南京地铁车辆数字语音报站系统维护与升级

1、南京地铁车辆数字语音报站系统维护与升级作者:李研南京地铁运营分公司技术部 摘要：南京地铁南北线一期工程开通后，运营公司在车辆数字语音报站系统的基础的功能和结构上，不断钻研、探索，已全面掌握了该系统的维护方法，并且可以根据运营的需要对该系统进行二次开发、灵活修改其中的内容，取得了良好的经济效益和社会效益。关键字：地铁车辆 数字语音报站 语音数据库数字语音报站系统功能与结构司机显示单元（DDU）南京地铁南北线一期工程所用的车辆，由法国ALSTOM公司设计。该车运行过程中，司机若使用列车自动驾驶（ATC），信号系统可以根据线路进行自动报站。也可以使用司机显示单元（DDU）的触摸显示屏按钮进行手动报站

2、，如图1（DDU的“信息”页面）所示，在“下一站”中选择站名后点击“确认”即可。图1 DDU的“信息”页面不管是ATC自动报站，还是司机手动报站，两种方式都仅是给出了某站的触发信号，真正执行播报任务的是车辆的主处理单元（MPU）。MPU接收信号后，调用预存在其中的数据库，对客室播报相应的文字和语音信息，并且在DDU的“信息”页面的“广播信息”中 SHAPE * MERGEFORMAT 同步显示。数据库 根据地铁运营需要而录制的到站信息和特殊信息，包含声音和文字两部分，其中语音文件很大，会占用很大存储空间，但是使用专用编辑软件Agate Edit转换格式后，以数据库的形式存储在主处理单元（MPU

3、）中只有8M。根据数据库的定义，“特殊信息”是完整的信息，可以独立播报，如：“各位乘客请注意，由于设备故障，本次列车将稍有延误，给您带来的不便，我们深表歉意。” “下一站”信息是由几条分段信息组成的，它包括前缀、变量和后缀三部分，这样可以最大程度的节约存储空间。例如：“前方到站小行站，请下车的乘客做好准备。”这条信息中“前方到站”是前缀，“小行站”是变量，“请做好下车准备”是后缀。MPU会动态地调用相关的信息段、组成完整的信息后进行播报。前部显示单元/内部显示单元（FDU / IDU）前部显示单元（FDU）位于全列车的两端，为站台上的乘客提供信息，它以循环的方式显示终点站和车次号。内部显示单元

4、（IDU）位于每节车的两端，为客室内的乘客提供信息，它和DDU同步显示到站信息或者其它特殊信息。上述两种显示单元，通过数据线RS485接受来自MPU的数字信息，然后直接用红色的LED点阵的方式将文字内容显示出来。音频通讯单元/音频放大单元（ACU / APU）音频通讯单元(ACU)，它位于司机室的驾驶台下。音频放大单元(APU)，它位于每节车二位端的电气设备柜内。公共广播调制列车线（PA modulation trainline）公共广播列车线（PA trainline）APUACUACU主处理单位（MPU）主处理单位（MPU）ACBABCAPUAPUAPUAPUAPU 图2 数字语音报站系统

5、语音播报与文字显示式同步的，但实现的过程有所不同。如图2（数字语音报站系统）所示，首先，MPU先将数字信息转换成模拟信号，传输到ACU；然后，ACU激活公共广播列车线(PA trainline)，并且通过公共广播调制列车线（PA modulation trainline）将内容往下传输到每节车的APU；最后，由遍布车厢内的扬声器将功率放大的信息对客室进行播放。传输控制信号的公共广播列车线 (PA trainline)是普通输入/输出列车线，传输音频信号的公共广播调制列车线（PA modulation trainline）是屏蔽双绞线。ACU、APU只有在被控制列车线激活时，才连接到调制列车线上

6、（传输与接受），以避免传送不必要的噪音到扬声器上。列车会根据运行速度自动调节扬声器的声级（低速声级和高速声级），保证在最坏的环境下（隧道内，AW2载荷，80km/h），乘客可以清楚地听到广播的声音。报站系统的维护日常检查在电客车的日检、双周检和三月检作业中，在司机室内点击司机显示单元（DDU）的触摸显示屏按钮进行手动报站，根据播报的内容，检查前部显示单元（FDU）和内部显示单元（IDU）的显示是否准确、完整，每个扬声器是否正常发声。在电客车的定修（年修）作业中，用RS232电缆连接笔记本电脑与MPU，使用维护软件DEP（图3），更全面地检查、测试设备的功能和状态。测试视频设备（FDU/IDU）

7、步骤测试音频设备（ACU/APU/喇叭）步骤图3 维护软件DEP界面测试视频设备（FDU/IDU）步骤：1）需要关断两头司机室钥匙。2）点击“Start（开始）”按钮后，开始测试，“Running（运行）”指示条由红色变成绿色。3）此时视频设备上红色方块不断滚动出现，注意查看视频设备上的LED（发光二极管）是否完好。4）点击“Stop（停止）”按钮后，结束测试，“Running（运行）”指示条由绿色恢复成红色。测试音频设备（ACU/APU/扬声器）步骤：1）需要选择司机室钥匙。2）点击“Start（开始）”按钮后，开始测试，“Running（运行）”指示条由红色变成绿色。3）此时喇叭发出测试音

8、，延车方向行走，根据声音判断音频设备是否损坏。4）点击“Stop（停止）”按钮后，结束测试，“Running（运行）”指示条由绿色恢复成红色。故障处理TIMS（列车综合信息管理系统）初始化后，每隔一个检测周期，发送一个请求给FDU、IDU、ACU、APU，直到确认信号收到为止。如果在检测周期内没有接收到响应，说明信号传输有故障，TIMS会在DDU上的“事件和故障”显示对应的FDU、IDU、ACU、APU设备故障。其实每个“事件和故障”都有对应的软件变量，如表1所示。软件变量描述变量值的意义SI1_TIM_FDU_INITInitialisation Origin（初始化起点）0 x00 = c

9、old start（冷启动）0 x01 = hot restart（热启动）0 x02 = watchdog init.（看门狗初始化）0 x03 = Software update（软件升级）SI1_TIM_FDU_AUTOTESTAutotest results（自检结果）0 x00= OK（自检成功）, other = Not OK（自检失败）SI1_TIM_FDU_STATUSStatus of equipment（设备状态）0 = OK（运行正常） , other = Not OK（设备故障）SIc_TIM_IDUx_INITInitialisation Origin（初始化起点）0

10、 x00 = cold start（冷启动）0 x01 = hot restart（热启动）0 x02 = watchdog init.（看门狗初始化）0 x03 = Software update（软件升级）SIc_TIM_IDUx_AUTOTESTAutotest results（自检结果）0 x00= OK（自检成功）, other = Not OK（自检失败）SIc_TIM_IDUx_STATUSStatus of equipment（设备状态）0 = OK（运行正常） , other = Not OK（设备故障）SI1_COM_ACU_INORInitialisation Origi

11、n（初始化起点）0 : Serial link is normal （通讯正常）1 : Waiting for init after hard reset（硬件重启后等待初始化） 2 : Waiting for init after loss of mutual check（互检丢失后等待初始化）3 : Waiting for init after watchdog tripped（看门狗触发后等待初始化）SI1_COM_ACU_STSTAutotest results（自检结果）0 : no error（运行正常）4 : inputs reading error （输入读取错误）8 : co

12、nfiguration error（配置错误）SIc_COM_APU_INORInitialisation Origin（初始化起点）0 : Serial link is normal （通讯正常）1 : Waiting for init after hard reset（硬件重启后等待初始化） 2 : Waiting for init after loss of mutual check（互检丢失后等待初始化）3 : Waiting for init after watchdog tripped（看门狗触发后等待初始化）SIc_COM_APU_STSTAutotest results（自检结

13、果）0 : no error（运行正常）4 : inputs reading error （输入读取错误）8 : configuration error（配置错误）表1 软件变量FDU / IDU故障参照FDU / IDU端部的LED的指示，可以对设备的状态进行判断（参见表2）。正常情况下LED应该每秒闪1次；如果出现故障，LED则会出现异常。现象说明维修措施每秒1次正常-每2秒闪1次（慢）无法启动，在等待初始指令检查：RS485连接器每秒闪2次（快）已启动，但失去网络通讯检查：RS485连接器亮，不闪软件存在故障检查：软件， 数据插头（用来定义设备在网络上的地址）不亮电源输入故障检查：电源断

14、路器，电源插头表2 LED指示说明紧固连接器、插头，并且重新加载软件后，故障依然存在，则更换FDU / IDU。ACU / APU故障紧固连接器，并且重新加载软件后，故障依然存在，则更换ACU / APU。报站系统的升级为了增加运营收入，地铁公司会出售车站的冠名权，或者添加广告。这些都需要修改数据库才能实现，南京地铁因此在小行车辆基地建立了数字语音工作站。配置数字语音工作至少要配备一台安装数字语音报站系统编辑软件Agate Edit的电脑、一张8M的PCMCIA存储卡和一个Omnidrive读卡器，然后根据情况购置话筒、音箱和打印机。准备所需文件数据库升级的过程，实际上就是用新的声音、文本文件

15、替换原有的文件。为了达到满意的效果，准备的文件必须符合硬件和软件的要求。以下几点特别需要注意：遵循数据库的信息分段原则，参照原有文件，准备内容和长度合适的新文件。声音文件应是WAV格式，属性：44.100khz，16位，单声道，86KB/秒。中文字体：CHINESE BIG5。升级数据库打开编辑软件（参见图4）：导入原有的数据库文件后，会自动弹出任务窗口（Mission）。信息语音窗口信息文字窗口站名文字窗口站名语音窗口任务窗口图4 编辑软件AgateEdit界面选择（参见图4）：然后根据需求打开内容对应的窗口站名文字窗口（Stations）、站名语音窗口（Station sound elements）、信息文字窗口（Announcements）、信息语音窗口（Announcement sound elements），在窗口下单击对应条目进行选择，双击对应条目进行变更。变更（参见图5）：若要变更文字内容，则在“Text”中输入所需内容；若要变更语音内容，则在“Source flies”中用新文件替换旧文件。图5 信息变更窗口转换格式：变更