城市地鐵自動(dòng)廣播系統(tǒng)應(yīng)用更新

郭世杰

摘要：廣播系統(tǒng)是為控制中心調(diào)度人員和車(chē)站值班員向旅客通告地鐵列車(chē)運(yùn)行以及安全、向?qū)У确?wù)信息，向工作人員發(fā)布作業(yè)命令和通知的通信設(shè)備。在發(fā)生緊急情況時(shí)，廣播系統(tǒng)是指揮防災(zāi)搶險(xiǎn)、疏導(dǎo)旅客的防災(zāi)廣播系統(tǒng)。

背景：南京地鐵2號(hào)線(xiàn)于2010年5月28日開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，至2021年已經(jīng)運(yùn)行十年有余，2號(hào)線(xiàn)既有設(shè)備大多設(shè)備均已老舊、設(shè)備故障率逐年攀升，同時(shí)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，原2號(hào)線(xiàn)廣播系統(tǒng)所用通信技術(shù)已經(jīng)淘汰，隨著2號(hào)線(xiàn)西延線(xiàn)的建設(shè)，新老系統(tǒng)工作原理不一致，西延線(xiàn)開(kāi)通后無(wú)法實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)統(tǒng)一自動(dòng)廣播出發(fā)方式，為保證廣播系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，提高乘客服務(wù)可靠性，2號(hào)線(xiàn)既有線(xiàn)的廣播系統(tǒng)改造勢(shì)在必行。

一、廣播系統(tǒng)原理介紹

1、原有廣播系統(tǒng)原理介紹

南京地鐵2號(hào)線(xiàn)既有線(xiàn)進(jìn)到站廣播采用車(chē)站放置紅外裝置與工控機(jī)配合方式，原理圖如下：

實(shí)現(xiàn)方式：廣播系統(tǒng)在控制中心與信號(hào)系統(tǒng)有接口，但在既有線(xiàn)整體廣播系統(tǒng)架構(gòu)依據(jù)當(dāng)時(shí)的情況、實(shí)際需求搭建，此接口無(wú)實(shí)際數(shù)據(jù)。進(jìn)到站廣播采用在車(chē)站放置紅外裝置、工控機(jī)方式，即在每個(gè)車(chē)站配置有工控機(jī)、配套的上位機(jī)軟件、紅外裝置、線(xiàn)路廣播音頻線(xiàn)等;每當(dāng)列車(chē)到達(dá)紅外裝置時(shí)，會(huì)將紅外線(xiàn)擋住，紅外裝置將此信號(hào)傳到工控機(jī)上，觸發(fā)相應(yīng)的音頻文件。音頻文件通過(guò)線(xiàn)路廣播音頻線(xiàn)給到廣播控制盒，廣播控制盒再將音頻文件給到功率放大器，給到上下行站臺(tái)廣播區(qū)，進(jìn)行上下行站臺(tái)的進(jìn)到站廣播。

2、改造后原理介紹

本次自動(dòng)廣播系統(tǒng)改造項(xiàng)目改造后，要求觸發(fā)原理與新線(xiàn)一致，即自動(dòng)廣播系統(tǒng)中心設(shè)備與車(chē)站設(shè)備通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行連接，ATS信號(hào)由中心設(shè)備接收并下發(fā)車(chē)站，實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)ATS觸發(fā)自動(dòng)廣播功能。實(shí)現(xiàn)方式為：信號(hào)系統(tǒng)與控制中心的數(shù)字廣播控制器有接口，控制中心的數(shù)字廣播控制器接收并解析信號(hào)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，通過(guò)既有線(xiàn)路的傳輸系統(tǒng)傳送到既有線(xiàn)路車(chē)站的交換機(jī)，經(jīng)過(guò)交換機(jī)將數(shù)據(jù)給到既有線(xiàn)路車(chē)站車(chē)控室的工控機(jī)，工控機(jī)上位機(jī)軟件解析，將音頻通過(guò)廣播控制盒的線(xiàn)路廣播，經(jīng)由既有線(xiàn)路的廣播控制盒給到既有線(xiàn)路機(jī)柜內(nèi)機(jī)箱，最后通過(guò)功率放大器對(duì)上下行站臺(tái)進(jìn)行進(jìn)到站廣播。

3、接口描述

在控制中心采用以太網(wǎng)接口，用于傳送信號(hào)系統(tǒng)為廣播系統(tǒng)提供列車(chē)進(jìn)站到站等信號(hào)。

當(dāng)廣播系統(tǒng)接收到列車(chē)進(jìn)站、接近區(qū)段、甩站通過(guò)、快車(chē)跳站等數(shù)據(jù)信號(hào)包時(shí)，需要對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分解、分析處理及邏輯判斷，觸發(fā)并自動(dòng)啟動(dòng)預(yù)先錄制的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行預(yù)告廣播，廣播內(nèi)容包括車(chē)輛進(jìn)站、車(chē)輛接近區(qū)段、車(chē)輛回庫(kù)等多種內(nèi)容。

ATS在控制中心通過(guò)以太網(wǎng)與廣播系統(tǒng)連接，廣播系統(tǒng)接收到ATS發(fā)送的到站信息數(shù)據(jù)包后，通過(guò)計(jì)算，判斷列車(chē)狀態(tài)，選通對(duì)應(yīng)的車(chē)站廣播區(qū)，并啟動(dòng)預(yù)錄制語(yǔ)音信息，播出列車(chē)進(jìn)站、接近區(qū)段、甩站通過(guò)、快車(chē)跳站等信息。

接口類(lèi)型為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接口，接口數(shù)量為2個(gè)。

二、廣播系統(tǒng)功能介紹

改造完成后系統(tǒng)將具備如下功能：

1、冗余功能：自動(dòng)廣播系統(tǒng)采取了控制中心ATS接口控制器冗余措施，提高了自動(dòng)廣播系統(tǒng)可靠性和可用性，并有最短的平均修復(fù)時(shí)間。

2、廣播音量調(diào)節(jié)功能：車(chē)站自動(dòng)廣播設(shè)備，具有音量增益調(diào)節(jié)功能。根據(jù)本站聲場(chǎng)情況，為達(dá)到較好的廣播效果，可對(duì)音頻輸出信號(hào)的音量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3、時(shí)鐘同步功能：廣播系統(tǒng)的時(shí)間在控制中心和時(shí)鐘系統(tǒng)同步，控制中心接受時(shí)鐘系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信息，并通過(guò)傳輸通道將時(shí)間信息下發(fā)至各個(gè)車(chē)站，同步本系統(tǒng)所有設(shè)備時(shí)間。

廣播系統(tǒng)在控制中心具有與時(shí)鐘系統(tǒng)的接口，接口形式為一路RS422/以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接口，時(shí)鐘信息格式由時(shí)鐘廠家提供。具體接口方式待確定。

4、自動(dòng)廣播功能：本廣播系統(tǒng)能夠提供列車(chē)進(jìn)站自動(dòng)預(yù)告廣播。系統(tǒng)接收信號(hào)系統(tǒng)信息（包括列車(chē)進(jìn)站、甩站通過(guò)、快車(chē)跳站等數(shù)據(jù)信息）后，能進(jìn)行分解、分析處理及邏輯判斷，觸發(fā)并自動(dòng)啟動(dòng)預(yù)先錄制的語(yǔ)音信號(hào)向相應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行預(yù)告廣播。語(yǔ)音信號(hào)播出時(shí)間可延遲1秒～30秒，延遲時(shí)間應(yīng)可調(diào)。

5、聯(lián)動(dòng)功能：與FAS系統(tǒng)具有聯(lián)動(dòng)功能，通過(guò)FAS系統(tǒng)提供的觸發(fā)信號(hào)可自動(dòng)進(jìn)行防災(zāi)廣播，提示乘客有災(zāi)害發(fā)生并進(jìn)行引導(dǎo)。并且系統(tǒng)還可以通過(guò)控制終端進(jìn)行定時(shí)自動(dòng)廣播。

6、定時(shí)廣播功能：通過(guò)車(chē)站車(chē)控室工控機(jī)上位機(jī)軟件，設(shè)定播放時(shí)間、音頻段號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)廣播功能。

7、背景音樂(lè)功能：背景音樂(lè)預(yù)先錄制在對(duì)應(yīng)車(chē)控室工控機(jī)中，系統(tǒng)根據(jù)有關(guān)控制指令播放背景音樂(lè)，車(chē)控室操作員可以在界面中選擇播放某一段音樂(lè)，播放的廣播區(qū)可以在界面中設(shè)定。

8、優(yōu)先級(jí)設(shè)定功能：廣播系統(tǒng)按用戶(hù)的需求設(shè)置播音優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)能自動(dòng)打斷低優(yōu)先級(jí)的廣播，以環(huán)控（防災(zāi)）廣播為最高優(yōu)先級(jí)，排列順序如下：

正線(xiàn)廣播的優(yōu)先順序：

第一級(jí) ? 中心環(huán)控調(diào)度員;

第二級(jí) ? 車(chē)站環(huán)控值班員;

第三級(jí) ? 中心行車(chē)調(diào)度員;

第四級(jí) ? 車(chē)站車(chē)控室行車(chē)值班員;

第五級(jí) ? 車(chē)站應(yīng)急處置室值班員;

第六級(jí) ? 車(chē)站站臺(tái)站務(wù)員（無(wú)線(xiàn)）;

第七級(jí) ? 中心乘客調(diào)度員;

第八級(jí) ? 列車(chē)進(jìn)站自動(dòng)廣播;

第九級(jí) ? 語(yǔ)音廣播;

第十級(jí) ? 背景音樂(lè)廣播。

停車(chē)場(chǎng)廣播設(shè)備的優(yōu)先級(jí)順序：

第一級(jí) ? 停車(chē)場(chǎng)防災(zāi)值班員;

第二級(jí) ? 停車(chē)場(chǎng)行車(chē)值班員;

第三級(jí) ?停車(chē)場(chǎng)檢修調(diào)度員;

第四級(jí) ? 根據(jù)信號(hào)自動(dòng)廣播;

上述優(yōu)先級(jí)的順序均可以通過(guò)軟件調(diào)整，系統(tǒng)中顯示優(yōu)先級(jí)的設(shè)備單元，根據(jù)調(diào)整的變化，可以自動(dòng)變更相應(yīng)的顯示。廣播系統(tǒng)的優(yōu)先等級(jí)根據(jù)需求可以任意增多，數(shù)量不受限制。設(shè)定的優(yōu)先級(jí)保存在系統(tǒng)內(nèi)，掉電后不丟失。

9、廣播自動(dòng)退出功能：廣播系統(tǒng)在播音結(jié)束后，具有自動(dòng)釋放廣播區(qū)的功能，其設(shè)定如下：

（1）高優(yōu)先級(jí)廣播自動(dòng)打斷低優(yōu)先級(jí)的廣播，高優(yōu)先級(jí)廣播退出后，自動(dòng)恢復(fù)低優(yōu)先級(jí)廣播的選區(qū)。

（2）話(huà)音廣播完畢后，立即自動(dòng)釋放選區(qū)，退出廣播狀態(tài)（此處釋放廣播區(qū)的時(shí)間5～10秒）;

（3）其他各種音源廣播完畢立即自動(dòng)釋放選區(qū)，退出廣播狀態(tài)。

10、平行廣播功能：在廣播系統(tǒng)中，控制中心、車(chē)站、停車(chē)場(chǎng)的廣播設(shè)備都各自通過(guò)交換機(jī)相連接，功率放大器與后端廣播區(qū)一一對(duì)應(yīng)。廣播系統(tǒng)預(yù)留外部音源接口，能夠?qū)崿F(xiàn)外部音源設(shè)備、預(yù)錄制語(yǔ)音、話(huà)筒等多個(gè)信源在互不干擾的情況下通過(guò)不同的播音通道播向不同的負(fù)載區(qū)域，因此可實(shí)現(xiàn)多信源、多信道、多負(fù)載區(qū)域平行廣播，播音通道的數(shù)量只受信源和廣播區(qū)數(shù)量的限制。

11、其他功能：車(chē)站設(shè)備可滿(mǎn)足對(duì)廣播及背景音樂(lè)音頻文件的存儲(chǔ)，添加，刪除，編輯等功能，具體功能需求與既有自動(dòng)廣播設(shè)備保持一致。注：需進(jìn)一步具體功能需求。

三、工作環(huán)境要求：

設(shè)備工作環(huán)境描述：廣播系統(tǒng)中各設(shè)備、交換機(jī)等設(shè)備對(duì)機(jī)房的溫度有著較高的要求。溫度偏高，易使機(jī)器散熱不暢，使晶體管的工作參數(shù)產(chǎn)生漂移，影響電路的穩(wěn)定性和可靠性，嚴(yán)重時(shí)還可造成元器件的擊穿損壞。通信設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行工作期間，機(jī)器溫度控制在18℃～25℃之間較為適宜。對(duì)于空調(diào)設(shè)備的選擇，有條件的應(yīng)盡量選擇機(jī)房專(zhuān)用空調(diào)。

濕度對(duì)通信設(shè)備的影響也很大。空氣潮濕，易引起設(shè)備的金屬部件和插接件管部件產(chǎn)生銹蝕，并引起電路板、插接件和布線(xiàn)的絕緣降低，嚴(yán)重時(shí)還可造成電路短路。空氣太干燥又容易引起靜電效應(yīng)，威脅通信設(shè)備的安全。為了保持通信機(jī)房的相對(duì)濕度符合標(biāo)準(zhǔn)，可視機(jī)房具體情況配置加濕器或抽濕機(jī)。加濕器工作時(shí)不要離通信設(shè)備太近，且噴霧口不要正對(duì)著通信設(shè)備，以防噴出的霧氣對(duì)設(shè)備有影響，可根據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)溫度計(jì)的顯示數(shù)據(jù)隨時(shí)調(diào)整。一般說(shuō)來(lái)，機(jī)房?jī)?nèi)的相對(duì)濕度保持在40%～60%范圍內(nèi)較為適宜。

總結(jié)：廣播系統(tǒng)作為城市軌道交通運(yùn)營(yíng)行車(chē)組織的必要手段，需要服務(wù)于運(yùn)營(yíng)，為乘客提供列車(chē)到站、線(xiàn)路換乘、安全提醒等信息，同時(shí)需要播放音樂(lè)改善候車(chē)環(huán)境 。廣播系統(tǒng)的穩(wěn)定與好壞將直接影響著乘客乘坐地鐵的體驗(yàn)感，為了向乘客提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確、高效的語(yǔ)音廣播，需要我們不斷更新自己的知識(shí)儲(chǔ)備，了解新技術(shù)，應(yīng)用新技術(shù)，用科學(xué)技術(shù)改變生活。