行车控制设备语音提示系统
2014-04-29王春毅
【摘要】 通过串口采集微机联锁开关量，分析值班员按下的控制台按钮，进行语音播报、为操作人员提供及时的语音反馈，有助于及时发现误操作，及时处理，保障运输生产安全。
【关键词】 行车 设备 提示
随着铁路运输任务的日益增加，行车的运行密度越来越大，加大了行车控制人员的劳动强度，现有的微机联锁控制台上的按钮按下后虽然有闪动，但是对行车控制人员来说反馈的信息还是不够丰富。研制适合微机联锁车站的行车控制设备语音提示系统，确保行车控制人员实时能听到自己做了哪些操作，提高行车作业水平是一项必要的任务。本文采用微机联锁共享数据的方式，设计了一套语音提示系统，用以及时提醒行车作业人员当前所做的操作，有助于行车作业人员听到自己误操作后的及时处理。
一、系统组成及工作原理
1.1 系統组成
系统由串口长线传输隔离器、计算机主机、音响设备及系统软件构成。系统通过串口长线传输隔离器从微机联锁的电务维修机采集开关量数据，分析值班员的操作，播报值班员按下的控制台的按钮，系统结构框图如下：
1.2 工作原理
1、微机联锁电务维修机每秒钟通过串口隔离设备向系统主机发送开关量的状态。
2、系统主机根据该车站微机联锁的接口码位表，解析出信息中所包含的站场和区间各种按钮、信号机状态，并进行分析处理，从而准确判断出行车控制人员要做的工作，然后从配置表中提取出相应的文本内容，再将文本内容转换为语音播放出来。
系统播报内容示例：
1.3 系统设计原则
1.共享微机联锁信息，运用计算分析处理技术为行车作业人员提供及时的语音信息反馈。
2.通过对微机联锁信息的采集、处理，实时掌握行车人员对控制台上的操作情况。
3.主机采用模块化设计、信息码设计，达到信息低延时处理，以及文本到语音播放的运用，保证语音播报的准确及时。
二、系统总体设计
2.1 系统硬件设计
1 .串口长线传输隔离器
微机联锁电务采集机为铁路运输主要设备，采集数据必须满足相关技术标准规定，另外由于现场条件不同，电务采集机距离计算机主机（本系统用于对采集的微机联锁数据进行解析、分析）的距离不同，市场通用的串口隔离器不能满足本系统的个性化需求，因而必须针对实际情况开发研制，电路原理图如下图所示：
（1）串口隔离。
电源输入采用DC/DC电源隔离，数字信号输入与输出之间采用6N137光电隔离，光耦合器以光为媒介传输电信号对输入、输出电信号有良好的隔离作用。光耦合器由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力，其隔离电压为2500V。
（2）长线传输。
数据传输中经常采用串口传输，串口中收、发端的数据信号是相对于信号地而言。典型的RS-232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在+5～+15V，负电平在-5～-15V电平。当无数据传输时，线上为TTL，从开始传送数据到结束，线上电平从TTL电平到RS-232电平再返回TTL电平。接收器典型的工作电平在+3～+12V与-3～-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，最远理论距离仅为15米，且不稳定。因此本系统中采用CAN总线驱动器251，将数据信号变为差分信号传输，通过两根信号线（屏蔽双绞线）传输，具有稳定可靠、实时、抗干扰能力强、传输距离远等特点，其直接通信距离最远可达10Km。在隐性状态下，CAN-H 与 CAN-L 的输入差分电压为 0V（最大不超过 0.5V），共 模输入电压为 2.5V。在显性状态下，CAN-H与 CAN-L 的输入差分电压为 2V（最小不小于 0.9V）。
2.计算机主机和音响设备。采用市场通用工控机及音响设备。
2.2 系统软件设计
本系统从功能结构上比较单一，主要目标是获取开关量状态，提供有声的反馈，软件的运行流程如图3所示。
三、系统主要特点
1.系统可全天候、不间断工作，随时提供提示信息，极大地方便行车控制人员的工作。2.系统整机可靠性较强，具有抗干扰和防死机措施。
四、结束语
行车控制设备语音提示系统，是保障安全行车、及时提供有效反馈信息，具有提醒工作人员注意的功能。本系统的投入运用，会产生长远的经济效益和社会效益，对铁路安全行车的意义主要有：1.能够明确提醒值班人员按下了那些按钮，有效的反馈，便于值班人员及时对操作做出后续的控制台操作。2.可以及时使值班人员发现错排进路的情况，及时取消，提高安全控制能力。
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