基于城軌綜合監(jiān)控系統(tǒng)的定時(shí)廣播功能研究

張長(zhǎng)開 李瑩 張志學(xué)

摘 要：定時(shí)廣播功能通過將事先編排的廣播信息自動(dòng)定時(shí)下發(fā)，實(shí)現(xiàn)廣播信息自動(dòng)播放，極大減輕城市軌道交通運(yùn)營(yíng)人員的工作負(fù)擔(dān)。文章提出一種插件式的定時(shí)廣播方法，該方法基于綜合監(jiān)控系統(tǒng)，通過定義廣播信息模型，針對(duì)不同廠商的廣播系統(tǒng)通信協(xié)議開發(fā)相應(yīng)的模型插件。綜合監(jiān)控系統(tǒng)動(dòng)態(tài)加載模型插件，根據(jù)配置的時(shí)間將廣播控制信息定時(shí)發(fā)布。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;綜合監(jiān)控系統(tǒng);定時(shí)廣播

1 背景

公共廣播（Public Address，PA）系統(tǒng)在城市軌道交通運(yùn)營(yíng)中的主要作用有以下3方面：①為車站常規(guī)運(yùn)行提供服務(wù)，利用語(yǔ)音功能實(shí)現(xiàn)對(duì)普通乘客的提示和告知，具體包含安全提示、公告通知、列車到站、線路換乘等信息;②為站內(nèi)工作人員提供服務(wù)，可利用廣播系統(tǒng)發(fā)布有關(guān)通知，便于運(yùn)營(yíng)人員協(xié)同配合工作，提高工作效率;③在遇到突發(fā)或緊急情況時(shí)，可播放應(yīng)急信息指導(dǎo)乘客采用正確的處置方法和措施。

定時(shí)廣播功能根據(jù)實(shí)際需要編排每天的廣播自動(dòng)播放列表，由綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）執(zhí)行該天的播放列表，這項(xiàng)功能在日常運(yùn)營(yíng)中為運(yùn)營(yíng)人員、調(diào)度人員提供極大方便。由于綜合監(jiān)控系統(tǒng)和廣播子系統(tǒng)之間的操作指令為基于過程的程序控制，不同廠商的廣播系統(tǒng)控制命令不同，且不同綜合監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)度員有不同的操作習(xí)慣，隨時(shí)可能更改或增減某些功能，因此需要一種靈活加載的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能，以防由于參數(shù)的增加或修改而導(dǎo)致需要重新編譯整個(gè)控制層的程序，進(jìn)而影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

基于該問題，本文提出一種插件式的定時(shí)廣播方法。該方法通過定義廣播信息模型，針對(duì)不同廠商的廣播系統(tǒng)通信協(xié)議開發(fā)相應(yīng)的模型插件。綜合監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)通過動(dòng)態(tài)加載模型插件，根據(jù)配置的時(shí)間將廣播控制信息定時(shí)發(fā)布，實(shí)現(xiàn)定時(shí)廣播的功能。

2 綜合監(jiān)控系統(tǒng)和廣播系統(tǒng)接口

城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是“綜合”，即利用通信的方式將各系統(tǒng)接入綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，接入方式主要分為集成和互聯(lián)2大類。集成是指綜合監(jiān)控系統(tǒng)取代子系統(tǒng)的監(jiān)控層，數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視、控制、人機(jī)界面展示均通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)完成;互聯(lián)是指綜合監(jiān)控系統(tǒng)與各子系統(tǒng)之間存在數(shù)據(jù)交換，各子系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，能脫離綜合監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)信息的數(shù)據(jù)監(jiān)視和控制功能，子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理具有獨(dú)立的傳輸網(wǎng)絡(luò)。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)與廣播系統(tǒng)互聯(lián)，主要接收廣播系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和告警信息，同時(shí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供人機(jī)界面進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度管理工作，必要時(shí)實(shí)現(xiàn)乘客信息子系統(tǒng)、閉路電視子系統(tǒng)等多系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)功能。廣播系統(tǒng)一般包括中心級(jí)廣播系統(tǒng)和車站級(jí)廣播系統(tǒng)，車站級(jí)廣播系統(tǒng)作為一個(gè)獨(dú)立的區(qū)域廣播。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)分別在控制中心和車站與廣播系統(tǒng)進(jìn)行通信，中心級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)和中心級(jí)廣播系統(tǒng)通信，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各車站廣播系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視，利用中心級(jí)廣播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多個(gè)車站進(jìn)行乘客廣播的功能。車站級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)和車站級(jí)廣播系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)車站廣播設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，同時(shí)控制本站的廣播系統(tǒng)?？刂浦行木C合監(jiān)控系統(tǒng)和廣播系統(tǒng)的接口方式如圖 1所示。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)與廣播系統(tǒng)采用的是標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)ModBus通信協(xié)議。綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供圖形人機(jī)界面以實(shí)現(xiàn)各廣播功能并下發(fā)控制指令到廣播系統(tǒng)，包括預(yù)錄制廣播和文本語(yǔ)音（Text To Speech，TTS）、車站監(jiān)聽廣播命令。中心級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的控制命令傳送到中心級(jí)廣播系統(tǒng)，由中心級(jí)廣播系統(tǒng)下發(fā)到各指定車站廣播系統(tǒng)執(zhí)行，同時(shí)接收廣播系統(tǒng)上送的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。中心級(jí)廣播系統(tǒng)則接收中心級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的控制指令實(shí)現(xiàn)廣播功能，同時(shí)向中心級(jí)綜合監(jiān)控系統(tǒng)上送廣播設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)下發(fā)的控制命令傳送到車站的廣播系統(tǒng)，同時(shí)接收車站廣播系統(tǒng)上送的各區(qū)的廣播狀態(tài)。車站廣播系統(tǒng)則接收車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的控制指令實(shí)現(xiàn)廣播功能，同時(shí)向車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)上送各個(gè)區(qū)域的廣播狀態(tài)信息。

3 定時(shí)廣播發(fā)布模型

廣播系統(tǒng)的功能包括預(yù)錄制語(yǔ)音廣播、背景音樂廣播、話筒廣播、線路監(jiān)聽等。其中，預(yù)錄制語(yǔ)音廣播是廣播系統(tǒng)預(yù)先編制好語(yǔ)音文件并設(shè)置相應(yīng)的ID，綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過發(fā)送ID來(lái)調(diào)用相對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音文件進(jìn)行廣播;背景音樂廣播指在常規(guī)的空閑時(shí)段播放一些柔和的背景音樂，改善站內(nèi)候車環(huán)境;話筒廣播是通過話筒直接廣播工作人員的語(yǔ)音，一般用來(lái)發(fā)布尋物啟事等事項(xiàng);線路監(jiān)聽指通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)聽選中區(qū)域正在廣播的內(nèi)容。

由于不同廠商的通信協(xié)議不同，且不同城市的綜合監(jiān)控調(diào)度員有不同的操作習(xí)慣，因此本文提出了一種定時(shí)廣播發(fā)布模型，如圖2所示。

定時(shí)廣播數(shù)據(jù)模型包括廣播類型、預(yù)錄制語(yǔ)音ID、循環(huán)次數(shù)、優(yōu)先級(jí)、發(fā)布區(qū)域、發(fā)布文本、定時(shí)時(shí)間等，具體如下。

（1）廣播類型（數(shù)據(jù)類型為int型）參數(shù)的范圍包括預(yù)錄制語(yǔ)音廣播、TTS文字廣播，廣播類型是該模型的基本參數(shù)，根據(jù)廣播類型可確定本插件所需要的所有參數(shù)。

（2）預(yù)錄制語(yǔ)音ID（數(shù)據(jù)類型為int型）參數(shù)的范圍是事先做好的預(yù)錄制語(yǔ)音ID，綜合監(jiān)控系統(tǒng)向廣播系統(tǒng)發(fā)送預(yù)錄制語(yǔ)音ID，廣播系統(tǒng)播放該ID對(duì)應(yīng)的預(yù)錄制語(yǔ)音內(nèi)容。

（3）循環(huán)次數(shù)（數(shù)據(jù)類型為int型）表示本次定時(shí)廣播需要循環(huán)播放的次數(shù)，通常情況下循環(huán)次數(shù)默認(rèn)為1。

（4）優(yōu)先級(jí)（數(shù)據(jù)類型為int型）表示當(dāng)前廣播信息的優(yōu)先級(jí)。廣播系統(tǒng)將根據(jù)接收的優(yōu)先級(jí)決定是否播放該條廣播信息。

（5）發(fā)布區(qū)域（數(shù)據(jù)類型為string型）表示預(yù)先選中的發(fā)布區(qū)域。由于發(fā)布區(qū)域較多，尤其是控制中心集中了所有車站的發(fā)布區(qū)域，用整數(shù)不能滿足區(qū)域選擇的要求。

（6）發(fā)布文本（數(shù)據(jù)類型為string型）表示當(dāng)廣播類型為TTS文字類型時(shí)所對(duì)應(yīng)的廣播內(nèi)容。

（7）開始時(shí)間（數(shù)據(jù)類型為int型）表示每天開始播放的時(shí)間。

（8）結(jié)束時(shí)間（數(shù)據(jù)類型為int型）表示每天結(jié)束播放的時(shí)間。

（9）發(fā)送間隔（數(shù)據(jù)類型為int型）表示2條定時(shí)播放信息之間的時(shí)間間隔。

（10）定時(shí)類型（數(shù)據(jù)類型為int型）表示所編輯廣播信息的定時(shí)類型，一般分為每天、工作日、周末、特殊日。

（11）起始地址（數(shù)據(jù)類型為int型）表示當(dāng)前控制命令的起始寄存器地址。

（12）終止地址（數(shù)據(jù)類型為int型）表示當(dāng)前控制命令的結(jié)束寄存器地址。

（13）通信協(xié)議類型（數(shù)據(jù)類型為string型）表示當(dāng)前廣播系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的通信協(xié)議類型，綜合監(jiān)控系統(tǒng)將根據(jù)該參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)用對(duì)應(yīng)的定時(shí)廣播協(xié)議插件。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)在獲取不同廣播廠商的通信協(xié)議時(shí)，只要開發(fā)相對(duì)應(yīng)的定時(shí)發(fā)布功能插件。插件基于上述模型，根據(jù)通信協(xié)議的實(shí)際內(nèi)容獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)組織成一條符合對(duì)應(yīng)廣播系統(tǒng)控制要求的命令即可。綜合監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)根據(jù)系統(tǒng)的參數(shù)配置來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)用相應(yīng)的插件完成定時(shí)命令的發(fā)布。

4 定時(shí)廣播發(fā)布功能流程

綜合監(jiān)控系統(tǒng)的圖形瀏覽工具提供定時(shí)廣播發(fā)布功能的編輯畫面，方便操作人員完成定時(shí)廣播信息的編輯。操作人員通過圖形瀏覽工具完成定時(shí)廣播信息編輯之后，圖形瀏覽工具會(huì)自動(dòng)將操作人員編輯的信息保存到綜合監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)庫(kù)中，供定時(shí)廣播發(fā)布模塊調(diào)用。

定時(shí)廣播發(fā)布功能的流程如圖3所示。定時(shí)廣播發(fā)布模塊在初始化時(shí)會(huì)根據(jù)配置的定時(shí)廣播發(fā)布信息中的通信協(xié)議類型參數(shù)，識(shí)別要采用的廣播通信協(xié)議，然后到系統(tǒng)的插件庫(kù)中動(dòng)態(tài)加載相應(yīng)的程序插件，同時(shí)獲取定時(shí)廣播發(fā)布信息中的定時(shí)時(shí)間字段信息，根據(jù)定時(shí)時(shí)間和時(shí)間間隔以及定時(shí)類型，計(jì)算出下一次定時(shí)廣播發(fā)布的時(shí)間并進(jìn)行記錄。然后定時(shí)廣播發(fā)布模塊開始進(jìn)行周期性的輪詢，將下一次定時(shí)廣播時(shí)間與當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行對(duì)比。當(dāng)下一次定時(shí)廣播時(shí)間到達(dá)時(shí)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)利用動(dòng)態(tài)加載的插件將定時(shí)廣播發(fā)布信息的內(nèi)容解析成相應(yīng)廣播系統(tǒng)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)，包括通信協(xié)議的起始地址和終止地址、廣播類型，根據(jù)廣播類型確定是預(yù)錄制語(yǔ)音還是TTS文字，并在廣播類型的基礎(chǔ)上獲取其他參數(shù)。在獲取完其他參數(shù)后，插件程序?qū)⑦@些數(shù)據(jù)按照協(xié)議的要求組織成一條符合廣播系統(tǒng)要求的控制命令，而后綜合監(jiān)控系統(tǒng)將這條命令發(fā)送至對(duì)應(yīng)的廣播系統(tǒng)。發(fā)布完成之后，綜合監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)計(jì)算出下一次定時(shí)廣播發(fā)布的時(shí)間，然后依次循環(huán)。

綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供的圖形瀏覽工具支持在線對(duì)廣播定時(shí)信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，修改內(nèi)容能夠及時(shí)生效，在后續(xù)的定時(shí)發(fā)布過程中，綜合監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)根據(jù)修改后的內(nèi)容進(jìn)行定時(shí)廣播發(fā)布。

5 實(shí)際工程應(yīng)用

該功能已實(shí)際應(yīng)用于某市的地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，綜合監(jiān)控系統(tǒng)圖形瀏覽工具上的定時(shí)廣播系統(tǒng)編輯控件如圖4所示。

在實(shí)際使用時(shí)，操作人員按照常規(guī)的廣播控制流程進(jìn)行操作，選擇廣播區(qū)域和廣播類型，填寫循環(huán)次數(shù)，輸入起始日期、起始時(shí)間、結(jié)束日期、結(jié)束時(shí)間。如果選擇預(yù)錄信息則在信息內(nèi)容編輯欄選擇預(yù)錄信息，如果選擇TTS報(bào)文方式則在信息內(nèi)容編輯欄TTS頁(yè)輸入TTS文字，然后點(diǎn)擊“新增”按鈕即可完成一條定時(shí)廣播信息發(fā)布記錄的生成。記錄生成后可選中該記錄進(jìn)行編輯，編輯完定時(shí)發(fā)布信息后，瀏覽工具會(huì)將編輯的信息更新到綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)庫(kù)中，綜合監(jiān)控定時(shí)廣播發(fā)布模塊就會(huì)定時(shí)讀取這些信息，然后根據(jù)配置的參數(shù)判斷是否需要進(jìn)行廣播信息發(fā)布。對(duì)于定時(shí)廣播信息刪除的操作，選中某條定時(shí)廣播發(fā)布信息記錄之后，點(diǎn)擊刪除按鈕即可完成。

6 結(jié)語(yǔ)

定時(shí)廣播發(fā)布功能能夠?qū)⑹孪染幣诺膹V播信息自動(dòng)定時(shí)下發(fā)，實(shí)現(xiàn)廣播信息的自動(dòng)播放，極大減輕運(yùn)營(yíng)人員的工作負(fù)擔(dān)。本文設(shè)計(jì)了一種定時(shí)廣播發(fā)布模型，增加定時(shí)廣播發(fā)布功能的通用性，可適用于不同的廣播系統(tǒng)，同時(shí)根據(jù)不同廣播系統(tǒng)編寫不同的插件增加系統(tǒng)的靈活性，且系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)加載程序插件的方式，可在不改變其他模塊的前提下方便地增加或者修改一些功能。

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收稿日期 2020-03-03

責(zé)任編輯 胡姬