城轨车辆车载乘客信息系统的集成设计资料下载.pdf

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城轨车辆；

乘客信息系统；

集成化；

模块化中图分类号：

U270.38+2文献标识码：

A文章编号：

16721187（2011）04005503IntegrateddesignofpassengerinformationsystemformasstransitvehiclesZHANGYa（R&

DCenter，CSRZhuzhouElectricLocomotiveCo.，Ltd.，Zhuzhou412001，China）Abstract：

Aimingatthediversifiedfunctionalrequirementsofthepresentpassengerinformationsystemformasstransitvehicles，thispaperanalyzesthedifferentprojectsofpassengerinformationsystem，andputsforwardanideaofsystemintegrationdesign.Systemintegrationdesignmakespassengerinformationsystemstructuresimplerandmoremodular，andcansolvesimultaneouslytheproblemsofpassengerequipmentinstallationandwiringonmasstransitvehicles.Keywords：

masstransitvehicle；

passengerinformationsystem；

integrated；

modular电力机车与城轨车辆ElectricLocomotivesMassTransitVehicles第34卷第4期2011年7月20日Vol.34No.4Jul.20th，2011研究开发1概述城轨车辆车载乘客信息系统，简称PIS（PassengerInformationSystem）系统，主要运用网络控制和多媒体控制技术，以城轨车辆的客室车厢为载体为乘客呈现多样化信息。

近年来，随着城轨车辆集成技术、网络技术和多媒体技术的发展，以及城轨车辆人性化的设计需求，对城轨车辆车载乘客信息系统的功能需求也趋向于复杂多样化。

城轨车辆车载乘客信息系统根据功能主要包含列车广播对讲系统、多媒体播放系统和视频监控系统等3个相对独立的子系统，但各子系统间又有着密不可分的联系，存在着多种通信协议和总线。

如果各个系统分别独立设计，必然导致系统设备繁多、设备之间的连线复杂，而城轨车辆客室每节车厢集中存放设备的安装空间有限，设备只能分散布置在不同的地方，不仅降低系统的稳定性，后期的调试和维护难度也会大大增加。

因此，基于系统集成化、模块化的乘客信息系统设计是优化车辆设计、增加系统稳定性和降低采购成本的必要措施。

2车载乘客信息系统主要功能要求综合目前城轨车辆的车载乘客信息系统技术需求，主要包含以下功能需求。

2.1列车广播对讲系统功能列车广播对讲系统主要包含以下功能：

1）运营控制中心对车辆的广播；

2）司机室对讲；

3）司机与乘客的紧急通话；

4）司机对乘客的广播；

5）紧急信息广播；

6）数字化报站广播。

2.2多媒体播放系统功能在客室适当位置安装LED和LCD显示屏，可进行以下功能的显示：

1）LED信息显示：

包括目的地显示-55-电力机车与城轨车辆2011年第4期屏、客室两端显示屏、LED动态地图显示屏等，可以显示列车运行线路、方向、下一站、换乘站等信息，到站显示与数字广播报站同步；

2）LCD多媒体播放信息显示：

包括广告、实时新闻直播和录播，并能够在LCD多媒体显示屏上插入报站相关的乘客信息内容；

系统能够通过与车地无线局域网系统（WLAN）车载设备的接口获取实时直播的信息。

2.3视频监控系统通过在司机室设置LCD显示器和视频服务器，在司机室和客室设置适当数量的摄像机，可以实现以下功能：

1）司机可通过显示器监控司机室和客室的状况，录制的视频图像可在列车上进行本地存储；

2）视频联动功能：

当发生如乘客应急对讲、车门紧急解锁装置、火灾报警系统等紧急事件时，司机可人工选择触发显示屏显示（可选全屏显示或四分屏显示）事件发生所在车厢图像，辅助司机对事件的处理；

3）视频监控录像可通过与车地无线局域网系统（WLAN）车载设备的接口，将列车上的视频监控录像实时上传给地面控制中心。

2.4各子系统之间联系各子系统之间的信息传输示意图如图1所示。

图1子系统间信息系统传输示意图各子系统之间的信息传输简述如下：

列车广播对讲系统通过列车自动控制系统（ATC）和列车管理系统（TMS）获取报站相关的起始站、终点站、下一站、开关门等信号，并将其传输给多媒体播放系统用于LED显示屏和LCD显示屏上报站相关内容的显示。

视频监控系统从列车广播对讲系统获取乘客紧急对讲、车门紧急解锁和火灾报警等紧急信息，用于视频监控系统的联动。

多媒体播放系统从车地无线局域网系统（WLAN）获取实时多媒体信息列表，用于LCD显示屏的显示。

视频监控系统将列车视频监控摄像头的信息传给车地无线局域网系统（WLAN），并最终传至地面控制中心。

3车载乘客信息系统不同设计方案比较下面以武汉轨道交通1号线二期工程车辆和广州地铁三号线北延段车辆乘客信息系统的设计方案，进行比较和分析。

两个项目车辆的乘客信息系统均具有上述功能。

3.1系统分散设计方案分析图2为武汉轨道交通1号线二期工程车辆乘客信息系统的主要设备结构框图。

武汉轨道交通1号线二期车辆为4编组列车。

3个子系统的控制设备各自独立，其中视频监控服务器、媒体网关、司机室广播机柜、LCD媒体播放控制器、分屏器等都是独立的设备。

各子系统也分别用不同的列车线缆进行传输，其中视频监控系统列车线用以太网总线进行传输，列车广播对讲系统用音频总线和RS485通讯总线进行传输，LCD播放控制器到分屏器采用同轴电缆进行传输。

系统设备之间又有以太网视频、音频、RS232数据等信息的传递。

可以看出，这种系统设计结构和连线较为复杂，有多种系统控制设备和多种通信协议，给车辆的设备安装、布线和系统调试都带来不利影响。

3.2系统集成设计方案分析图3为广州地铁三号线北延段车辆乘客信息系统的主要设备结构框图。

广州地铁三号线北延段车辆为6编组列车，系统设计基于中间车C车车钩完全对称，每个客室都采用相同的设备，因此，A车司机室客室和B车客室设备与武汉1号线二期车辆有可比性。

相比图2的系统结构，图3的系统结构具有以下特点：

1）系统冗余设计：

每列车两端司机室各设一个司机室控制机柜互为冗余备份；

客室控制机柜采用总线型连接，某一客室设备故障不影响其他客室功能；

以太网采用工业级冗余环网设计。

2）系统高度集成设计：

机柜内部采用模块化设计，视频监控系统所需的编码器、交换机模块，媒体播放系统所需的分屏器模块都集成在客室控制机柜中，客室只需要1个19英寸的3U机箱。

司机室视频监控服务器因采用大容量硬盘，需单独设计机箱，列车级的主控器模块、对外接口模块均集成在1个19英寸的3U的司机室控制机箱中。

各模块之间通过机箱背板完成互相通信，不需要设备之间的连线。

3）各子系统相对独立性设计：

各模块作为最小可更换单元相对独立，单一模块故障不会影响其他模块的功能，比如编码器模块故障仅影响所连接的摄像机图像丢失，而不影响广播系统和LCD播放系统的任何功能。

4）系统稳定性设计：

多媒体播放系统和视频监控系统共用一套交换机和以太网总线，列车级传输和车辆内传输均采用全数字IP传输技术，减少设备和连线的同时增加系统可靠性。

-56-从图2和图3可以看出，在系统功能和系统终端设备基本相同的条件下，广州地铁三号线北延段车辆乘客信息系统的结构设计相对紧凑，设备数量少，布线简单。

而且该乘客信息系统目前已通过运营考核，系统设备稳定，故障率低。

4结束语通过以上分析研究表明，对城轨车辆车载乘客信息系统的3个子系统进行集成化、模块化设计是可行的，这对城轨车辆的系统集成设计有着重要的意义。

但是，城轨车辆乘客信息系统集成化、模块化设计的发展需要各方的积极推动：

首先需要各地地铁公司在招标时考虑在正确的功能界面划分前提下尽可能地由车辆对各子系统进行统筹设计；

其次需要乘客信息系统供货商和车辆集成商不断提高系统集成能力，增强系统稳定性。

参考文献：

1阳宪慧.现场总线技术及其应用M.北京：

清华大学出版社，2008.2罗铮.地铁列车乘客信息系统设备界面划分J.电力机车与城轨车辆，2011

（2）.3刘刚，韩熠，戴未央.WLAN在旅客信息系统中的应用J.现代城市轨道交通，2006（4）.4马冲，邓红元.地铁PIS系统中的视频技术J.铁路通信信号工程技术，2008

（2）.5刘伟中.乘客信息系统在城轨交通中的应用浅析J.铁路通信信号工程技术，2009（3）.6南车株机公司.武汉轨道交通1号线二期工程车辆技术规格书G.株洲：

南车株机公司，2009.7南车株机公司.广州地铁三号线北延段车辆技术规格书G.株洲：

南车株机公司，2009.图2乘客信息系统分散设计结构图张亚城轨车辆车载乘客信息系统的集成设计*2011年第4期图3乘客信息系统集成设计结构图-57-