浅谈无锡地铁四号线车辆PIS系统及其故障

浅谈无锡地铁四号线车辆PIS系统及其故障

张峥  辛晓俊

无锡地铁运营有限公司 江苏无锡 214000

摘  要：乘客信息系统（Passenger Information System，以下简称PIS系统）是运用在地铁、轻轨等公共交通上，向乘客发布信息的同时收集乘客信息的系统，是列车的重要组成部分，PIS系统在列车运行过程中，实时向乘客提供到站、换乘、紧急等信息。本文介绍了无锡地铁四号线电客车PIS系统在检修和运营过程中存在的故障情况，结合日常检修和阶段整改的实际进行分析，对故障原理进行梳理，为车辆PIS系统检修提供技术支持。

关键词：无锡地铁 PIS系统 故障分析

一、引言

无锡地铁四号线已经试运行2个月了，在电客车的正线运营和日常检修过程中，车辆PIS系统的故障一直困扰着一线检修员工，而且PIS系统故障是车辆所有系统中故障率最高的。因为该系统涉及的范围大、数量多，处理的频次高，成为检修中工作量最大的部分。同样，PIS系统直接面对乘客，是列车运营质量的最直接的体现。为此，准确查找出PIS系统故障原因，快速处理其故障，成为保障车辆运营质量的关键环节。

1.1车辆PIS系统的现状

车辆综合联调、试运营和日常的日检、双周检、均衡修过程中，车辆PIS系统故障的处理常常成为工作中的一大部分。从2021年6月到2021年10月，四个月内，PIS系统故障总共97起，占所有故障的22%，排在车辆故障前列。

1.2 车辆PIS系统概况

无锡地铁四号线PIS系统采用全数字化设计，以车体以太网作为传输网络。全数字系统较模拟系统减少了列车总线数量和布线难度，广播系统、乘客信息显示系统和监控系统信息传输均为数字形式。系统基于工业以太网实现分布式计算机架构，集成了车载广播系统、车载乘客信息显示系统和车载CCTV监控系统。

它包含了2个司机室控制主机，6个客室控制主机，2个广播控制盒，12个乘客紧急报警器，2个司机室扬声器，48个客室扬声器，每个客室各有8个；12个贯通道LED显示屏，2个终点站显示屏，40个LCD动态地图，每个客室车门门盖板上都有一个；12个噪声检测器，40个LCD显示屏，其中1、6车各6个，中间车每车7个；4个硬盘录像机，2个监控触摸屏，2个司机室摄像机，2个前视摄像机，12个客室摄像机，每个客室各有2个。

其中故障数量较多的是以下几个方面：LCD显示屏的主要故障有黑屏、显示分辨率异常、花屏；广播控制盒的故障主要是无法启动；终点站显示屏的故障主要有不亮、无显示、闪烁；摄像头的故障主要有黑屏、损坏；LCD动态地图的故障主要故障有显示异常、黑屏、不亮、中间有竖线、有黑影；另外还有PIS通讯故障以及全自动、半自动报站不可用故障。

二、故障分析

2.1 LCD显示屏的结构和故障原因

LCD全部分布在客室，每个LCD显示屏主要是由显示屏、扬声器构成。在检修和运营过程中出现的故障主要有：

1、黑屏。这种故障的原因主要是LCD显示屏内控制板卡故障，同时也有可能是由于软件在特殊条件下，将屏幕背光关闭，造成黑屏。由于软件功能触发黑屏的设计来源为“支持无触发信号一定时间内进入缺省界面或者休眠模式”；实则为当一定时间未收到通讯数据时，将屏幕关闭。但是该功能在实际运行过程中，可能发生意外情况导致软件错误的关闭屏幕，例如数据量大网络拥堵；协议数据发送频率太高造成通讯机制崩溃；数据解析异常，导致程序关闭；故障无法在日志中记录等。

2、花屏。包括图案变色、图案变形、图案缺损。主要与片源和信号有关，个别的也与图像控制卡的状态有关。

2.2 广播控制盒的结构和故障原因

广播控制盒全部分布在司机室，广播控制盒主要是用来实现司机人工报站、司机与司机对讲、司机与乘客对讲等功能。出现的主要故障是无法启动。广播控制盒在正常启动时，会执行LED自检循环点亮程序，6个按钮的环形灯相应亮灭后正常启动，而现在不执行LED自检循环点亮程序，接入串口，打印消息如下：“SDcard CmdResp7Error timeout=1046411 ststus=64 SD_SendStatus（&respl）！=SD_OK 000000FF”，串口提示，无法识别SD卡。因此初步判定为无法识别SD卡，查看SD卡发现SD卡金手指触点氧化；将SD卡取出，并将金属触点擦拭干净后，再将SD卡安装至广播控制盒内，广播控制盒启动正常。

2.3 PIS通讯故障

PIS系统通讯故障是由于网络系统无法接收到PIS系统的反馈信号而导致的故障，该故障会直接显示在HMI屏上。故障的原因主要是软件问题和电源模块故障。而电源模块故障一般的直接现象就是电源模块无输出，当时的故障原因为与PCB板之间间隔过小的铝电解电容在板卡流转的过程中受外力，导致该电子元器件内部短路。

2.4 LCD动态地图

LCD动态地图全部分布在客室，每个客室车门门盖板上都有一个。现场的主要故障是：

1、黑屏。存在背景灯不亮，电源模块无输出或软件问题的情况。

2、 有黑影。大概率是液晶屏故障。由于液晶屏长时间显示在同一画面，液晶内的带电粒子吸附在上下玻璃两端，建立电场，画面切换之后离子没有立刻释放出来，使得液晶分子没有立刻转到应转的角度。运营过程中，LCD动态地图界面更多时间基本停留在同一画面，长时间工作后，加剧对已超额老化过的LCD屏造成伤害，导致液晶屏内部粒子活性退化加快，进而造成黑影。

三 故障处理情况

3.1 LCD显示屏典型故障处理

1、软件原因导致的黑屏故障，可以在软件中设置LCD屏只接收PISC主机的数据，同时增加日志的容量，在程序中加入优化机制、防呆机制，避免屏幕应用崩溃；终端程度亦可对播放器做一些优化。

2、如果是其他黑屏或者花屏故障，则只能更换LCD电源板或控制板。

3.2广播控制盒的典型故障处理

在普查所有列车的SD卡的同时，在广播控制盒的软件内增加SD卡检测机制，如果SD卡故障，广播控制盒的蜂鸣器就会提示该故障，与此同时，由于SD卡的作用是软件用来调用其中的音频内容，可以在控制板卡内设置一个存储机制，可以将SD卡中的内容同步到控制板卡内，这样即使SD卡故障，广播控制盒扔可以正常工作。

3.3 PIS通讯故障

对电源模块内所有板卡上的工艺管脚高度进行要求，并对板上输入侧和输出侧分别进行要求，确保不干涉。

3.4 LCD动态地图

对于LCD动态地图，现阶段发现液晶屏故障率在95%以上，由于液晶屏故障不可逆，因此绝大部分黑屏或者有黑影的动态地图只能更换新的动态地图了。

四 结论

本文首先介绍无锡地铁四号线PIS系统的构成，然后对四号线PIS系统的故障进行了总结、分析，并对其中的部分故障提出了整改措施。整改后，对上线运营的电客车PIS系统进行跟踪，至今未在发生由软件问题导致的LCD屏黑屏故障、广播控制盒不启动故障、由电源模块故障导致的PIS通讯故障，整改效果显著。

地铁作为公共交通工具，在人们日常生活中地位日益体现，乘客信息系统的正常使用能提高运营服务质量、保障经济效益。随着地铁的迅速发展逐步深入，进一步保障车辆安全生产工作显得尤为重要。

参考文献：

[1]郑云富.厦门地铁1号线LCD动态地图大屏运用分析与解决方案[J].现代城市轨道交通.2018,(12)