旅客列車智能廣播信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

唐新成 中國鐵路上海局集團(tuán)公司合肥客運(yùn)段

1 引言

隨著高鐵動(dòng)車組列車的開行，旅客列車智能廣播開始服務(wù)于高鐵乘客；然而，由于普速旅客列車在投入運(yùn)營時(shí)，不具備智能廣播的軟、硬件條件，只能人工廣播，存在因列車廣播員業(yè)務(wù)水平參差不齊，不同列車播音質(zhì)量差別大，難以嚴(yán)格、完整、統(tǒng)一地執(zhí)行旅客列車廣播作業(yè)規(guī)范，容易出現(xiàn)播音差錯(cuò)等，迫切需要采取科技手段，以智能廣播替代人工勞動(dòng)，提高普速旅客列車廣播質(zhì)量。

2 列車智能廣播概述

普速旅客列車智能廣播是指通過采集列車運(yùn)行的位置信息、感知列車運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)多方式智能處理播音內(nèi)容，按照不同播音等級確定廣播順序，按規(guī)范向旅客推送正常和應(yīng)急播音內(nèi)容。以上功能需要通過開發(fā)普速旅客列車智能廣播管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)基于普速旅客列車運(yùn)行狀態(tài)的智能感知，通過對列車廣播內(nèi)容播報(bào)等級的設(shè)定和迭代運(yùn)算，實(shí)施普速旅客列車按照規(guī)定順序向各車廂推送廣播內(nèi)容。

3 列車智能廣播特點(diǎn)

普速旅客列車智能廣播主要通過自動(dòng)識別列車位置、開停信息、正晚點(diǎn)、臨時(shí)停車等狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)報(bào)和確報(bào)到站時(shí)間，自動(dòng)播報(bào)晚點(diǎn)信息、臨時(shí)停車信息等；將前方到站預(yù)確報(bào)、臨時(shí)停車、晚點(diǎn)致歉、旅行注意事項(xiàng)介紹、娛樂內(nèi)容等設(shè)定若干等級，按設(shè)定秩序轉(zhuǎn)換各等級播放內(nèi)容；實(shí)現(xiàn)普速旅客列車運(yùn)行全過程自動(dòng)化播音；正常情況下無需人工干預(yù)。

4 列車智能廣播的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

普速旅客列車智能廣播系統(tǒng)由設(shè)在企業(yè)列車廣播管理中心的“智能廣播管理子系統(tǒng)”和設(shè)在各次普速旅客列車播音室的“智能播放子系統(tǒng)”兩個(gè)部分組成。系統(tǒng)釆用M/S和B/S混合體系結(jié)構(gòu)，總體架構(gòu)由功能服務(wù)層、廣播表現(xiàn)層和業(yè)務(wù)邏輯層三個(gè)層面結(jié)構(gòu)組成。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 普速旅客列車智能廣播信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖

4.1 功能服務(wù)層

系統(tǒng)采用目前流行的SOA提供面向服務(wù)的體系架構(gòu)，播音終端設(shè)備與服務(wù)器之間，利用4G通信技術(shù)，采用Socket方式通過TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。系統(tǒng)將智能廣播所需的辦客站地理位置信息，列車上下行方向區(qū)間變化順序，以及各種播音模板合成存放在應(yīng)用服務(wù)器上，利用JAVA語言進(jìn)行邏輯運(yùn)算，為整個(gè)廣播系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)基礎(chǔ)。

4.2 廣播表現(xiàn)層

列車智能廣播系統(tǒng)采用客戶端的形式，利用Flex實(shí)現(xiàn)地圖瀏覽，利用Ext實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)相關(guān)功能。安裝在廣播管理中心的智能廣播管理終端控制若干趟列車播音室的智能廣播終端。各廣播終端從中心服務(wù)器下載播音數(shù)據(jù)后，通常情況下自行管理廣播內(nèi)容，管理終端監(jiān)控各廣播終端的開機(jī)運(yùn)行狀態(tài)；遇非正常情況時(shí)，管理終端能夠向各智能廣播終端推送統(tǒng)一的播音內(nèi)容。

4.3 業(yè)務(wù)邏輯層

系統(tǒng)采用Struts與Spring相結(jié)合的架構(gòu)設(shè)計(jì)，將業(yè)務(wù)邏輯層與廣播表現(xiàn)層和功能服務(wù)層區(qū)分開來，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各層級之間的“低耦合”，以提高系統(tǒng)的靈活性。系統(tǒng)收集列車地理位置、慣性導(dǎo)航、迭代算法、數(shù)據(jù)傳輸、參數(shù)設(shè)置等信息，經(jīng)過邏輯運(yùn)算進(jìn)行廣播內(nèi)容的編排，再通過web及無線4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)播報(bào)內(nèi)容的準(zhǔn)確傳輸，構(gòu)成旅客列車智能廣播的業(yè)務(wù)邏輯。

5 列車智能廣播的系統(tǒng)功能

列車智能廣播管理系統(tǒng)的廣播管理平臺運(yùn)行于廣播管理中心PC服務(wù)器上，承擔(dān)智能廣播的管理功能，包括：辦客站管理、車次管理、區(qū)間管理、廣播模板、語音設(shè)置、背景音樂管理、新聞插播、優(yōu)先級管理、廣播監(jiān)控管等。

列車智能廣播管理系統(tǒng)的智能廣播終端獨(dú)立運(yùn)行于Android系統(tǒng)的平板電腦上，主要功能包括：對列車進(jìn)行GPS定位、辦客站經(jīng)緯度采集、區(qū)間切換、優(yōu)先迭代、判斷正晚點(diǎn)信息、判斷當(dāng)前列車運(yùn)行狀態(tài)、下載新聞、插播應(yīng)急廣播等，最終實(shí)現(xiàn)列車智能廣播播出。如圖2所示。

圖2 普速旅客列車智能廣播管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

5.1 管理平臺的功能

廣播管理平臺主要對車次、站點(diǎn)等基礎(chǔ)信息進(jìn)行有效管理，合成播報(bào)語音文件，對廣播作業(yè)流程進(jìn)行規(guī)范管理，對列車運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。具體功能如下：

5.1.1 信息采集與管理

根據(jù)鐵路旅客列車運(yùn)行圖，按車次采集、存儲辦客站經(jīng)緯度信息，供系統(tǒng)調(diào)用；管理列車的始發(fā)站、終到站、各車廂位置、始發(fā)終到時(shí)間等需要在音頻模版中自動(dòng)生成相關(guān)變量的參數(shù)數(shù)據(jù)；管理列車運(yùn)行區(qū)間發(fā)車站、到達(dá)站、到發(fā)時(shí)間，中間站辦客時(shí)間、區(qū)間運(yùn)行時(shí)間等信息。

5.1.2 播音內(nèi)容制作

根據(jù)鐵路旅客列車播音規(guī)范，利用TTS文本-語音轉(zhuǎn)換軟件編輯音頻播放模版，調(diào)整播音語速、音調(diào)、停頓等，并提供在線試聽功能；編輯用于鐵路特殊詞匯的發(fā)音，如K1395次中的“K”需要讀“快”等；編輯語音播報(bào)所需的背景音樂，并根據(jù)需求設(shè)置背景音樂的淡進(jìn)淡出時(shí)間；錄制并上傳調(diào)頻廣播新聞節(jié)目、企業(yè)應(yīng)急播報(bào)音頻，推送新聞、應(yīng)急播報(bào)音頻至各智能廣播終端。

5.1.3 確定播音等級

根據(jù)鐵路旅客列車播音需求，進(jìn)行語音播報(bào)優(yōu)先級管理，旅客列車將前方到站預(yù)報(bào)（確）報(bào)設(shè)為第一優(yōu)先級、臨時(shí)停車設(shè)為第二優(yōu)先級……。系統(tǒng)通過邏輯運(yùn)算優(yōu)先播報(bào)高等級的廣播內(nèi)容、順延續(xù)播等級低的廣播內(nèi)容；同時(shí)，系統(tǒng)按規(guī)定時(shí)間、地理位置播報(bào)特定等級內(nèi)容。

5.2 播放終端的功能

智能播放終端通過比對列車所處和預(yù)先采集的地理位置信息，感知旅客列車開停車狀態(tài)，智能化組播音頻內(nèi)容，滿足旅客出行需求。具體功能如下：

5.2.1 列車運(yùn)行狀態(tài)感知

智能播放終端能夠自動(dòng)識別列車地理位置，利用GIS功能顯示列車具體位置，并且能夠根據(jù)列車的不同位置，自動(dòng)播報(bào)到站信息；系統(tǒng)通過智能播放終端的采點(diǎn)APP來采集各辦客站的經(jīng)緯度信息，并上傳至廣播管理平臺；智能播放終端通過地理位置比對和對列車運(yùn)行方向的感知，自動(dòng)切換運(yùn)行區(qū)間，保證廣播的自動(dòng)化播報(bào)。

5.2.2 智能管理播音方案

智能播放終端通過迭代算法與狀態(tài)轉(zhuǎn)移算法，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的優(yōu)先級播報(bào)方案；通過比對列車所在地理位置與辦客站關(guān)系，比對列車在辦客站的正點(diǎn)到達(dá)時(shí)間與實(shí)際到達(dá)時(shí)間，判定是否需要播報(bào)晚點(diǎn)信息，是否需要順延相關(guān)廣播作業(yè)流程等；當(dāng)列車在區(qū)間非正常停車時(shí)，智能播放終端根據(jù)當(dāng)前GPS信息和INS慣性導(dǎo)航，實(shí)時(shí)播報(bào)臨時(shí)停車，提醒列車乘務(wù)人員看守車門，提醒旅客不要下車。

5.2.3 智能下載與智能插播

智能播放終端能夠與廣播管理平臺通過4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線對接，將新聞節(jié)目、廣播管理中心特別制作的播音內(nèi)容自動(dòng)下載、自動(dòng)播報(bào)；還能夠根據(jù)列車當(dāng)前需要，實(shí)時(shí)插播為列車內(nèi)突發(fā)疾病的旅客尋找醫(yī)生等應(yīng)急廣播內(nèi)容，應(yīng)急廣播模板可修改、可在線由文本轉(zhuǎn)換成語音播出。

6 結(jié)束語

普速旅客列車智能廣播系統(tǒng)是鐵路普速旅客列車提高廣播質(zhì)量、優(yōu)化列車服務(wù)管理的有效手段。如果普速旅客列車內(nèi)建立了穩(wěn)定的無線WIFI，智能廣播終端還能夠根據(jù)旅客需求推送供餐信息，能夠利用微信支付方式進(jìn)行企業(yè)產(chǎn)品的廣告宣傳。如果廣播管理中心梳理了主要大城市的中轉(zhuǎn)換乘、公交地鐵、天氣形勢等，管理平臺能實(shí)現(xiàn)定時(shí)向廣播終端推送，普速旅客列車智能廣播程度會更加完善。