天津地铁3号线车载乘客信息系统设计

摘要：本文对天津地铁3号线车载乘客信息系统的系统构成、功能和设计特点进行了详细描述。

Abstract: In this paper, the system of Tianjin Metro Line 3 passenger information system functions and design features are described in detail.

关键词：地铁车载；乘客信息系统；广播系统

Keyword: Metro vehicle; Passenger information system; Broadcasting system

中图分类号：U270.38 文献标识码：A

1 概述

天津市城市轨道交通线网规划中的地铁3号线，南起西青区华苑产业园区，北至北辰区小淀，线路总长为29.66km。初期共设车站23座，其中地下站18座、高架站4座、地面站1座。客流预测结果早高峰最大断面流量初期（2013年）1.99万人次/小时；近期（2020年）2.79万人次/小时；远期（2035年）3.99万人次/小时。工程初、近、远期车辆均使用不锈钢车体，3动3拖六辆编组方式。初期配属车辆162辆，共27列。

天津地铁3号线车辆是由南车青岛四方机车车辆股份有限公司组装生产的标准B型车。其中车载乘客信息系统（以下简称PIS系统）是一个集成了乘客广播、视频播放、动态地图显示及视频监控的综合平台，为乘客在乘车时提供语音通信与语音广播，提供高质量的视音频和必要的站台及旅行换乘信息；为司机及运营控制中心（以下简称OCC）提供列车司机室及客室的实时监控视频信息。

2 系统组成

根据服务功能的不同，PIS 系统设计为三个部分，分别是列车广播系统（PA）、列车视频监视系统（CCTV）及乘客信息显示系统（PIDS）。

2.1列车广播系统（PA）

列车广播系统主要采用数字语音传输技术，通过数据/语音总线完成系统内部控制信号、列车广播/对讲语音信号以及系统内部数据信号的传输。实现OCC对列车广播、司机对讲、司机与乘客紧急对讲、司机对客室人工广播、数字语音广播等功能。

2.2车载乘客信息显示系统（PIDS）

车载乘客信息系统主要通过安装客室内的LCD显示屏、客室端部LED显示屏和门区电子地图与数字报站广播同步，为列车上的乘客提供高质量的视频和必要的旅行换乘信息。该系统既可通过WLAN设备接收信息，经系统解码后在本列车的所有 LCD显示器上实时播放，也可通过安装在列车上的媒体控制器进行本地播放。

2.3车载视频监控系统（CCTV）

车载视频监视系统主要通过安装在司机室和客室的摄像头，能对司机室对操纵台的操作和整个客室内的状况进行监测。安装在司机室中的LCD触摸显示屏能够通过分屏模式实时显示客室内监控的状况，当出现乘客报警和烟感预警等紧急情况时，司机室LCD触摸显示屏将自动放大相应车辆的监控画面供司机监视。列车视频监控系统通过系统构建的以太网实现车载网络系统和地面系统连接的无线AP接入接口。

3 系统技术特点

天津地铁3号乘客信息系统集成度高，对外接口相对减少，有效地降低了系统对外接口的复杂性，节约了车上屏柜安装的空间，相对分散式系统来说减少了系统的重量和功耗。为了能够更好地为乘客乘车服务，本系统在设计时着重考虑了可靠性设计和人性化设计，以及为实现列车安全运营实施的保障措施。

3.1 主备冗余

两端司机室的中央控制器和媒体主机采用主从工作模式，一旦主控制器（在激活端司机室的控制器）发生故障，主从列车控制器将自动进行转换，另一端司机室的中央控制器和媒体主机将代替激活端的控制器进行乘客信息系统的控制。上述设计可以减少乘客信息系统单点故障对运营服务造成的影响。

3.2 列广系统的优先级设置

列车广播系统具有OCC对列车进行广播、司机与乘客的对讲（乘客紧急报警）、司机室对讲、人工口播、数字式语音广播等广播方式，系统默认状态为OCC对列车广播优先级最高。运营期间，维护人员可以通过PTU软件对各个通信方式进行灵活的优先级设置。

3.3 广播音量自动调整

广播系统具有噪声检测控制单元，通过客室内的噪声传感器实时采样车厢内环境噪声，并根据环境噪声的大小自动调节广播的音量，保持广播的输出比环境噪声大5～10dB，使广播系统达到最佳的播音效果，不仅给乘客提供了一个良好的声音环境，同时给运营及维护也带来很多方便。

3.4 乘客报警与 CCTV 联动

乘客紧急报警器和烟感预警主从机设置了与CCTV的联动接口，当乘客按压紧急报警按钮或烟感预警系统触发时，司机室监控屏将自动切换到乘客所在位置或烟感报警区域，将附近的情况显示到监控屏上。

3.5 自动报站

在非ATC驾驶模式下列车广播系统具备自动报站功能，其设计原理为列车广播系统接收TMS采集的5km/h、30km/h速度信号和开关门信号，并以此触发列车的预报站和到站广播，实现列车自动报站功能。

3.6 站台车地CCTV画面切换

列车在区间运行的过程中，司机室CCTV监控屏轮询显示客室和司机室监控画面。当列车行驶到站台停车时，切换为站台监控画面，监控列车乘降情况，以便于司机及时进行开关门作业。

4 系统接口关系设计

天津地铁3号线乘客信息系统与外部其他接口的关系：通过与列车TMS系统、ATC系统、WLAN系统、车载电台等一起实现列车多媒体实时信息显示、OCC与客室广播、列车监控视频的上传等的功能。

4.1与列车TMS系统接口

乘客信息系统与列车控制系统（TMS）间通过RS485总线进行通信，此通道用于传送PA系统相关的起始站、终点站、下一站、开关门等相关报站信号，同时传输给CCTV系统在紧急情况下的画面切换信号。

4.2与专用无线电系统的接口

乘客信息系统与车载电台间通过提供一对平衡音频接口和一对无源广播申请控制信号，来实现OCC对客室乘客的直接广播功能。

4.3与ATC系统的接口

乘客信息系统与ATC系统之间通过TMS传输车站站名信息，自动报站触发信号、列车报站信息反馈等信号，实现列车在ATC驾驶模式下的报站功能。

4.4与地面乘客信息系统的接口

乘客信息系统通过WLAN系统实现车载多媒体系统实时播放以及地面OCC调用车载CCTV系统的监控视频，从功能实现和硬件配置角度来看，天津地铁3号线依靠串行网络接口完成车内监控视频的上传和地面多媒体信息的下载，为乘客提供高质量的视频信息和安全的乘车环境。

5 结束语

天津地铁3号线车载乘客信息系统的设计着重考虑了其可靠性、可维护性，以及运营管理的需要，为乘客提供了一个安全、准确、便捷的环境。目前该项目车辆上线运行将近1年，此系统运行状况良好，可为后续项目的设计提供参考。

参考文献：

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