城市地鐵自動廣播系統(tǒng)應(yīng)用更新

郭世杰

摘要：廣播系統(tǒng)是為控制中心調(diào)度人員和車站值班員向旅客通告地鐵列車運行以及安全、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，廣播系統(tǒng)是指揮防災(zāi)搶險、疏導(dǎo)旅客的防災(zāi)廣播系統(tǒng)。

背景：南京地鐵2號線于2010年5月28日開通運營，至2021年已經(jīng)運行十年有余，2號線既有設(shè)備大多設(shè)備均已老舊、設(shè)備故障率逐年攀升，同時科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，原2號線廣播系統(tǒng)所用通信技術(shù)已經(jīng)淘汰，隨著2號線西延線的建設(shè)，新老系統(tǒng)工作原理不一致，西延線開通后無法實現(xiàn)全線統(tǒng)一自動廣播出發(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號線既有線的廣播系統(tǒng)改造勢在必行。

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號線既有線進到站廣播采用車站放置紅外裝置與工控機配合方式，原理圖如下：

實現(xiàn)方式：廣播系統(tǒng)在控制中心與信號系統(tǒng)有接口，但在既有線整體廣播系統(tǒng)架構(gòu)依據(jù)當(dāng)時的情況、實際需求搭建，此接口無實際數(shù)據(jù)。進到站廣播采用在車站放置紅外裝置、工控機方式，即在每個車站配置有工控機、配套的上位機軟件、紅外裝置、線路廣播音頻線等;每當(dāng)列車到達(dá)紅外裝置時，會將紅外線擋住，紅外裝置將此信號傳到工控機上，觸發(fā)相應(yīng)的音頻文件。音頻文件通過線路廣播音頻線給到廣播控制盒，廣播控制盒再將音頻文件給到功率放大器，給到上下行站臺廣播區(qū)，進行上下行站臺的進到站廣播。

2、改造后原理介紹

本次自動廣播系統(tǒng)改造項目改造后，要求觸發(fā)原理與新線一致，即自動廣播系統(tǒng)中心設(shè)備與車站設(shè)備通過以太網(wǎng)進行連接，ATS信號由中心設(shè)備接收并下發(fā)車站，實現(xiàn)全線ATS觸發(fā)自動廣播功能。實現(xiàn)方式為：信號系統(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發(fā)來的數(shù)據(jù)，通過既有線路的傳輸系統(tǒng)傳送到既有線路車站的交換機，經(jīng)過交換機將數(shù)據(jù)給到既有線路車站車控室的工控機，工控機上位機軟件解析，將音頻通過廣播控制盒的線路廣播，經(jīng)由既有線路的廣播控制盒給到既有線路機柜內(nèi)機箱，最后通過功率放大器對上下行站臺進行進到站廣播。

3、接口描述

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

當(dāng)廣播系統(tǒng)接收到列車進站、接近區(qū)段、甩站通過、快車跳站等數(shù)據(jù)信號包時，需要對數(shù)據(jù)包進行分解、分析處理及邏輯判斷，觸發(fā)并自動啟動預(yù)先錄制的語音信號進行預(yù)告廣播，廣播內(nèi)容包括車輛進站、車輛接近區(qū)段、車輛回庫等多種內(nèi)容。

ATS在控制中心通過以太網(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，通過計算，判斷列車狀態(tài)，選通對應(yīng)的車站廣播區(qū)，并啟動預(yù)錄制語音信息，播出列車進站、接近區(qū)段、甩站通過、快車跳站等信息。

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

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，提高了自動廣播系統(tǒng)可靠性和可用性，并有最短的平均修復(fù)時間。

2、廣播音量調(diào)節(jié)功能：車站自動廣播設(shè)備，具有音量增益調(diào)節(jié)功能。根據(jù)本站聲場情況，為達(dá)到較好的廣播效果，可對音頻輸出信號的音量進行調(diào)節(jié)。

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

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

4、自動廣播功能：本廣播系統(tǒng)能夠提供列車進站自動預(yù)告廣播。系統(tǒng)接收信號系統(tǒng)信息（包括列車進站、甩站通過、快車跳站等數(shù)據(jù)信息）后，能進行分解、分析處理及邏輯判斷，觸發(fā)并自動啟動預(yù)先錄制的語音信號向相應(yīng)的區(qū)域進行預(yù)告廣播。語音信號播出時間可延遲1秒～30秒，延遲時間應(yīng)可調(diào)。

5、聯(lián)動功能：與FAS系統(tǒng)具有聯(lián)動功能，通過FAS系統(tǒng)提供的觸發(fā)信號可自動進行防災(zāi)廣播，提示乘客有災(zāi)害發(fā)生并進行引導(dǎo)。并且系統(tǒng)還可以通過控制終端進行定時自動廣播。

6、定時廣播功能：通過車站車控室工控機上位機軟件，設(shè)定播放時間、音頻段號來實現(xiàn)定時廣播功能。

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

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

正線廣播的優(yōu)先順序：

第一級 ? 中心環(huán)控調(diào)度員;

第二級 ? 車站環(huán)控值班員;

第三級 ? 中心行車調(diào)度員;

第四級 ? 車站車控室行車值班員;

第五級 ? 車站應(yīng)急處置室值班員;

第六級 ? 車站站臺站務(wù)員（無線）;

第七級 ? 中心乘客調(diào)度員;

第八級 ? 列車進站自動廣播;

第九級 ? 語音廣播;

第十級 ? 背景音樂廣播。

停車場廣播設(shè)備的優(yōu)先級順序：

第一級 ? 停車場防災(zāi)值班員;

第二級 ? 停車場行車值班員;

第三級 ?停車場檢修調(diào)度員;

第四級 ? 根據(jù)信號自動廣播;

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

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

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

（2）話音廣播完畢后，立即自動釋放選區(qū)，退出廣播狀態(tài)（此處釋放廣播區(qū)的時間5～10秒）;

（3）其他各種音源廣播完畢立即自動釋放選區(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、車站、停車場的廣播設(shè)備都各自通過交換機相連接，功率放大器與后端廣播區(qū)一一對應(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)錄制語音、話筒等多個信源在互不干擾的情況下通過不同的播音通道播向不同的負(fù)載區(qū)域，因此可實現(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：車站設(shè)備可滿足對廣播及背景音樂音頻文件的存儲，添加，刪除，編輯等功能，具體功能需求與既有自動廣播設(shè)備保持一致。注：需進一步具體功能需求。

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、交換機等設(shè)備對機房的溫度有著較高的要求。溫度偏高，易使機器散熱不暢，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)重時還可造成元器件的擊穿損壞。通信設(shè)備在長期運行工作期間，機器溫度控制在18℃～25℃之間較為適宜。對于空調(diào)設(shè)備的選擇，有條件的應(yīng)盡量選擇機房專用空調(diào)。

濕度對通信設(shè)備的影響也很大?？諝獬睗?，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、插接件和布線的絕緣降低，嚴(yán)重時還可造成電路短路?？諝馓稍镉秩菀滓痨o電效應(yīng)，威脅通信設(shè)備的安全。為了保持通信機房的相對濕度符合標(biāo)準(zhǔn)，可視機房具體情況配置加濕器或抽濕機。加濕器工作時不要離通信設(shè)備太近，且噴霧口不要正對著通信設(shè)備，以防噴出的霧氣對設(shè)備有影響，可根據(jù)機房內(nèi)溫度計的顯示數(shù)據(jù)隨時調(diào)整。一般說來，機房內(nèi)的相對濕度保持在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營行車組織的必要手段，需要服務(wù)于運營，為乘客提供列車到站、線路換乘、安全提醒等信息，同時需要播放音樂改善候車環(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感，為了向乘客提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確、高效的語音廣播，需要我們不斷更新自己的知識儲備，了解新技術(shù)，應(yīng)用新技術(shù)，用科學(xué)技術(shù)改變生活。