不停航條件下機場廣播系統的切換升級

梁 雄 沈慧華 湯 毅

上海市安裝工程集團有限公司 上海 200080

目前，國內部分大型機場都在改擴建過程中。而現代化機場和交通樞紐中，如潮的人群從四面八方匯聚到一起，高密度航班此起彼降，快速列車南來北往，此時的公共廣播系統起著重要的疏導作用。目前國內各機場中的廣播系統除了要解決旅客“能不能聽到”的問題，在大型公共設施中還存在“能不能聽清”的問題。同一套電聲系統在機場辦票大廳這類大規模空間中，可能會存在上述問題，這不僅是由于大型場所人流大、噪聲嘈雜，且建筑聲學特性對語言清晰度有著重要影響。同時，根據民航機場航站樓這類建筑以及機場業務的特點，在保障機場不停航運行的前提下，升級航站樓廣播系統應避免對現有運營信息系統產生影響[1-4]。

如何保障在機場不關閉的情況下新舊廣播系統切換融合，同時不影響航班正常運行，是不停航切換建設中的重點和難點。

薩摩亞法萊奧洛國際機場航站樓原建造年代較早，設備陳舊、故障頻發，各系統軟件功能單一，不能滿足機場航空業務量快速增長和機場長遠發展需求。

原系統處于正常運行狀態期間，航班發布、延誤調整、旅客進出港等客觀因素制約了廣播系統切換的正常計劃安排，由于切換到新廣播系統涉及的信息系統多、范圍大，同時在改造施工期間不得影響旅客的正常出行和安全保障，切換升級的時間只能安排在夜間停航時間段，航電系統實施時間短導致新舊系統平滑連接測試周期壓縮、新基礎數據同步上線風險加大、應急預案難度增加等都是需要面對的難題。

1 機場廣播系統架構

機場的廣播系統一般既能實現業務廣播和背景音樂廣播等一般性的播放，又能實現消防情況下的緊急廣播。在業務廣播時主要是自動廣播和人工廣播，自動廣播系統根據航班動態信息自動生成航班廣播語音，在相關區域為旅客和工作人員提供值機廣播、登機廣播、到達廣播、延誤廣播等信息。在登機口、服務柜臺及功能中心等地方，可根據需要通過人工呼叫站進行人工廣播。

我公司在項目改建過程中全程參與了廣播系統的深化設計，考慮到增加廣播系統的穩定性及降低風險，本次公共廣播系統采用的結構如圖1所示。

圖1 公共廣播系統結構

公共廣播系統結構采用控制器分散模式，所有的音頻處理和切換均在本次新建機房完成，不會對控制主機造成需處理大量數據的壓力，即使任何一個分控機房的控制器出現故障，也不會影響其他分控機房的基本廣播功能，且為系統擴展改造升級帶來極大便利。該架構分擔了中心數據的處理壓力，并且分攤了出現全系統癱瘓的風險。

自動廣播必須能實現全自動航班廣播或人工控制的半自動廣播，可同時提供多種語言進行航班信息廣播。系統根據航班信息變化，通過預存播音規則觸發播放航班信息。播音軟件將設定的廣播文件類型進行解析，自動合成廣播音頻，由多通道語音播放設備輸出，同時通過接口向公共廣播矩陣輸出廣播分區控制信號。允許操作員手動調用要求播放的廣播，進行半自動廣播。我公司考慮深化的廣播系統工作架結構如圖2所示。

圖2 廣播系統工作架構

在對自動廣播進行深化設計后，當機場處于緊急情況下，相應區域的正常廣播能被切斷，取而代之的是來自消防中心的緊急廣播和安全疏散廣播，其他廣播區的廣播內容保持不變。數字音頻矩陣系統的管理軟件可以對所有廣播音源和廣播區域進行優先級設定，并且根據使用需要可以非常方便地進行調整，調整過程無需更改硬件設備及連線，只需在軟件界面上進行簡單的修改即可完成。系統所有的輸入將服從設定的優先級控制和權限的控制，在允許范圍內可對矩陣輸出的優先級進行動態調整。對于不同的人工呼叫站可根據需要動態設定優先級，在向相同區域進行廣播時，優先級高的人工呼叫站可以中斷優先級低的廣播。

2 機場廣播系統升級后的特點

本次改造針對原廣播系統功能進行分析，升級以后增加了以下功能。

首先，系統保證了7×24 h不間斷運行。升級后的系統具有熱備份機制，若服務器或者公共廣播主機發生故障，可自動快速切換到備份設備上，不影響系統運行。

其次，對于要求不間斷服務的高密度航班語音業務，系統升級為分散式結構，能夠提供經得起實際考驗的穩定性，平臺的容錯機制使得即使在有合成服務器死機的情況下，也能夠將應用請求及時提交到其他具有同樣業務功能的服務器進行處理。

最后，當升級系統上線后，能夠支持至少60路并發航班合成語音。當增加新的硬件時無需更改原系統的硬件連線，通過配置軟件進行參數設置即可加入新系統運行，提高了擴展的便利性。

3 廣播系統升級切換難點分析及對策

航班信息自動廣播的播放邏輯切割與融合，即廣播系統自動語種生成邏輯、無人值守廣播邏輯、廣播通道邏輯，是廣播系統切換升級過程中的難點。一般航班自動廣播系統均能提供多種語言進行自動廣播，改造后系統可根據關聯的航班信息，按預先設定的規則自動選擇增加一種或多種語言進行廣播（包括薩摩亞語）。系統根據多個經停站和到達站的地區語言的特點，由系統按航站三字代碼、航班類型自動設定語種，管理人員修改系統設定的語種實現自動廣播。

改造后的切換升級自動廣播語音合成系統將實現無人值守廣播，自動接收航班消息，自動根據航班動態及預定義播音規則自動合成語音。系統支持根據航班狀態、航班時間、人工呼叫站觸發自動廣播。如對本站登機廣播、催促登機廣播、延誤廣播、登機口變更廣播、航班預達廣播、航班到達廣播等動態消息及變更進行實時記錄。

本次升級改造后，根據我公司弱電專業深化設計的構思，廣播系統自動與基礎廣播設備進行通信，確認廣播區域及聲道的可用性，自動將廣播消息進行發布，合成語音文件，同時將分區控制信號傳遞給基礎廣播設備。對于沒有找到預錄語音片的內容，采用TTS軟件合成后再進行語音文件合成。不同廣播通道的播音可以多路并行輸出，可根據機場業務進行擴展。通過航班自動廣播軟件監控各個廣播分區的自動、半自動廣播播出狀態、播出效果，播出狀態精確到播放語句。

4 切換升級過程及關鍵點

新建廣播系統要利用原系統的揚聲器回路以及航站樓火災報警系統、內通系統等連接，連接在新系統正式運行前，還要保持和舊系統的連接。為此，利用切換裝置輸出端連接原系統相關線路，連接工作將在夜間停航以后進行，保證航站樓在開始運行時，原系統的各種連接均被保持，不影響航站樓的正常運行。一個連接原系統線路功放的輸出、一個連接新功放系統的輸出，輸出端與揚聲器回路連接。通過手工選擇通道，揚聲器回路或與新功放系統連接，或與原有功放系統連接。當新系統穩定運行后，固定選擇在與新系統的連接位置。

新舊廣播系統整合以后，原廣播系統與FIDS接口保留，在特殊情況下原廣播系統可作為老航站樓獨立的廣播系統使用。原廣播系統獨立負責老航站樓的廣播功能。在新系統投入運行時，整合新舊廣播系統，成為一套完整的合二為一的廣播系統。對舊廣播系統進行切換升級，使之和新建部分統一，對舊系統的切換升級過程涉及公共廣播設備安裝和線路改造，以及航班動態自動廣播軟件的升級。切換升級本著對運行環境影響最小、逐步推進的原則，新舊系統分別獨立運行，再融合運行以達到降低上線風險的目的。

通過網絡互通整合語音片段，應用航站樓適配網關接口軟件自動接收航班動態消息，根據航班動態預定義播音規則在預定播音通道廣播是切換升級的關鍵點。該部分內容通過一系列調試工作進行單項測試直到全部功能的穩定運行。相關廣播系統升級調試的內容如表1所示。

表1 廣播系統調試內容及評價

替換后的新系統未運行穩定前，不能對舊系統的后端服務器、工作站做任何修改，且應保持正常運行。原有的顯示終端環境未做任何更改，顯示終端軟件仍然保留在終端設備上，只是未啟動運行。因此，當替換失敗后可以迅速地恢復原有系統。恢復步驟如下：停止新系統顯示終端程序；啟動原有系統顯示終端程序。

廣播擴展的切換風險主要集中在2個方面[5-7]：一方面為自動航班廣播與航顯、集成的接口切換；另一方面為原有廣播設備的廣播矩陣主機、廣播矩陣輸入輸出單元的固件升級。

針對第1個方面：由于自動廣播與廣播系統接入為音頻信號和干結點控制信號，因此在自動廣播無法正常接收從航顯或集成發來的航班計劃時，可立即接入原自動廣播系統的音頻輸入和控制輸入，完成自動廣播，原有的老航顯系統須為運行狀態。

針對第2個方面：在升級過程及48 h監測過程中，一旦發現系統出現運行問題（一般發生在升級后的2 h內）將系統功放接入原廣播矩陣主機硬件設備上（該設備已預先升級測試完后）接入新自動語音設備，相應輸入音源，保障業務廣播正常運行。

5 結語

本文介紹了薩摩亞機場不停航廣播系統升級切換的實施，針對原有廣播系統的升級使得系統功能性、操作性、穩定性均有很大提升。按照循序漸進的方式，在保證原有廣播系統運轉的基礎上，新建廣播系統架構與老系統的融合，通過功能性測試檢測系統平穩性與融通性，使得切換過程有序進行，最終達到了預期的效果。本文就項目在廣播系統升級和切換過程中的深化設計及施工作了一定的描述，得到了如下結論：

1）機場廣播系統在系統深化設計時采用控制器分散模式，降低了系統性癱瘓風險，且為日后系統擴展改造升級提供便利。

2）對機場廣播系統切換升級來說，語種自動生成邏輯、無人值守廣播邏輯、廣播通道邏輯的融合是一個難點，需要在深化設計時作為重點來關注。

3）廣播系統切換升級前需要對升級過程中的風險進行預測，切換升級的實施方案及過程要盡可能規避這類風險，同時做好針對性的應急措施。