地鐵全自動聯動廣播實現方法研究

李 海 彭 慧 吳永文

（廣州市地下鐵道總公司，510000，廣州∥第一作者，工程師）

地鐵全自動聯動廣播實現方法研究

李 海 彭 慧 吳永文

（廣州市地下鐵道總公司，510000，廣州∥第一作者，工程師）

地鐵為了適應高峰客流，其交路調整和變化非常頻繁，因此其廣播系統對提高服務質量尤為重要。通過分析車站對廣播的實際功能需求和設備的現狀，對多專業全自動聯動的車站廣播的實現方法進行研究。地鐵全自動聯動廣播將大大提高車站廣播系統的自動化水平，提高地鐵的服務質量，減輕車站操作人員的工作壓力。

地鐵車站；自動廣播；多專業聯動

Author's address Guangzhou Metro Corporation，510000，Guangzhou，China

列車運行的不同路徑，稱之為交路。在不同時段改變地鐵的終點站，調短運行路徑或者改變運行路徑，可以提高地鐵線路在某個特定時段或者路徑的運載效能。目前，廣州地鐵2號線、3號線、3號線北延段及南京地鐵2號線等線路均通過在I字型線路運行長短線、人字型線路運行長短線和Y字型路徑混跑的形式來提高運能。

列車運行交路隨時變化，導致車站人員工作壓力巨大。他們除了要做好日常的列車安全監控外，還要專門安排人員時刻通過公共廣播（PA）系統提醒乘客列車的開行方向和目的地。由于廣州地鐵6號線目前仍處于開通初期，各種公交接駁還在不斷完善，客流也將逐步增長，因此實施和完善一套適應多變交路、能根據列車目的地碼自動觸發、且播放列車終到站信息的車站自動廣播系統十分必要。

1　車站全自動廣播的實現

1.1日常功能需求及人工分析

1.1.1車站日常PA的功能需求

經過多年的運營經驗積累，技術人員對多交路情形下的車站PA的需求日益完善和明晰，總結如表1所示。

表1　車站的日常廣播需求

1.1.2人工操作分析

自動廣播的改造旨在使用程序模擬車站人工操作。在舊的線路車站，使用PA后備盤對PA進行日常操作，因此需要對其操作的方式進行詳細分析，以便自動廣播程序可以模擬人進行各種情形下的操作。PA后備盤操作界面如圖1所示，操作方法如表1所示。

圖1　廣州地鐵3號線PA后備操作盤

舊有線路車站使用后備盤，在人工介入的情況下，完全可以實現表1中的需求。

表2　車站對后備盤的操作方法

1.2功能設計

1.2.1按區域關閉播音

傳統廣播系統只能根據不同音源來播放廣播。目前的音源有以下幾種：①外界輸入的音源（車站使用視窗操作系統Windows平臺下的音樂播放軟件放出來的音源）；②話筒輸入的音源；③預錄制語音（包括PA）。

傳統的PA設計無法在預錄制語音情形下對“區域”進行選擇性的自由開關，而只能通過關閉預錄制語音來取消該音源占用的區域，取消該區域的播音。此種情形可能導致被當下音源占用的區域無法自由釋放給第二條預錄制語音段使用，如果需要在已經播音的區域組內的某個區域插播一條預錄制語音，必須將正在播音的區域全部退出，而后再根據情形重新布置和選擇區域。

因此，如果PA是根據音源來關閉廣播的，日常操作過程中可能導致正在廣播的區域突然中斷后切換的情況。這樣，如果由綜合監控來替代人工，無論任何區域被選擇，當需要停止廣播時，綜合監控向PA發送的廣播區域應全設定為0，關閉任意一個廣播區域時，全部的廣播區域均會被關閉，從而會產生突然中斷后切換的情形。

但對于不同類型的音源（預錄制和外部輸入音源），PA可以進行編組廣播。這種情況下，只對該區域產生語音切換的情形，對正在使用預錄制播音音源的區域，沒有被外部線路音源選擇的區域的廣播，不會產生中斷情況。這也是所謂的“并行廣播”。并行廣播是符合用戶需求的，但是要求不同類型的音源，因此存在制約。

針對此情況，設計了一種新的PA架構，如圖2所示。依靠一臺計算機做為接口服務器，向下控制PA系統，向上承擔與綜合監控系統的通信，音源是依靠存在接口服務器的硬盤里。由于功放需要輪流分擔工作，所以中間有個功放控制模塊，用來調用和開啟功放控制區。

圖2　按區域關閉播音的廣播系統

接口服務器運行接口軟件。接口軟件負責實現對不同音頻口的管理使用，進而實現在硬件上通過不同的音頻口播放不同的音源，廣播就可以實現不同區域播放不同或相同音源。

1.2.2優先級的處理

根據車站需求，車站值班員在站臺播放預錄制語音或背景音樂時，要保證自動廣播的播放，因此列車到站后，背景音樂和預錄制語音會被自動廣播打斷。然而，如果定義預錄制語音的優先級低于自動廣播，則會發生車站播放部分緊急預錄制廣播時卻被自動廣播打斷的情形。因此，建議將緊急的預錄制語音劃分到預錄制語音A區域，車站日常使用的預錄制語音劃分到預錄制語音B區域。對于某些需要打斷自動廣播的預錄制語音，優先級要比自動廣播高；而對于那些需要被自動廣播打斷的預錄制語音，其優先級別應比自動廣播低。因此，需要在自動廣播的上下兩側均定義一部分的預錄制語音，對預錄制語音進行分化處理，以滿足用戶需求（見圖3）。

針對操作員優先級的加入，可以采用嵌套式優先級設計，并將預錄制廣播優先級劃分為五級，實現不同類型的預錄制廣播賦予不同的優先級；同樣的廣播內容可分化為兩條不同的調用ID，對ID賦予不同的優先級，以滿足各種情形下的需求，滿足復雜多變的車站廣播需求。

圖3　操作員優先級設置及對預錄制語音優先級進行分化處理

1.2.3復雜換乘站臺的處理

對于側式站臺，上下行播音互相不干擾。對于島式站臺，由于區域比較狹小，上下行獨立播音可能存在互相干擾問題；特別是兩列車差不多同時進站時，更存在干擾。因此，需要根據信號倒計時長和廣播的時長進行計算，如果會產生干擾，則表示兩列車差不多同時到達，此時可調用另一條特別的廣播在上下行兩個廣播分區同時播放，來達到提醒乘客的目的。

干擾計算可以由廣播專業完成并固化在其系統內部。由于綜合監控或者信號系統需要在發送廣播調用指令的同時向廣播系統傳送倒計時信息，以便廣播專業判斷，故也可以由綜合監控完成，但廣播系統需要向綜合監控反饋廣播條目的播放時長信息。

2　全自動聯動廣播設計

2.1綜合監控與信號全自動聯動［8］實現多交路進站自動廣播

列車目的地不是隨意定的，小交路的列車目的地必須是建有折返線，且折返能力強的車站。地鐵線路的折返線早在線路設計時就已固定，一般一條地鐵線路設計4～6個折返點，因此，組織小交路運行的列車目的地的數量非常有限。方案考慮固化6個以內的目的地，實現多變交路的列車進站全自動廣播，如表3。

表3　廣播ID、廣播詞和目的地對應表

站臺編碼確定了列車的開行方向。目的地編碼確定了列車的目的地。此目的地可能是終點站，也可能是小交路時線路上的某個站點。廣播內容固化了目的地，并編以索引性質的ID。以目的地碼作為調用廣播的識別碼，建立站臺編碼、目的地碼及廣播ID三者之間的關聯（見圖4），實現全自動聯動廣播。

圖4　目的地碼、廣播的站臺編碼、廣播ID之間的關聯

窮舉法列出目的地碼與站臺編碼及廣播條目之間的對應關系表，并為未來線路預留1～2個大小交路的目的地。當接收到信號系統（SIG）發來的目的地碼和站臺編碼時，便可以調用對應的廣播條目來進行播音。

SIG將站臺信息發至綜合監控，由綜合監控轉發到乘客信息系統（Passenger Information Display System，PIDS），用于PIDS的列車倒計時顯示。站臺信息包含了線路上每一列車的目的地碼、列車ID以及距離下一站倒數時間（見圖5）。倒數時間應以秒為單位。

圖5　站臺信息報文交互格式

列車進站廣播可以由SIG根據設定的倒計時時間產生觸發信號，由綜合監控根據收到的列車目的地ID來調用對應表3內的聯動廣播ID的廣播條目，聯動廣播播放相應的列車到站廣播。

綜合監控也可將接收到的列車進站倒計時信息進行邏輯運算，與內部設定的倒計時時刻對比。當列車倒計時到達預定時刻時，綜合監控根據列車的目的地ID來調用相應的聯動廣播ID。

2.2屏蔽門開關門信號觸發開門自動廣播

屏蔽門收到SIG發送的開門信號后，打開屏蔽門，同時將屏蔽門開門信號轉發給綜合監控；綜合監控接收到屏蔽門開門信號后觸發廣播。車務部門考慮到列車停站時間短，將歡迎詞和下一列車發車歡送詞合并為一條廣播，均在列車開門時刻開始播出。屏蔽門觸發廣播與屏蔽門開門狀態有關，需要屏蔽門專業提供整列門的開關門信號，并在非整列門故障的情況下，同樣發送開門信號。

屏蔽門觸發可以實現列車到站后的自動廣播，穩定性強；缺點是無法識別交路變化而進行提前播音。

2.3提供靈活的輔助功能

·提供PA預錄制信息編輯和搜索功能。

·提供廣播條目分類功能。車站廣播條目眾多，達到300多條，并預留600條的存儲空間，因此需對廣播條目分類，以滿足車站對廣播分組分類的需求。

·綜合監控界面添加顯示自動廣播狀態的信息，并設置取消自動廣播按鈕。當自動廣播觸發源故障時，可在綜合監控界面上使用人工介入的播放方式，滿足車站人員對日常廣播（包括自動廣播內容）的需求。

3　工期計劃

改造實施不同于新線工程建設。改造實施要充分征求運營使用單位的需求，并由運營技術部門參與進行需求分析。需求確定后，由地鐵技術部門以及商務部門聯合向軟件開發商進行詢價；得到報價后由商務部門與軟件開發商進行商務談判，并對改造費用進行合同變更或者走新項目立項流程。商務部分確定后就可以進行軟件開發工作了。軟件開發商要與接口專業做好軟件接口協議的修訂和審核簽字工作。考慮到改造工作對地鐵運營的影響，應注重軟件上線前的內部模擬測試及線下模擬測試，軟件開發商和地鐵運營技術部門均要參與測試過程。線下測試完成后，可利用夜間非運營時間進行線上的單體測試，之后與各專業在聯調方案的指引下進行系統聯調。聯調問題整改完成后，各專業可以約定同一時刻進行軟件升級作業，然后新軟件上線正式投入運行。車站自動廣播改造實施的具體計劃見表4。

表4　車站自動廣播改造實施計劃

4　結語

車站全自動聯動廣播涉及信號、綜合監控、廣播、屏蔽門等4大專業，只有4個專業密切配合，實現無縫鏈接，才能實現無人為干預情形下的自動化。車站對廣播的功能需求復雜，加之地鐵交路的多變性，使得自動廣播的實現非常困難。而通過分析地鐵的實際運營情況，對車站交路的目的地數目進行預測，盡最大可能減少和固定目的地的數目，并利用目的地碼來調用固定的廣播條目的改造實施起來相對就簡易得多，目前的技術水平條件下亦容易實現。隨著技術的進步，將目的地站點作為變量，車站自動廣播根據列車的目的地ID、列車的上下行ID的變化而改變（即車站廣播根據交路變化自動播音）將成為可能。

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On Auto-coordinated Public Broadcasting at Metro Station

Li Hai，Peng Hui，Wu Yongwen

To adapt to the rush hour passenger flows，metro company frequently changes and modifies the pathways，so the broadcast plays a very important role in enhancing the service level.Through analyzing the function requirements and the status quo of the broadcasting equipment，methods to realize auto-coordinated public broadcasting among different systems are studied.This auto-coordinated public broadcasting is expected to enhance the automation level of station broadcast system，and decrease the working pressure of the station operators.

metro station；automatic broadcast；multi-speciality linkage

TN 93；U 231.4

10.16037/j.1007-869x.2015.07.032

2014-02-24）