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(lián)動廣播實(shí)現(xiàn)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(yīng)高峰客流，其交路調(diào)整和變化非常頻繁，因此其廣播系統(tǒng)對提高服務(wù)質(zhì)量尤為重要。通過分析車站對廣播的實(shí)際功能需求和設(shè)備的現(xiàn)狀，對多專業(yè)全自動聯(lián)動的車站廣播的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行研究。地鐵全自動聯(lián)動廣播將大大提高車站廣播系統(tǒng)的自動化水平，提高地鐵的服務(wù)質(zhì)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(yè)聯(lián)動

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

列車運(yùn)行的不同路徑，稱之為交路。在不同時段改變地鐵的終點(diǎn)站，調(diào)短運(yùn)行路徑或者改變運(yùn)行路徑，可以提高地鐵線路在某個特定時段或者路徑的運(yùn)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(yùn)行長短線、人字型線路運(yùn)行長短線和Y字型路徑混跑的形式來提高運(yùn)能。

列車運(yùn)行交路隨時變化，導(dǎo)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(jiān)控外，還要專門安排人員時刻通過公共廣播（PA）系統(tǒng)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(shí)施和完善一套適應(yīng)多變交路、能根據(jù)列車目的地碼自動觸發(fā)、且播放列車終到站信息的車站自動廣播系統(tǒng)十分必要。

1　車站全自動廣播的實(shí)現(xiàn)

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(jīng)過多年的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)積累，技術(shù)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(jié)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(jìn)行日常操作，因此需要對其操作的方式進(jìn)行詳細(xì)分析，以便自動廣播程序可以模擬人進(jìn)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(shí)現(xiàn)表1中的需求。

表2　車站對后備盤的操作方法

1.2功能設(shè)計(jì)

1.2.1按區(qū)域關(guān)閉播音

傳統(tǒng)廣播系統(tǒng)只能根據(jù)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(tǒng)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(yù)錄制語音（包括PA）。

傳統(tǒng)的PA設(shè)計(jì)無法在預(yù)錄制語音情形下對“區(qū)域”進(jìn)行選擇性的自由開關(guān)，而只能通過關(guān)閉預(yù)錄制語音來取消該音源占用的區(qū)域，取消該區(qū)域的播音。此種情形可能導(dǎo)致被當(dāng)下音源占用的區(qū)域無法自由釋放給第二條預(yù)錄制語音段使用，如果需要在已經(jīng)播音的區(qū)域組內(nèi)的某個區(qū)域插播一條預(yù)錄制語音，必須將正在播音的區(qū)域全部退出，而后再根據(jù)情形重新布置和選擇區(qū)域。

因此，如果PA是根據(jù)音源來關(guān)閉廣播的，日常操作過程中可能導(dǎo)致正在廣播的區(qū)域突然中斷后切換的情況。這樣，如果由綜合監(jiān)控來替代人工，無論任何區(qū)域被選擇，當(dāng)需要停止廣播時，綜合監(jiān)控向PA發(fā)送的廣播區(qū)域應(yīng)全設(shè)定為0，關(guān)閉任意一個廣播區(qū)域時，全部的廣播區(qū)域均會被關(guān)閉，從而會產(chǎn)生突然中斷后切換的情形。

但對于不同類型的音源（預(yù)錄制和外部輸入音源），PA可以進(jìn)行編組廣播。這種情況下，只對該區(qū)域產(chǎn)生語音切換的情形，對正在使用預(yù)錄制播音音源的區(qū)域，沒有被外部線路音源選擇的區(qū)域的廣播，不會產(chǎn)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(shè)計(jì)了一種新的PA架構(gòu)，如圖2所示。依靠一臺計(jì)算機(jī)做為接口服務(wù)器，向下控制PA系統(tǒng)，向上承擔(dān)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)的通信，音源是依靠存在接口服務(wù)器的硬盤里。由于功放需要輪流分擔(dān)工作，所以中間有個功放控制模塊，用來調(diào)用和開啟功放控制區(qū)。

圖2　按區(qū)域關(guān)閉播音的廣播系統(tǒng)

接口服務(wù)器運(yùn)行接口軟件。接口軟件負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對不同音頻口的管理使用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)不同區(qū)域播放不同或相同音源。

1.2.2優(yōu)先級的處理

根據(jù)車站需求，車站值班員在站臺播放預(yù)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(yù)錄制語音會被自動廣播打斷。然而，如果定義預(yù)錄制語音的優(yōu)先級低于自動廣播，則會發(fā)生車站播放部分緊急預(yù)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(yù)錄制語音劃分到預(yù)錄制語音A區(qū)域，車站日常使用的預(yù)錄制語音劃分到預(yù)錄制語音B區(qū)域。對于某些需要打斷自動廣播的預(yù)錄制語音，優(yōu)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(yù)錄制語音，其優(yōu)先級別應(yīng)比自動廣播低。因此，需要在自動廣播的上下兩側(cè)均定義一部分的預(yù)錄制語音，對預(yù)錄制語音進(jìn)行分化處理，以滿足用戶需求（見圖3）。

針對操作員優(yōu)先級的加入，可以采用嵌套式優(yōu)先級設(shè)計(jì)，并將預(yù)錄制廣播優(yōu)先級劃分為五級，實(shí)現(xiàn)不同類型的預(yù)錄制廣播賦予不同的優(yōu)先級；同樣的廣播內(nèi)容可分化為兩條不同的調(diào)用ID，對ID賦予不同的優(yōu)先級，以滿足各種情形下的需求，滿足復(fù)雜多變的車站廣播需求。

圖3　操作員優(yōu)先級設(shè)置及對預(yù)錄制語音優(yōu)先級進(jìn)行分化處理

1.2.3復(fù)雜換乘站臺的處理

對于側(cè)式站臺，上下行播音互相不干擾。對于島式站臺，由于區(qū)域比較狹小，上下行獨(dú)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(jìn)站時，更存在干擾。因此，需要根據(jù)信號倒計(jì)時長和廣播的時長進(jìn)行計(jì)算，如果會產(chǎn)生干擾，則表示兩列車差不多同時到達(dá)，此時可調(diào)用另一條特別的廣播在上下行兩個廣播分區(qū)同時播放，來達(dá)到提醒乘客的目的。

干擾計(jì)算可以由廣播專業(yè)完成并固化在其系統(tǒng)內(nèi)部。由于綜合監(jiān)控或者信號系統(tǒng)需要在發(fā)送廣播調(diào)用指令的同時向廣播系統(tǒng)傳送倒計(jì)時信息，以便廣播專業(yè)判斷，故也可以由綜合監(jiān)控完成，但廣播系統(tǒng)需要向綜合監(jiān)控反饋廣播條目的播放時長信息。

2　全自動聯(lián)動廣播設(shè)計(jì)

2.1綜合監(jiān)控與信號全自動聯(lián)動［8］實(shí)現(xiàn)多交路進(jìn)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(qiáng)的車站。地鐵線路的折返線早在線路設(shè)計(jì)時就已固定，一般一條地鐵線路設(shè)計(jì)4～6個折返點(diǎn)，因此，組織小交路運(yùn)行的列車目的地的數(shù)量非常有限。方案考慮固化6個以內(nèi)的目的地，實(shí)現(xiàn)多變交路的列車進(jìn)站全自動廣播，如表3。

表3　廣播ID、廣播詞和目的地對應(yīng)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(diǎn)站，也可能是小交路時線路上的某個站點(diǎn)。廣播內(nèi)容固化了目的地，并編以索引性質(zhì)的ID。以目的地碼作為調(diào)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(guān)聯(lián)（見圖4），實(shí)現(xiàn)全自動聯(lián)動廣播。

圖4　目的地碼、廣播的站臺編碼、廣播ID之間的關(guān)聯(lián)

窮舉法列出目的地碼與站臺編碼及廣播條目之間的對應(yīng)關(guān)系表，并為未來線路預(yù)留1～2個大小交路的目的地。當(dāng)接收到信號系統(tǒng)（SIG）發(fā)來的目的地碼和站臺編碼時，便可以調(diào)用對應(yīng)的廣播條目來進(jìn)行播音。

SIG將站臺信息發(fā)至綜合監(jiān)控，由綜合監(jiān)控轉(zhuǎn)發(fā)到乘客信息系統(tǒng)（Passenger Information Display System，PIDS），用于PIDS的列車倒計(jì)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(shù)時間（見圖5）。倒數(shù)時間應(yīng)以秒為單位。

圖5　站臺信息報(bào)文交互格式

列車進(jìn)站廣播可以由SIG根據(jù)設(shè)定的倒計(jì)時時間產(chǎn)生觸發(fā)信號，由綜合監(jiān)控根據(jù)收到的列車目的地ID來調(diào)用對應(yīng)表3內(nèi)的聯(lián)動廣播ID的廣播條目，聯(lián)動廣播播放相應(yīng)的列車到站廣播。

綜合監(jiān)控也可將接收到的列車進(jìn)站倒計(jì)時信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算，與內(nèi)部設(shè)定的倒計(jì)時時刻對比。當(dāng)列車倒計(jì)時到達(dá)預(yù)定時刻時，綜合監(jiān)控根據(jù)列車的目的地ID來調(diào)用相應(yīng)的聯(lián)動廣播ID。

2.2屏蔽門開關(guān)門信號觸發(fā)開門自動廣播

屏蔽門收到SIG發(fā)送的開門信號后，打開屏蔽門，同時將屏蔽門開門信號轉(zhuǎn)發(fā)給綜合監(jiān)控；綜合監(jiān)控接收到屏蔽門開門信號后觸發(fā)廣播。車務(wù)部門考慮到列車停站時間短，將歡迎詞和下一列車發(fā)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(fā)廣播與屏蔽門開門狀態(tài)有關(guān)，需要屏蔽門專業(yè)提供整列門的開關(guān)門信號，并在非整列門故障的情況下，同樣發(fā)送開門信號。

屏蔽門觸發(fā)可以實(shí)現(xiàn)列車到站后的自動廣播，穩(wěn)定性強(qiáng)；缺點(diǎn)是無法識別交路變化而進(jìn)行提前播音。

2.3提供靈活的輔助功能

·提供PA預(yù)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(dá)到300多條，并預(yù)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(jiān)控界面添加顯示自動廣播狀態(tài)的信息，并設(shè)置取消自動廣播按鈕。當(dāng)自動廣播觸發(fā)源故障時，可在綜合監(jiān)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(nèi)容）的需求。

3　工期計(jì)劃

改造實(shí)施不同于新線工程建設(shè)。改造實(shí)施要充分征求運(yùn)營使用單位的需求，并由運(yùn)營技術(shù)部門參與進(jìn)行需求分析。需求確定后，由地鐵技術(shù)部門以及商務(wù)部門聯(lián)合向軟件開發(fā)商進(jìn)行詢價；得到報(bào)價后由商務(wù)部門與軟件開發(fā)商進(jìn)行商務(wù)談判，并對改造費(fèi)用進(jìn)行合同變更或者走新項(xiàng)目立項(xiàng)流程。商務(wù)部分確定后就可以進(jìn)行軟件開發(fā)工作了。軟件開發(fā)商要與接口專業(yè)做好軟件接口協(xié)議的修訂和審核簽字工作?？紤]到改造工作對地鐵運(yùn)營的影響，應(yīng)注重軟件上線前的內(nèi)部模擬測試及線下模擬測試，軟件開發(fā)商和地鐵運(yùn)營技術(shù)部門均要參與測試過程。線下測試完成后，可利用夜間非運(yùn)營時間進(jìn)行線上的單體測試，之后與各專業(yè)在聯(lián)調(diào)方案的指引下進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。聯(lián)調(diào)問題整改完成后，各專業(yè)可以約定同一時刻進(jìn)行軟件升級作業(yè)，然后新軟件上線正式投入運(yùn)行。車站自動廣播改造實(shí)施的具體計(jì)劃見表4。

表4　車站自動廣播改造實(shí)施計(jì)劃

4　結(jié)語

車站全自動聯(lián)動廣播涉及信號、綜合監(jiān)控、廣播、屏蔽門等4大專業(yè)，只有4個專業(yè)密切配合，實(shí)現(xiàn)無縫鏈接，才能實(shí)現(xiàn)無人為干預(yù)情形下的自動化。車站對廣播的功能需求復(fù)雜，加之地鐵交路的多變性，使得自動廣播的實(shí)現(xiàn)非常困難。而通過分析地鐵的實(shí)際運(yùn)營情況，對車站交路的目的地?cái)?shù)目進(jìn)行預(yù)測，盡最大可能減少和固定目的地的數(shù)目，并利用目的地碼來調(diào)用固定的廣播條目的改造實(shí)施起來相對就簡易得多，目前的技術(shù)水平條件下亦容易實(shí)現(xiàn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，將目的地站點(diǎn)作為變量，車站自動廣播根據(jù)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(jù)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）