TSI標(biāo)準(zhǔn)下乘客緊急通信裝置的設(shè)計及應(yīng)用

劉文廣　王磊　王福源

摘 要：針對歐洲市場對鐵路車載產(chǎn)品互聯(lián)互通的要求，結(jié)合歐盟鐵路互聯(lián)互通技術(shù)規(guī)范（Technical Specification for Interoperability，TSI）對互通部件（Interoperability Constituent，IC）的定義，提出一種乘客緊急通信裝置的設(shè)計方案。通過分析TSI相關(guān)技術(shù)要求，詳細(xì)闡述該車載緊急通信裝置的硬件設(shè)計指標(biāo)、指示狀態(tài)描述、基本操作實現(xiàn)以及基礎(chǔ)試驗驗證等內(nèi)容，最后結(jié)合該產(chǎn)品的使用環(huán)境提出后續(xù)優(yōu)化方案的方向，為該產(chǎn)品進(jìn)一步優(yōu)化提供了參考。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)互通;歐盟鐵路互聯(lián)互通技術(shù)規(guī)范（TSI）;緊急通信裝置

中圖分類號：U285 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）25-0027-03

Design and Application of Passenger Emergency Communication Device under TSI Standard

LIU Wenguang WANG Lei WANG Fuyuan

（Beijing ATV Technology Co.， Ltd.， Beijing 100015）

Abstract： According to the requirements of European market for the interconnection of railway on-board products， combined with the definition of Integrated Circuit components in Technical Specification for Interoperability（TSI） specification， a design scheme of passenger emergency communication device is proposed. By comparing and analysing the relevant technical requirements of TSI， the hardware design index， indication state description， basic operation realization， basic test verification and other contents of the device are described in detail， Finally， combined with the use environment of the product， the direction of the subsequent optimization scheme is proposed， which provides a basic reference for the further optimization of the product.

Keywords： interconnection;Technical Specification for Interoperability（TSI）;emergency communication device

隨著“一帶一路”倡議的穩(wěn)步推進(jìn)，越來越多的“中國制造”走出國門，走向世界。鐵路作為中國特有的一張靚麗名片，在全球鐵路行業(yè)中扮演著越來越重要的角色。然而，作為入歐的基本門檻，車載產(chǎn)品應(yīng)符合歐洲當(dāng)?shù)氐姆煞ㄒ?guī)、設(shè)計規(guī)范等要求。特別是歐盟鐵路互聯(lián)互通技術(shù)規(guī)范（Technical Specification for Interoperability，TSI），更是車載產(chǎn)品入歐必須嚴(yán)格遵循的技術(shù)規(guī)范[1]。該規(guī)范是為了消除歐盟國與國之間的跨國鐵路運輸發(fā)展障礙，進(jìn)一步提高鐵路運輸效率，構(gòu)筑泛歐鐵路運輸網(wǎng)（Trans-European Transport Networks，TEN），達(dá)到互聯(lián)互通的要求而編制的一種針對鐵路運輸?shù)幕ヂ?lián)互通性技術(shù)規(guī)范[2]。

乘客緊急通信裝置作為TSI中指定的互通部件（Interoperability Constituent，IC），在方案設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計以及測試驗證等各研發(fā)環(huán)節(jié)均要考慮互聯(lián)互通的要求[3]。目前，在國內(nèi)乘客緊急通信裝置的設(shè)計中，很少有廠家或研發(fā)機(jī)構(gòu)考慮TSI的要求。但是，隨著中國高鐵走出去的步伐不斷加快，入歐需求越來越迫切，因此產(chǎn)品的TSI認(rèn)證是國內(nèi)廠家不得不考慮的一個重要因素。

1 相關(guān)TSI技術(shù)要求分析

針對乘客緊急通信裝置TSI標(biāo)準(zhǔn)中給出如下設(shè)計要求[4]：①通過一個符號來指示，該符號背景色為綠色或黃色，包含一個白色標(biāo)志（代表電鈴或電話），可以在底部或邊框上，也可以在單獨的象形圖上;②含有觸覺符號;③向乘客發(fā)出一個可視的、可聽到的指示，告訴乘客它開始或正在工作;④必要時提供額外的操作信息;⑤能夠用手掌觸發(fā)按鈕報警，但需要不超過30 N的力來觸發(fā)。

針對以上要求的第②項及第⑤項，有如下詳細(xì)的說明：觸覺標(biāo)志符號或者觸覺控制裝置應(yīng)包含凸起的象形圖、文字或盲文;能夠用手掌觸發(fā)的報警設(shè)備，在工作狀態(tài)下可通過手掌或手的任何部分進(jìn)行操作，不需要手指伸開。根據(jù)定義，報警器的手掌觸發(fā)能夠使用握緊的拳頭或手掌（不伸出手指）來進(jìn)行正常操作。具體操作見圖1。

2 乘客緊急通信裝置的設(shè)計

乘客緊急通信裝置（以下簡稱“緊急通信裝置”）是鐵路車輛乘客信息系統(tǒng)（Passenger Information System，PIS）內(nèi)廣播系統(tǒng)的一個組件。乘客緊急通信裝置是在列車出現(xiàn)緊急情況時，使乘客能夠與列車司機(jī)室進(jìn)行通信的基礎(chǔ)裝置。必要時，乘客按下設(shè)備前面板上的呼叫按鈕，司機(jī)室選擇接通后即可進(jìn)行緊急通話。乘客緊急通信裝置安裝在對車輛乘客開放的區(qū)域，通過以太網(wǎng)接口進(jìn)行通信連接。

2.1 硬件設(shè)計

緊急通信裝置包含一個揚聲器和一個麥克風(fēng)，分別位于面板上方和下方。此外，乘客緊急通信裝置前面板包括：①指示燈，提示有關(guān)設(shè)備狀態(tài)和通話狀態(tài)的信息;②麥克風(fēng)，接收乘客緊急通信的語音;③控制按鈕，用于請求與司機(jī)室進(jìn)行通信連接的建立;④揚聲器，放大輸出司機(jī)室司機(jī)的通話語音。緊急通信裝置前面板布局見圖2。

2.2 狀態(tài)描述

緊急通信裝置前面板控制按鈕上方的一組指示燈，分別為“Busy”“Wait”和“Call”，告知乘客該裝置的操作狀態(tài)和與司機(jī)室的通信連接狀態(tài)。

緊急通信裝置有4種工作模式。①待機(jī)模式，所有指示燈熄滅，按下控制按鈕會發(fā)出緊急呼叫請求。②等待連接，黃色指示燈“Wait”亮，按下控制按鈕發(fā)送通信連接請求。③呼叫接通，綠色指示燈“Call”亮，可以與司機(jī)室進(jìn)行通話且僅司機(jī)室可單向中斷通話。④線路忙，紅色指示燈“Busy”亮，按下控制按鈕可能需要等待較長時間才可進(jìn)行通話。因為設(shè)備的通信線路正忙，即其他緊急呼叫裝置正在進(jìn)行通話，必須等到之前的緊急呼叫終止后才可通話（紅色指示燈“Busy”熄滅）。具體的狀態(tài)指示說明如表1所示。

2.3 基本操作

緊急通信裝置接入系統(tǒng)并通電后先進(jìn)行初始化，所有發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode，LED）指示燈在前面板上點亮0.3 s后熄滅。啟動和終止通信連接步驟如下：①緊急通信裝置處于待機(jī)模式，所有指示燈熄滅;②按下面板控制按鈕;③揚聲器發(fā)出呼叫提示音，黃色指示燈“Wait”（沙漏標(biāo)識）點亮，等待處理接通;④司機(jī)室處理接通，黃色指示燈“Wait”熄滅，綠色指示燈“Call”（對話標(biāo)識）點亮，可以開始進(jìn)行對話;[⑤]司機(jī)室話筒掛機(jī)后，綠色指示燈“Call”（對話標(biāo)識）熄滅，通話結(jié)束。

3 TSI試驗驗證

3.1 可視和可聽測試

3.1.1 獨立測試。乘客緊急通信裝置接通24 V直流電源后，裝置開始啟動程序，加載初始化進(jìn)程。啟動過程中會伴有3次逐漸增強(qiáng)的“滴滴”聲，約4 s后，程序完全啟動。此時可看到面板上所有指示燈全亮，0.3 s后熄滅，初始化進(jìn)程加載完畢，裝置進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。裝置面板上有可觸摸的盲文符號，實驗員可手動觸摸該符號，模擬盲人識別緊急通信裝置并觸發(fā)報警。

3.1.2 綜合測試。用手掌按動報警按鈕，等待連接（Wait）黃色燈會亮起，同時面板上揚聲器會發(fā)出提示音，滿足“向乘客發(fā)出一個可視的、可聽到的指示”這一要求，如圖3所示。接通后，呼叫接通（Call）綠色指示燈會亮起，表明該設(shè)備正處于通話狀態(tài)，如圖4所示。

3.2 按鈕壓力測試

用推拉力計施加5 N的力在控制按鈕上，面板上連接等待（Wait）黃色燈亮起，面板上揚聲器發(fā)出提示音，可實現(xiàn)報警功能，測試見圖5。

經(jīng)北德（VUZ）認(rèn)證公司充分嚴(yán)格的測試，緊急通信裝置控制按鈕的各項參數(shù)均順利通過測試，完全符合TSI的相關(guān)技術(shù)要求。

4 應(yīng)用

該產(chǎn)品自通過TSI認(rèn)證測試后，已廣泛應(yīng)用于捷克動車組、奧地利雙層動車組項目，產(chǎn)品合理的設(shè)計、完善的功能以及可靠的運行得到了歐洲業(yè)主的一致好評，為歐洲在該產(chǎn)品領(lǐng)域的互聯(lián)互通提供了高質(zhì)量的中國方案[5]。

5 結(jié)語

針對鐵路產(chǎn)品的歐洲市場需求，詳細(xì)分析乘客緊急通信裝置的TSI技術(shù)要求，提出了一種緊急通信裝置的設(shè)計方案。在該方案中重點描述了緊急通信裝置的詳細(xì)硬件設(shè)計、指示狀態(tài)說明以及基本操作說明，并委托第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)對該產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)具體的試驗驗證，最終產(chǎn)品順利通過認(rèn)證機(jī)構(gòu)的測試并可靠應(yīng)用于泛歐鐵路，為歐洲在該產(chǎn)品領(lǐng)域的互聯(lián)互通提供了中國方案。但是，該產(chǎn)品有其使用環(huán)境要求，因按鈕設(shè)計為凸出型設(shè)計，安裝高度過低可能會導(dǎo)致誤觸，引起緊急報警誤觸。后續(xù)的設(shè)計研究可以從如何使按鈕更合理化、人性化以及防誤觸等角度出發(fā)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣田芳，張文斌.歐盟鐵路互聯(lián)互通技術(shù)規(guī)范及歐盟指令符合性認(rèn)證綜述[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督，2014（10）：1-6.

[2]尹剛.歐盟鐵路信號系統(tǒng)互聯(lián)互通技術(shù)規(guī)范（TSI）認(rèn)證解析[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2017（4）：105-108.

[3]歐盟委員會.COMMISSION REGULATION （EU） No 1302/2014[S].布魯塞爾：歐洲聯(lián)盟官方公報，2014.

[4]歐盟委員會.COMMISSION REGULATION （EU） No 1300/2014[S].布魯塞爾：歐洲聯(lián)盟官方公報，2014.

[5]谷祥帥，賀燏，李龍，等.符合TSI要求的貨運電力機(jī)車車體設(shè)計[J].機(jī)車電傳動，2021（4）：60-63.

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