摘  要：基于广州地铁三号线 3 改 6 列车在实际运用中出现非激活端无自动广播故障的问题，介绍列车自动广播控制原理，分析了非激活端无自动广播的故障原因，提出相应解决措施，并取得良好效果。

关键词： 广州地铁三号线； 列车； 无自动广播； 故障分析； 解决措施

 

      广州地铁三号线采用西门子公司生产的两动一拖3 节编组地铁 B 型车辆，最高时速 120 km/h，是迄今全国运行速度最高的地铁车辆。 2010 年 4 月，两列 3 节编组重联为一列6 节编组（以下简称“3 改 6 列车”）运营， 多次出现正线运行过程中非激活端无自动广播问题。 由于广播功能失效，乘客往往会坐过站或下错站，乘客投诉率明显增高，导致乘车秩序混乱，使得列车停站时间延长，列车运营正点率下降，从而降低了地铁运营质量和服务质量。

      据统计，在 2010 年 4 月至 2011 年 3 月以来，非激活端无自动广播故障平均每月多达20 多起。经过相关电路硬件改进及软件修改后，3 改 6 列车非激活端无自动广播故障大大下降，从以前每月 20 多起故障下降到如今每月2~3 起故障。

      本文基于列车自动广播控制原理， 分析 3 改 6 列车非激活端无自动广播原因，提出相应的解决措施，取得良好的效果， 从根本上解决了非激活端无自动广播问题。

 

      列车自动广播系统由车载显示& 语音控制器（TDAC）、音频控制单元（ACSU）、乘客广播通讯单元（PACU）、扬声器（Loudspeaker）4个部分组成，其原理框图见图1。

      司机通过驾驶台HMI 显示器， 选择运营线路及起始站、终点站信息，这些信息原本录入 TDAC 中存储，列车在运行过程中自动接收信号系统发出的报站信息， 通过 MVB 网络传输相应控制代码；TDAC 接收代码后调用对应语音信息，通过 ACSU 进行音频调制，并将控制信号及音频信号送入每节车PACU 中 ；PACU结合对环境噪声监测数据的分析， 自动调整音频的音量， 最后通过客室扬声器播放， 实现自动广播功能。TDAC Manager 是专用语音文件编辑系统，用来制作编辑语音文件， 通过本系统可以将事先录制好的语音文件编辑为TDAC 专用的文件格式。

 

      西门子公司在设计三号线列车时已经考虑了将来两列车重联运营，为实现重联广播功能，采取通过A车ACSU 内部集成的 Modem 板将广播指令控制信号调制在语音线上，并与音频信号调制在不同频段内，将激活端的音频信号和广播指令控制信号同时送到非激活端。 如图 2 所示，当主控端 T1 车 A 车进行广播时，T1车A 车的 ACSU 将广播控制指令信号通过 Modem 板调制在语音线上， 传输到T2 车 A 车 ACSU 的Modem 板中， 再经过 T2 车 A Modem 板解调成 ACSU可识别的控制指令； 当 T2 车 A 车 ACSU 收到正确的广播指令后， 再将该指令下发给 T2 车的 3 个 PACU，通知其将相应的语音端口打开， 此时，T2 车的 PACU开始接收语音总线上的音频信号并进行放大广播。

      广州地铁三号线列车广播系统设计是基于单列车两端各有一台ACSU 和 TDAC，实现主从冗余设计。 当列车钥匙激活后，被激活端为系统主控端，另一端为从控端，系统内部的通信和控制由主控端来控制和实现，主控端和从控端依然保持数据通信， 例如故障诊断信号，时钟同步信号，生命信号等。当两列车重联时，单列车内部的通讯模式保持不变，依然为主控和从控模式，对于激活列车而言，被联挂车（即非激活列车）则降为副主控和副从控， 但被联挂车内部依然保持主控和从控的通讯模式。

      非激活端无自动广播问题， 主要是因为非激活端无法接收到主控端TDAC 发出的 CAN 总线信号，可能的原因是调制解调过程中或信号传输过程中存在问题。

      调试阶段大部分列车存在非激活端无广播问题，通过调查发现两个单元A 车 Modem 板存在频率不同步问题，经过调整后问题得到改善，但是 Modem 板工作并不稳定。 对 Modem 板进行了升级改造并全部更换，更换后非激活端无自动广播问题大幅减少，但故障还是时有发生，没有从根本上解决。

      由于控制信号调制在语音线上，使用的是调制信号而非电平信号，列车使用的语音线不同于正常数据传输线缆，其缺乏良好的屏蔽层和足够的双绞，抗干扰能力较差。不同列车语音线缆的双绞屏蔽的工艺不同，加上不同列车车钩的阻抗也存在一定的差异， 所以每列车广播信号抗干扰和衰减的能力不同。 同时信号在传输过程中会有衰减，若信号强度不够，有时甚至衰减到无法识别的程度，且衰减信号极易受信号干扰，若信号调制强度加大，则有可能超出调制范围，导致出现放大失真、波形变形，从而无法解调出正确的信号。