地鐵車輛PIS系統(tǒng)媒體播放模塊常見故障研討

左佳　石鵬飛

【摘 要】 列車廣播和乘客信息顯示系統(tǒng)（PIS系統(tǒng)）越來越多的應(yīng)用于各城市的地鐵車輛之中，而PIS系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性成為是否能夠?yàn)閺V大乘客提供更好服務(wù)的瓶頸。在整個(gè)PIS系統(tǒng)中LCD屏的故障率較高，本文將針對(duì)白屏、黑屏故障點(diǎn)分析其故障原因，并提出針對(duì)性改進(jìn)建議。

【關(guān)鍵詞】 PIS系統(tǒng)；LCD屏；可靠性

列車廣播和乘客信息顯示系統(tǒng)主要是播放列車到站動(dòng)態(tài)音/視頻運(yùn)營信息，使旅客及時(shí)了解列車的運(yùn)行情況、到站信息等，方便旅客換乘其他線路，減少旅客下錯(cuò)站的可能性。在發(fā)生火災(zāi)或其他緊急情況下，進(jìn)行緊急廣播，以指揮旅客疏散，調(diào)度工作人員搶險(xiǎn)救災(zāi)，減少意外造成的損失?，F(xiàn)列車廣播和乘客信息顯示系統(tǒng)成為地鐵事故救援中一種非常重要的信息傳播途徑。

一、列車廣播和乘客信息顯示系統(tǒng)設(shè)備組成：

1、司機(jī)室控制機(jī)柜（位于司機(jī)室電氣控制柜內(nèi)）；2、視屏服務(wù)器（位于司機(jī)室電氣控制柜內(nèi)）；3、廣播控制盒（位于司機(jī)室操作臺(tái)）；4、LCD監(jiān)視器（位于司機(jī)室操作臺(tái)）5、司機(jī)室揚(yáng)聲器；6、司機(jī)控制機(jī)柜（位于客室電氣控制柜內(nèi)）；7、客室揚(yáng)聲器；8、門區(qū)電子動(dòng)態(tài)地圖；9、乘客緊急報(bào)警器；10、客室LED顯示屏；11、客室LCD圖文屏模塊；12、攝像頭。

二、客室LCD圖文屏模塊的功能

客室LCD圖文屏主要是實(shí)現(xiàn)地鐵車輛與乘客信息傳遞的主要途徑，其主要有以下功能：1、可顯示無線實(shí)施新聞內(nèi)容；2、顯示媒體主機(jī)預(yù)錄的媒體文件，動(dòng)畫和廣告；3、顯示到站和預(yù)報(bào)站站點(diǎn)信息；4、顯示內(nèi)容與數(shù)字化語音報(bào)站保持同步。

三、客室LCD圖文屏模塊故障和可靠性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（FRACAS系統(tǒng)中該屏的可靠性數(shù)值為MTBF=100571）具體分布如下表：

四、客室LCD故障分析和解決方案

1、產(chǎn)品故障測試和分析

發(fā)生白屏、黑屏故障經(jīng)維修分析該故障均為T-CON板中F1故障。該F1為貼片熔斷式2A保險(xiǎn)。

故障大都在上電時(shí)發(fā)生，經(jīng)試驗(yàn)分析F1燒斷原因?yàn)樯想娝查g流經(jīng)F1電流過大引起。具體原因如下：

T-CON板的5V電壓由A/D板提供，示意電路如圖1所示

圖1原理如下：當(dāng)沒有RGB信號(hào)時(shí)，開關(guān)SW1斷開，Q1打開，Q2關(guān)閉。T-CON板沒有VCC（5V）輸入。當(dāng)有RGB信號(hào)時(shí)開關(guān)SW1閉合，拉低Q1的柵極電壓，使Q1關(guān)閉，Q2打開，向T-CON板提供5V電源。

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，電源，RGB信號(hào)分兩路，如果電源上電時(shí)序早于RGB信號(hào)，此時(shí)會(huì)使C1完全充電，后來的RGB信號(hào)使SW1閉合，Q2打開，瞬間C1放電，同時(shí)T-CON板在上電瞬間會(huì)短時(shí)拉低VCC5V，見圖2，產(chǎn)生很大的瞬間電流（計(jì)算公式見下）使T-CON板上的F1熔斷。

如果RGB信號(hào)早于電源，Q2會(huì)一直打開，VCC5V直接給T-CON板供電，不會(huì)產(chǎn)生瞬間電流，致使T-CON板上的F1保險(xiǎn)熔斷。

電源，RGB信號(hào)上電順序受多種因素影響，因此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場只有部分LCD屏的保險(xiǎn)熔斷。

LCD上電時(shí)電壓波形如圖2所示

以上計(jì)算出來的瞬間電流值（16.8A）足使F1一次性熔斷保險(xiǎn)燒斷，進(jìn)而引起白屏且無顯示故障。屬于顯示屏產(chǎn)品設(shè)計(jì)不合理，遂給出建議將F1更改為自恢復(fù)保險(xiǎn)，型號(hào)WH0805-110，主要參數(shù)見表4-1，且從現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)反饋看，從第88列以后該型號(hào)的屏沒有出現(xiàn)過無顯示故障，拆屏查看屏內(nèi)的T-CON板已經(jīng)更換為自恢復(fù)保險(xiǎn)。經(jīng)比對(duì)各個(gè)廠家T-CON板，發(fā)現(xiàn)多數(shù)廠家該保險(xiǎn)均為自恢復(fù)性保險(xiǎn)。見圖3為T-CON板，紅色圓圈標(biāo)記的為自恢復(fù)保險(xiǎn)。

2、客室LCD故障改進(jìn)方式：

白屏現(xiàn)象：根據(jù)產(chǎn)品故障測試和分析對(duì)LCD屏T-CON板更換自恢復(fù)保險(xiǎn)。

黑屏現(xiàn)象：

（1）地鐵車輛環(huán)境是一個(gè)復(fù)雜的強(qiáng)干擾環(huán)境。VGA信號(hào)在傳輸過程中受到各種干擾，導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量變差，當(dāng)其中的行場信號(hào)發(fā)生畸變時(shí)，會(huì)發(fā)生黑屏和閃屏的狀況。

整改方案：a.通過軟件升級(jí)，改善LCD驅(qū)動(dòng)板軟件對(duì)行場信號(hào)的判斷模式，提高軟件對(duì)異常信號(hào)的適應(yīng)性，從而解決或者降低黑屏的發(fā)生率。b.客室視頻分配器和LCD屏之間，如果共地不好，導(dǎo)致整個(gè)視頻系統(tǒng)抗干擾能力變差。要求對(duì)客室視頻分配器和LCD屏之間信號(hào)線屏蔽層做接地處理。

（2）LCD廣告屏輸入信號(hào)短暫異常，導(dǎo)致LCD廣告屏進(jìn)入待機(jī)（黑屏）狀態(tài)；異常情況關(guān)機(jī)和遙控關(guān)機(jī)記憶功能，不適用于車載PIS系統(tǒng)，屬需求設(shè)計(jì)上的缺陷。

整改方案：a.升級(jí)LCD屏控制器軟件，取消信號(hào)異常或無信號(hào)時(shí)LCD待機(jī)黑屏，只要信號(hào)正常，LCD屏正常顯示。b.升級(jí)LCD屏控制器軟件，取消異常情況關(guān)機(jī)和遙控關(guān)機(jī)記憶功能，只要重新上電，LCD屏處于開機(jī)狀態(tài)。

五、結(jié)語

本文主要對(duì)列車廣播和乘客信息顯示系統(tǒng)重要故障點(diǎn)進(jìn)行分析以及得出相應(yīng)故障改進(jìn)措施。同時(shí)，隨著城市軌道交通迅速發(fā)展，地鐵車輛的維修將面臨新的挑戰(zhàn)，地鐵車輛維修“大數(shù)據(jù)”是形式所趨，我們將不斷豐富故障處理方法、各零部件的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)和可靠性數(shù)據(jù)，最終形成一個(gè)大的地鐵車輛的維修數(shù)據(jù)庫，只有這樣才能盡大可能節(jié)約社會(huì)資源。

作者簡介：左佳（1985-2），男，助理工程師，主要從事地鐵車輛狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷工作