)、車載信息顯示及視頻播放系統(tǒng)、車載視頻監(jiān)視系統(tǒng)、車載WIFI系統(tǒng)4個(gè)功能模塊，逐一分析功能實(shí)現(xiàn)及具體操作方法。

旅客信息系統(tǒng)；功能模塊

0 概述

旅客信息系統(tǒng)（英文全稱為Passenger information system，縮寫為PIS）是列車的重要輔助系統(tǒng)，為列車提供信息交互功能，提供視頻監(jiān)視數(shù)據(jù)，使乘客在旅行途中及時(shí)準(zhǔn)確掌握到站信息，安全抵達(dá)目的地，并具有WIFI功能，大大滿足了乘客需求。

1 旅客信息系統(tǒng)組成

燃料電池超級電容混合動(dòng)力100%低地板車由三個(gè)模塊編組，編組方式：-Mc+ T +Mc-，其中MC車指安裝動(dòng)力轉(zhuǎn)向架和司機(jī)室的動(dòng)車模塊，T車安裝燃料電池系統(tǒng)和拖車轉(zhuǎn)向架的拖車模塊。旅客信息系統(tǒng)包含：列車廣播系統(tǒng)、車載信息顯示及視頻播放系統(tǒng)、車載視頻監(jiān)視系統(tǒng)[1]，以及新增車載WIFI系統(tǒng)。包含部件如下。

1.1 控制器件

車廂控制器和車載服務(wù)器：MC車和T車各一個(gè)；

廣播主機(jī)、廣播控制盒、視頻服務(wù)器：MC車各一個(gè)；

鵝頸話筒、觸摸顯示屏、GPS天線：MC車各一個(gè)；

WIFI服務(wù)器、WIFI天線：MC車和T車各一個(gè)。

1.2 其他器件

緊急報(bào)警器：MC車1個(gè)，T車兩個(gè)；

內(nèi)部揚(yáng)聲器：MC車3個(gè)，T車4個(gè)；

外部揚(yáng)聲器：MC車2個(gè)；

顯示屏：MC車3個(gè)（1個(gè)終點(diǎn)顯示屏，2個(gè)車內(nèi)顯示屏），T車2個(gè)（車內(nèi)顯示屏）；

攝像頭：MC車6個(gè)，T車2個(gè)；

LCD顯示屏：MC車1個(gè)，T車2個(gè)。

2 旅客信息系統(tǒng)模塊功能

旅客信息系統(tǒng)的列車總線有2條：音頻總線和工業(yè)以太網(wǎng)總線。PIS主機(jī)通過音頻總線與緊急對講和客室揚(yáng)聲器相連，同時(shí)廣播控制盒通過數(shù)據(jù)線與廣播主機(jī)相連，從而試驗(yàn)列車廣播系統(tǒng)功能；PIS系統(tǒng)廣播主機(jī)通過以太網(wǎng)總線和各車廂的車輛控制器相連實(shí)現(xiàn)車載信息顯示及視頻播放功能、車載視頻監(jiān)視功能。PIS系統(tǒng)通過CAN總線與列車網(wǎng)絡(luò)主機(jī)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(dòng)判斷列車的到站情況，并通過廣播和顯示終端告知乘客。

2.1 列車廣播系統(tǒng)

列車廣播系統(tǒng)包括列車廣播和自動(dòng)化報(bào)站系統(tǒng)、司機(jī)對講、乘客緊急報(bào)警，主要用于對客室乘客的廣播功能，可自動(dòng)調(diào)節(jié)音量。列車廣播系統(tǒng)車內(nèi)揚(yáng)聲器的設(shè)置能保證客室內(nèi)廣播清晰、聲強(qiáng)均勻，無死區(qū)。

2.1.1 列車廣播功能

按下廣播控制盒上的“PA”鍵，可通過鵝頸話筒講話，客室內(nèi)所有揚(yáng)聲器正常播放廣播音頻。操作觸摸顯示屏上的功能按鈕，可通過揚(yáng)聲器清晰、正確播放預(yù)先存儲的MP3背景音樂及預(yù)定義的音頻廣播[2]。同時(shí)可以選擇車內(nèi)、外揚(yáng)聲器進(jìn)行廣播。

2.1.2 對講功能

在占用端司機(jī)室按下廣播控制盒上的“DRV”鍵后松開，“DRV”鍵綠燈亮起并閃爍，同時(shí)非占用端司機(jī)室內(nèi)的廣播控制盒上“DRV”鍵同樣綠燈亮起并閃爍，司機(jī)室內(nèi)的揚(yáng)聲器發(fā)出“叮鈴鈴”的提示音。此時(shí)，按下非占用端司機(jī)室的“DRV”鍵，兩個(gè)司機(jī)室內(nèi)的“DRV”鍵均為綠色常亮后，兩個(gè)司機(jī)室便可以實(shí)現(xiàn)通話功能[3]。通話結(jié)束后，按下“CLR”鍵，結(jié)束對講。

2.1.3 緊急對講功能

在MC車左側(cè)門及T車2個(gè)門客室內(nèi)側(cè)墻上安裝有乘客緊急報(bào)警器，在緊急情況下，乘客可拉下乘客緊急報(bào)警器拉手，此時(shí)列車觸發(fā)緊急制動(dòng)，如果是運(yùn)行的列車，將導(dǎo)致停車。

當(dāng)乘客啟動(dòng)報(bào)警電話時(shí)，在司機(jī)室具有報(bào)警音指示，在HMI上將顯示報(bào)警點(diǎn)的具體位置。

當(dāng)司機(jī)應(yīng)答乘客的報(bào)警后，系統(tǒng)可對乘客報(bào)警的時(shí)間、地點(diǎn)及通話的內(nèi)容進(jìn)行存儲，用于備案查詢。報(bào)警結(jié)束后，自動(dòng)結(jié)束音視頻錄音，同時(shí)關(guān)閉音視頻錄像文件并保存。

拉下乘客緊急報(bào)警器拉手后，占用端司機(jī)室廣播控制盒上蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)“INT”按鍵指示燈閃爍，按下此鍵后，乘客緊急報(bào)警器操作板上“SPERK”指示燈亮，能夠正常實(shí)現(xiàn)對講功能。對講完成后，可以操作廣播控制盒上的“CLR”或者“RESET”復(fù)位按鈕進(jìn)行復(fù)位。

2.1.4 音頻優(yōu)先級

列車廣播系統(tǒng)具有不同的廣播方式，優(yōu)先級由高到低如下：

1） 列車廣播；2）預(yù)定義的音頻廣播；3） MP3背景音樂。

在高級別的廣播方式觸發(fā)時(shí)，正在播送的低一級的通信立即中斷。在高級別通信結(jié)束后自動(dòng)恢復(fù)，或執(zhí)行下一廣播。低級別的廣播通信不能打斷高級別廣播通信，需要等候高級別廣播通信結(jié)束后才能開始。優(yōu)先級模式可根據(jù)需要通過軟件進(jìn)行設(shè)置或更改。

2.1.5 自診斷功能

系統(tǒng)具有自診斷和對外圍設(shè)備檢測的功能，可以診斷到最小可診斷單元。系統(tǒng)診斷到的故障信息通過廣播主機(jī)傳遞給列車中央控制單元VCU。

2.2 車載信息顯示及視頻播放系統(tǒng)

2.2.1 車載信息顯示系統(tǒng)

列車3節(jié)車廂夠設(shè)有2個(gè)LED終點(diǎn)顯示屏，用于顯示終點(diǎn)站、運(yùn)行區(qū)間及車次號；6個(gè)LED內(nèi)部顯示屏，其中2個(gè)布置在司機(jī)室端墻上方，4個(gè)布置在客室貫通道處，用于顯示列車行駛的相關(guān)信息。

在占用端司機(jī)室PIS系統(tǒng)的觸摸顯示屏上，選擇運(yùn)行線路后，線路編號和目的地車站在終點(diǎn)顯示屏上保持不變。當(dāng)車輛從一個(gè)車站開往另一個(gè)車站時(shí)，在進(jìn)站前自動(dòng)報(bào)站。同時(shí)，內(nèi)部的所有顯示器上顯示相關(guān)信息[4]。

通過司機(jī)臺上的觸摸顯示屏可以選擇預(yù)定義的信息，顯示在內(nèi)部顯示屏上。預(yù)定義信息可以是中文也可以是英文格式。

每輛Mc車配置獨(dú)立的車載視頻播放系統(tǒng)，為列車上的乘客提供信息服務(wù)。

2.2.2 視頻播放——娛樂系統(tǒng)

在占用端司機(jī)室PIS系統(tǒng)的觸摸顯示屏上還可進(jìn)行視頻節(jié)目的“上選”“下選”“暫停”“播放”“停止”功能。選定節(jié)目后，在LCD顯示屏上節(jié)目播放清晰流暢，圖像質(zhì)量良好；視頻伴音清晰與視頻畫面同步。

2.3 車載視頻監(jiān)視系統(tǒng)

2.3.1 車載視頻監(jiān)視系統(tǒng)

車載視頻監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)視范圍包含車內(nèi)和車外[5]。

車內(nèi)視頻監(jiān)視系統(tǒng)：司機(jī)室內(nèi)有2個(gè)攝像頭，其中前端攝像頭用于監(jiān)視車輛前方的運(yùn)行情況，另外1個(gè)用于監(jiān)視司機(jī)操作情況及司機(jī)室內(nèi)的情況。每個(gè)客室內(nèi)頂板上安裝2個(gè)攝像頭，主要用于監(jiān)視客室情況。

車外視頻監(jiān)視系統(tǒng)：每個(gè)司機(jī)室外側(cè)對稱布置2個(gè)后視攝像頭，用來觀察轉(zhuǎn)彎和門區(qū)情況。旅客信息系統(tǒng)通過CAN總線獲取列車運(yùn)行方向信號，用于司機(jī)室PIS系統(tǒng)顯示屏攝像頭監(jiān)控界面的轉(zhuǎn)換。

2.3.2 車載視頻監(jiān)視系統(tǒng)主要功能

1）監(jiān)視功能：列車內(nèi)/外部攝像頭的監(jiān)視畫面可以在司機(jī)室的觸摸顯示屏上進(jìn)行查看，可多畫面也可單畫面顯示。功能按鈕介紹如下：

“固定顯示設(shè)置”：可設(shè)置實(shí)時(shí)預(yù)覽左側(cè)兩畫面的顯示內(nèi)容，默認(rèn)4分屏；

“顯示管理”：可選擇實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)覽四畫面的循環(huán)切換顯示時(shí)間（切換以四畫面為單位，默認(rèn)時(shí)間是10秒）；循環(huán)顯示隊(duì)列1-14為顯示隊(duì)列編號，每一個(gè)編號對應(yīng)一個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)；

“播放設(shè)置”：可設(shè)定實(shí)時(shí)預(yù)覽四畫面顯示方式即定格播放或循環(huán)播放；

“顯示設(shè)置”：可設(shè)預(yù)覽界面的亮度、色度、對比度、飽和度；

“硬盤狀態(tài)”：可以選擇查看每個(gè)車載服務(wù)器的硬盤存儲情況及工作狀態(tài)；

“校時(shí)”：設(shè)置設(shè)備時(shí)間和系統(tǒng)時(shí)間可讓車載服務(wù)器的系統(tǒng)時(shí)間與廣播主機(jī)的系統(tǒng)時(shí)間同步，自動(dòng)校時(shí)半個(gè)小時(shí)一次；

“導(dǎo)入配置文件”：將預(yù)先存儲在廣播主機(jī)的配置文件下載到車載服務(wù)器中；

“文件下載”：可按時(shí)間查找、按文件查找、報(bào)警事件查找三種方式將車載服務(wù)器中的日志文件搜索并顯示在下載列表框中，下載完成后點(diǎn)擊“退出”按鈕，退出下載界面，點(diǎn)擊右側(cè)“導(dǎo)出設(shè)備日志”，可將存儲在車載服務(wù)器中的日志文件下載到本地存儲設(shè)備中。

在“實(shí)時(shí)監(jiān)控”功能下，顯示屏界面上可同時(shí)瀏覽6個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的畫面，左側(cè)2個(gè)畫面固定顯示為本車廂車外兩側(cè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)（司機(jī)室外側(cè)部攝像頭）的監(jiān)控畫面。右側(cè)4個(gè)畫面為顯示管理中循序顯示列隊(duì)所選擇的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)中的4個(gè)，雙擊其中某個(gè)畫面，可切換至單畫面顯示，再次雙擊可還原為四畫面顯示。

當(dāng)列車方向手柄置于向前時(shí)，觸摸顯示屏上自動(dòng)切換到占用端司機(jī)室的前端攝像頭監(jiān)視畫面；當(dāng)列車方向手柄置于零位時(shí)，觸摸顯示屏上的顯示畫面為客室內(nèi)的攝像頭監(jiān)視畫面；當(dāng)列車方向手柄置于向后時(shí)，觸摸顯示屏上自動(dòng)切換到尾端司機(jī)室的前端攝像頭監(jiān)視畫面。

2）回放功能：系統(tǒng)具有“錄像回放”功能，可對選擇監(jiān)控點(diǎn)的位置按照時(shí)間段回放，回放時(shí)可以暫停、停止、單幀播放、慢放或快放。

系統(tǒng)具有“報(bào)警事件回放”功能，可對系統(tǒng)檢測到的警報(bào)（乘客緊急報(bào)警觸發(fā)的警報(bào)）時(shí)間回放并能夠暫停、停止、單幀播放、慢放或快放。

2.4 車載WIFI系統(tǒng)

車載WIFI系統(tǒng)主要由3G-FI 路由器構(gòu)成。在每節(jié)車廂內(nèi)分別布置1個(gè)3G-FI 路由器，且集成在WIFI服務(wù)器內(nèi)。通過3G 網(wǎng)絡(luò)連接至互聯(lián)網(wǎng)[6]，同時(shí)以WIFI 網(wǎng)絡(luò)的形式實(shí)現(xiàn)車廂級覆蓋。每個(gè)車均設(shè)置有WIFI服務(wù)器，滿足無線信號覆蓋完全，無死角的需求。

3 結(jié)束語

本文對燃料電池超級電容混合動(dòng)力100%低地板有軌電車的組成及功能模塊的功能及使用進(jìn)行了介紹，對掌握此系統(tǒng)的使用及調(diào)試方法具有很大的指導(dǎo)意義。

[1]張珍．城市輕軌及地鐵車載旅客信息系統(tǒng)[J]．鐵道車輛，2015(4)：13-14+37.

[2]劉俊明，賈濤．混合雙動(dòng)力動(dòng)車組旅客信息系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用[J].鐵道車輛，2015(10)：29-31.

[3]邵玫．地鐵列車旅客信息系統(tǒng)中司機(jī)控制單元的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J]. 城市軌道交通研究，2011(1)：94-97.

[4]孟慶祝．軌道交通旅客信息系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)[J].智能建筑電氣技術(shù)，2013(5)：37-41.

[5]楊旭生．旅客信息系統(tǒng)綜述[J].中國新通信，2014(14)：52-52.

[6]王琦，徐巖．城市軌道交通旅客信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息，2008(13)：83.

Passenger Information System Research of Fuel Cell/Super Capacitor Hybrid Power 100% LRV Tram

SU Junlian1, LI Danhe2, ZHANG Chuanbao2
(1. CRRC TANGSHAN CO.，LTD, Tangshan 064000, China; 2.Tangshan Polytechnic College, Tangshan 063299, China)

This paper starts with consist of passenger information system of fuel cell/super capacitor hybrid power 100% LRV tram, following four parts train announcement system and onboard information display system and onboard video monitoring system and WIFI system.. We analysis its function and the specific operation methods.

passenger information system; function modules

TP207

B

1674-943X(2016)04-0001-03

2016 - 08 - 04

蘇俊連（1981 - ），女，河北滄州人，碩士，工程師，主研方向?yàn)閯?dòng)車組輔助系統(tǒng)。