第十三章乘客信息系统.docx
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第十三章乘客信息系统
第十三章乘客信息系统
第一节功能说明
深圳地铁一号线续建工程车辆的乘客信息系统（PassageInformationSystem）是由新钶电子（上海）提供。
该系统为乘客提供到站广播、信息广播、乘客紧急对讲和到站信息显示等功能。
它包括两个子系统：
乘客广播通信系统和乘客信息显示系统（PIDS）。
一、乘客广播通信系统功能及其用户接口
（一）乘客广播通信系统的大体功能及优先级
1.乘客广播通信系统的大体功能
深圳地铁一号线续建工程车辆乘客广播通信系统能够实现以下功能：
（1）司机室对客室的人工广播（PA广播）；
（2）司机室之间对讲（C－C）：
任一司机室到所有其它司机室（包括联挂的列车）；
（3）乘客报警与通信（P－C）：
司机与乘客紧急通信；
（4）OCC对客室的无线广播：
通过车载无线电系统来实现；
（5）自动触发数字化广播（自动报站）：
由列车通信网络（TCN/TCMS）经CACU激活的数字化广播，与乘客信息显示系统一路工作；
（6）司机人工触发数字化广播（手动报站及紧急广播）：
通过在激活的司机室的MMI上操作来激活数字化广播，与乘客信息显示系统一路工作；
（7）关闭车门提示声音信号。
该系统能实现一般话、广东话、英语三种语言报站；用于存储数字语音文件（如到站信息和广播）的CF卡容量是1GB。
2.广播各功能的优先级别
广播各功能的优先级别，由高至低如下：
乘客紧急报警与通信（PC模式）、对客室的无线广播、司机室对客室的人工广播（PA模式）、自动触发的数字化广播、司机室之间对讲（C－C模式）。
能够通过语音编辑软件对优先级别进行设置。
若是高优先级操作打断低优先级操作，在终止操作后，系统将不能回到最后一个已知的操作情景，即在高优先级操作打断低优先级操作的地址，而是返回到空闲状态。
例如，若是数字化广播被驾驶员对乘客的广播打断，在驾驶员对乘客的广播终止后，系统将不能返回到数字化广播。
（二）列车有线广播系统的一样用户接口
1.DACU（驾驶员语音操纵单元）的一样用户接口
位于司机台的驾驶员操作面板是由株机公司提供的。
它由一个三档的转换旋钮（PA/0/C-C）和一个带指示灯的“紧急对讲”按钮组成。
（1）P-A（人工广播）
司机将三档旋钮打到P-A位置，并按下手持式麦克风的PTT，2-3s后当通话成立完成，司机即可进行广播，乘客通过客室的扬声器能够听到司机的广播。
通话终止，司机释放PTT，将三档旋钮打到0位置。
（2）C-C（司机室之间的对话）
两个司机室都可发起通话。
在空闲模式下，发言发起方先将三档旋钮打到C-C位，并按下手持式麦克风的PTT开始发言，发言方进入麦克风的声音将在另一个司机室扬声器听到；另一个司机室的人将三档旋钮打到C-C位，就能够够通过操作手持式麦克风的PTT按钮与对方司机室进行通话。
任一方在发言时必需按下PTT，终止发言后释放PTT，才能监听对方的声音。
当两司机室的三档旋钮打到0位置，司机室与司机室的通话即终止。
（3）P-C（乘客紧急通信）
当激活一个乘客报警时，“紧急对讲”按钮指示灯将当即闪烁，同时司机室扬声器产生一个警报声。
当司机按下那个按钮，按钮指示灯将转为常亮，P-C通信模式被激活。
当司机再次按下“紧急对讲”按钮，即可终止本次通话，按钮指示灯将熄灭。
若是有多个乘客报警，“紧急对讲”按钮指示灯将维持点亮状态，并可从司机室扬声器听到警报声。
司机释放第一个乘客的紧急呼唤后，按相同操作应答下一个紧急呼唤。
每一个乘客报警都依照它们被激活的顺序进行处置。
2.PECU（乘客紧急通信单元）的一样用户接口
PECU用于操作乘客与驾驶员之间的紧急通信，依托安装在面板上的麦克风和扬声器，乘客将能够与驾驶员口头对话。
当乘客按下PECU面板的紧急呼唤按钮，PECU上的“呼唤”灯将当即闪烁，指示呼唤已经被注册，可是司机尚未应答。
一旦司机应答呼唤，“呼唤”指示灯将转为常亮，“讲”指示灯将打开，现在PECU的麦克风已激活，乘客能够与司机发言；当司机按住PTT时，“讲”指示灯熄灭，“听”指示灯亮起，乘客能够从PECU内部扬声器听到司机的声音。
当司机终止呼唤后，三个指示灯都将熄灭。
在任何时候，最多只有一个PECU上的“讲”指示灯被点亮。
二、乘客信息显示系统（PIDS）功能介绍
从CACU到经SACU操纵的LED动态地图显示器的站点地图信息既能够通过司机操作，也能够通过由ATC经TCN取得的相应的操纵代码更新来完成。
与即将抵达站点的显示与数字报站广播同步进行。
图13-1-1LED动态地图版面设计
（一）大体功能
1.列车驶向站的LED闪烁，颜色为黄色；
2.红色常亮表示列车正在停泊的站点和已通过的站点；
3.列车尚未通过的前方线路为绿色；
4.显示方向的“珍珠串”不通过标志列车已通过的红色部份，方向采纳三个以每秒10个LED的速度移动的“黑色”LED来指示；
5.开门指示LED：
本侧开门为绿色，另侧开门为黄色，并在车辆到站前开始闪烁。
（二）超时爱惜功能
LED动态地图显示器具有超时爱惜功能，当长达10分钟时刻没有信号接收到时，超时爱惜将起作用，显示器将关闭，以幸免向乘客显示任何错误信息。
当接收到有效的信号，显示器将从头正常工作。
第二节PIS结构及各部件电气接口说明
一、PIS的整体结构（图13-2-1）
PIS系统通过RS485接口与DDC（MMI的操纵单元）相连，DDC通过MVB接口与TCN相连，实现与TCMS系统的通信。
二、CACU与SACU的之间的接线
CACU与SACU之间由三条列车级总线连接，别离为：
广播语音总线，紧急对讲语音总线，CAN总线。
（一）广播语音总线（“Audio1＋”和“Audio1－”）
广播语音总线是一条屏蔽双绞线。
广播语音总线的语音信号用于除乘客紧急对讲外的所有通信模式（PA、C－C、数字化广播、无线广播等），在某一给定的时刻内只许诺这些模式中的一种模式运行。
（二）紧急对讲语音总线（“Audio2＋”和“Audio2－”）
紧急对讲语音总线是一条屏蔽双绞线，它为乘客紧急通信（P-C）的语音信号提供一条单独的通道。
（三）CAN总线（“CAN_H”，“CAN_L”和“CAN_GND”）
CAN总线负责双向通信，在两个司机室的CACU之间连接，与每辆车中的SACU进行并联。
CACU和SACU之间通过CAN总线传递的命令和信号要紧包括：
一、乘客广播命令；
二、PECU状态，命令；
3、SACU状态；
4、LED动态地图显示器指令。
三、PIS各部件功能及其接口
（一）CACU功能及其电气接口
CACU是PIS系统内设备间通信和PIDS的操纵中心，提供通信设备和PIDS之间的语音互换和信号操纵，并与列车操纵系统实现通信。
表13-2-1CACU要紧规格参数
描述
参数值
电源
+110VDC（额定）
功率
30W（额定）,50W（最大）
工作温度
-2︒Cto+40︒C
每列车有两台CACU，它们安装在A1和A2车内。
在列车运营进程中，其中一台CACU被自动设置为主控，另一台被自动设置为副控。
被设置为主控的设备将接管所有操作，而副控处于备用状态。
CACU是模块化设备，它包括一个简单的19英寸3U的机箱。
所有连接器接口均位于设备的前端。
（CACU前面板参见图13-2-2）
一、电源模块
接入110VDC初始电源，将其转换成48VDC供给放大器利用，12VDC供给其余的电路利用。
电源模块的前面板安装有电源操纵开关和电源指示LED，LED指示灯连接在保险丝以后，如此在保险丝烧断时将会造成指示灯熄灭。
表13-2-2电源模块接口
标签
控制
描述
P11
CACU电源连接接口
与110VDC电源相连
接地柱
连接CACU机箱和列车以平衡外壳电压，使设备的所有内部电路实现电流隔离。
二、主处置器模块
该模块是PIS系统的核心。
它为列车操纵系统（主控/副控、重联信号，TCMS）和CAN总线提供通信接口，完成在CACU和TCN之间的RS485操纵信号和状态信息的发送或接收，PIS系统的内部操纵是通过CAN总线来完成。
主处置器模块的前面板上有4个LED红色状态指示灯，一个Test（测试）按钮和5个接口。
当Test按钮被按下后，CACU前面板上的4个LED状态指示灯均闪烁，司机台上的紧急对讲按钮指示灯点亮，PIS系统自动播放CF语音卡的存储内容；当再次按下Test按钮，终止测试。
表13-2-3主处置器模块状态指示灯
LED标签
颜色
功能
1
红色
主控状态指示。
主控端LED点亮。
2
红色
连挂状态指示。
当列车连挂好后，这个LED被点亮。
3
红色
CACU语音输出状态指示。
4
红色
PIS使用状态指示。
当PIS正常工作时，这个LED以每秒钟2次的频率闪动；当PIS不工作/死机时，这个LED不亮/常亮。
表13-2-4主处置器模块接口
标签
控制
描述
J12
CACU维护端口SVC
标准RS232公头。
P13
CACU与TCMS连接接口
D-sub，9针，母头。
RS485电压级：
发起数字报站广播、发送/接收来自TCMS的信息。
J14
CACU与列车控制器（I/O）连接接口
D-sub，9针，公头。
输入主控/副控、重联信号。
J15
CACU与联挂单元（EXT）连接接口
D-sub，15针，公头。
CAN总线、音频双绞线、控制信号线：
实现与连挂车的PA、C-C功能。
P16
CACU与列车总线（Trainline）连接口
D-sub，15针，母头。
CAN总线、两对音频双绞线（广播和紧急对讲）、地址线。
3、多功能接口模块
该模块为驾驶员语音操纵单元、司机室扬声器、无线广播和多媒体广播提供通信接口。
它的面板上还有一个用来调剂司机室扬声器音量的内沉式旋钮，与机箱内的可调电阻相连。
表13-2-5多功能接口模块接口
标签
控制
描述
J17
CACU与DACU连接接口
D-sub，15针，公头。
J18
CACU与司机室扬声器（SPKR）连接接口
D-sub，3针，公头。
P19A
CACU与无线电台（RAD）连接接口
D-sub，9针，母头。
RADIO音频、控制线。
P19B
CACU与多媒体广播（MP）连接接口
D-sub，9针，母头。
Media音频双绞线。
4、语音操纵模块
该模块提供语音操纵人机接口，许诺用户调剂驾驶室和客室的广播音量，或使某节车箱的广播静音。
语音操纵模块的前面板上安装有1个音量操纵旋钮，6个静音操纵开关（对应6个LED红色状态指示灯）。
音量操纵旋钮用来调剂整列车的广播音量，分1~6档。
静音操纵开关能够使对应车箱的广播静音。
当使某节车箱静音时，对应的红色LED点亮。
五、存储模块
存储模块由卡槽、CF卡和读卡器组成。
上面有两个用于插CF卡的卡槽，两张CF卡别离用来存储数字语音文件和LOG数据文件，每张卡的容量是1GB。
用户能够通过保护软件对CF卡中的内容进行添加/修改/删除。
（二）SACU功能及其电气接口
一、SACU的功能
每节车安装有一台SACU。
SACU执行如下大体功能：
（1）提供电源
（2）驱动客室内的扬声器（10个/车箱）
通过CAN总线和广播语音线，广播语音信息从CACU传送到客室，接收到的语音先进行调制，然后平稳输出。
（3）通过ANM检测环境噪音操纵扬声器输出音量
在广播开始前通过ANM检测现场的环境噪音，SACU依照环境噪音值自动调整补偿功率放大器的输出。
（4）连接客室内的3个PECU，并通过列车总线将其信号传送给CACU
SACU作为3个PECU的治理单元，为CACU与PECU通信提供接口。
当其中一个PECU被触发，SACU通过PECU接口接收触发信号，然后通过CAN总线传送给CACU。
PECU终端对讲的乘客语音信息将通过紧急对讲语音线传送给CACU。
（5）驱动客室内的乘客信息显示
SACU主操纵器通过CAN总线与CACU通信，接收来自CACU的LED动态地图显示命令和显示信息，并通过RS485总线发送到10个LED动态地图，同时动态地图显示信息与广播信息维持同步。
二、SACU的电气接口
SACU包括一个简单的19英寸3U可机架安装的机箱。
所有连接器接口均位于设备的前端。
（SACU前面板参见图13-2-3）
表13-2-6SACU要紧规格参数
描述
参数值
电源
+110VDC（额定）
功率
20W（额定）,150W（最大）
语音输入
0dBm额定
输出功率
50W（负载为40Ω时的有效值）
频率响应
100Hz到12,000Hz
额定输出偏离度
+1/-2dB
信噪比
60dB
工作温度
-2︒Cto+40︒C
动态地图物理信号接口
EIARS485at9600bps
（1）电源模块
接入110VDC初始电源，转换成48VDC供给放大器利用，12VDC供给其它电路利用。
（2）放大器模块
此模块带有两路输出端口，每一个连接一半的扬声器负载。
表13-2-7放大器模块接口
标签
控制
描述
J32A
SACU与L-SPKR连接接口
音频信号双绞线。
与左边的5个扬声器相连。
J32B
SACU与R-SPKR连接接口
音频信号双绞线。
与右边的5个扬声器相连。
（3）多功能接口模块
此模块提供接口到列车总线A&B&C，接收乘客广播、PECU内部扬声器和LED动态地图显示器的语音信号和操纵信号。
PECU麦克风的信号是以BASEBAND（基带）的形式输入到列车紧急对讲语音总线。
多功能接口模块的前面板上有一个用来调剂本节车客室扬声器音量的内沉式旋钮，与机箱内的可调电阻相连；还有一个客室广播增益功能切换开关，当开关在AGPBypassed位时，能够旁路客室广播增益功能。
表13-2-8多功能接口模块接口
标签
控制
描述
J33
SACU维护端口SVC
标准RS232公头。
J34
SACU与ANM连接接口
D-sub，15针，公头。
P35
SACU与动态地图（DISP）连接接口
D-sub，9针，母头。
RS485电压级：
触发数字报站广播、发送信息到LED。
P36
SACU与列车总线（Trainline）连接接口
D-sub，15针，母头。
CAN总线、两对音频双绞线（广播和紧急对讲）、地址线。
（4）PECU接口和操纵器模块
通过PECU接口电路，连接PECU的接口到语音跨接点和PECU操纵器。
PECU操纵器完成的一些任务：
●完成与PECU的通信并识别呼唤中的PECU
●调整语音跨接点排列与PECU上所点亮指示器一致
表13-2-9PECU接口和操纵器模块接口
标签
控制
描述
J37
SACU与PECU连接接口
D-sub，15针，公头。
（三）DACU功能及其电气接口
一、DACU的功能
DACU提供驾驶员操作面板的人机接口单元到CACU，由按钮、指示灯接口和手持式麦克风功率放大器组成。
按钮与指示灯指令通过串行联接方式在DACU和CACU之间传递。
通过DACU完成如下功能：
（1）搜集按钮操作数据，并将数据传递给CACU；
（2）从CACU接收驱动指示器所利用的数据；
（3）放大麦克风信号到适合的级别用以驱动到CACU的语音线路。
为尽可能减少DACU和CACU之间的连接电缆，按钮操作和指示灯命令是持续的在DACU与CACU之间传递。
表13-2-10DACU要紧规格参数
描述
参数值
电源
+12VDC（额定）
功率
2W（额定）,10W（最大）
接口
1xRS422
1xAudio
麦克风类型
动圈式
频率响应（Mic）
200Hz到10kHz,±7dB
工作温度
-2︒Cto+40︒C
二、DACU的电气接口
DACU是一个简单的壁装式设备，安装在副司机台下的急救柜内，所有连接器接口散布在设备的上边和底边。
DACU的内部方块图如图13-2-4所示。
图13-2-4DACU内部方块图
表13-2-11DACU接口
标签
控制
描述
P81
DACU与CACU连接接口
D-sub，15针，母头。
来自CACU的12VDC电源供应，到CACU的音频信号双绞线，RS422信号线。
P82
DACU与操作面板连接接口
D-sub，25针，母头。
采集司机台三联旋钮开关位置、紧急对讲按钮信号；控制紧急对讲按钮指示灯点亮/熄灭。
J83
DACU与麦克风连接接口
D-sub，15针，公头。
采集PTT和麦克风信号。
（1）操纵器模块
操纵器中的Firmware治理串行接口和输入输出端口的数据。
所有到CACU和从CACU来的指令均通过它的串行接口传递。
（2）输入输出端口
这些端口指的是上述提到的DACU操纵器的输入输出端口。
按钮连接到输入端口，而指示灯是通过灯驱动器经输出端口驱动。
（3）麦克风放大器
这是一个低噪音放大器，用于以后自手持式麦克风的低级别语音信号放大到线路级别。
有一个语音转换器用于线路驱动。
（四）PECU功能及其电气接口
每节车箱安装有3个PECU，别离位于六、1一、18号门立柱盖板上。
它是一个嵌入式安装的设备，连接器接口位于设备的顶端。
PECU的表面是人机界面，要紧由内部扬声器，麦克风，一个嵌入式按钮和三个LED指示灯：
CALL（呼唤）、SPEAK（发言）、LISTEN（接听）组成。
PECU由SACU提供12VDC电源。
扬声器放大器：
扬声器功率放大器放大来自CACU的线路级语音到一个适合的级别以驱动PECU内的扬声器。
麦克风放大器：
麦克风放大器以后自电容式麦克风的低级别语音放大到一个适合驱动导向CACU的线路级别。
操纵器：
操纵器处置PECU的各方面操作。
它识别呼唤按钮、通过输出驱动器驱动3个指示器。
呼唤状态是通过RS485串行通信线路与CACU成立通信。
图13-2-5PECU机械布置图
（五）ANM功能
每节车箱安装有3个ANM，别离位于二、五、8号座椅上方侧顶板内，均连接到各自车箱内的SACU上。
ANM由一个电容式麦克风和一个放大/线路驱动电路组成，用于检测车箱内的环境噪音。
（ANM的机械布置图如图13-2-6所示）
图13-2-6ANM机械布置图
（六）扬声器功能
扬声器安装在客室车箱内用于乘客广播，同时在司机室里也安装有扬声器。
每节车箱内装有10个扬声器。
每一个司机室内设置2个扬声器，一个用于广播系统，另一个用于无线电系统。
扬声器为锥形直线放射式，客室扬声器利用变压器。
（扬声器的机械布置图如图13-2-7所示）
图13-2-7扬声器机械布置图
（七）LED动态地图显示器电气接口
在每节车安装有10个LED动态地图显示屏，每侧车门上面都有5个。
第一个LED动态地图与SACU相连，10个LED动态地图采纳手挽手的串联方式首尾相连，通过RS485接口与SACU通信。
动态地图电源接入列车110V直流电源，转换为5V直流电压为动态地图供电。
（八）连挂单元功能
它是一个简单的壁装式设备，安装在副司机台下。
所有连接器接口散布在设备的左右双侧。
在2列6车箱列车联挂在一路时实现驾驶室到驾驶室、驾驶室到客室广播的通信。
当两列6车箱的列车联挂时，两列车的联挂单元将彼此连接在一路，如此许诺激活端驾驶室横跨12车箱列车操纵语音通信，可是LED动态地图显示器、操纵和状态报告是通过列车操纵系统经RS485取得。
CACU输出的广播语音经FM调制后传递到SACU和其它CACU。
CACU与SACU之间，CACU与其它CACU之间的操纵信号是经外加的DC信号传输。
四、系统软件接口和诊断
（一）软件接口
PIS系统内要紧有两种通信方式：
CACU与SACU之间通过CAN总线进行通信；SACU与PECU、LED动态地图显示器通过RS485串行总线进行通信。
每一个CACU、SACU、PECU、LED动态地图显示器都有一个唯一的地址。
地址固化在连接插头里，因此在改换设备时不需要从头设置地址。
激活端司机室的CACU为主控，将操纵整个CAN网络。
（二）诊断
CACU包括系统诊断模块，负责SACU、PECU的故障诊断和定位。
每一个设备上电时都将进行自检，主控端CACU将获取并存储自检结果，然后通过RS485接口发送这些自检信息给列车操纵系统；系统在运行时，CACU将按期执行系统正常状态检测，不管何时有故障，CACU都将报告故障状态，并将通过RS485接口传递给列车操纵系统。
故障信息保留在CF数据卡中，CF卡容量为1G，能够知足一礼拜以上的数据存储要求。
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