浅谈城市轨道交通交路运营中自动广播的实现

彭 慧

城市轨道交通的不同时段、站点、路线客流非常不均衡，为此根据不同时刻改变列车的终点站，调整运行路径，可以大大提高某个特定时段或路径的运载效能。常用的有I字型长短线运行和Y字型路径混跑2种形式，目前广州2号线、3号线、3号线北延段、南京2号线等均采用这种方式提高运力。列车运行的不同路径称为交路。图1为包括了几种交路和目的地的Y字型线路。

图1 Y字型线路的几种交路和目的地举例

列车运行的交路动态变化，使车站工作人员的工作量大增，除了要进行日常的列车安全监控外，还要引导乘客乘坐列车，要及时提醒乘客列车的开行方向和目的地。传统的通知方式是人工广播，不仅消耗大量的人力，而且效率低，特别是对于不是经常乘坐该线路的乘客，很难弄清列车的运行情况。因此需要一套适应多变交路的车站自动广播系统，根据列车目的地码自动触发播放列车的终到站信息。

1 功能需求

多交路情形下的车站广播需求如表1所示。

自动广播需要车站广播能根据列车目的地码自动触发，且播放列车终到站信息，触发时间可调节。

自动广播就是使用程序模拟车站人工操作，将人的感官触发转为系统控制指令的下发。通常旧的线路车站使用广播后备盘，可以人工来实现表1的各项需求。表2为车站对后备盘的操作方法表，包括播放每一种广播的详细步骤。操作界面如图2所示。自动广播程序应根据这些操作方式，来模拟人工操作。

表1 车站的日常广播需求

图2 3号线PA后备操作盘

表2 车站对后备盘的操作方法表

2 功能设计

2．1 广播系统按区域关闭播音

广播系统音源种类：①外部音源，也就是车站使用视窗操作系统Windows平台下的音乐播放软件放出来的音源；②麦克风输入的音源；③预录制语音 （包括自动广播）。

既有广播系统只能根据不同音源来播放，无法在预录制语音情形下对 “区域”进行选择，只能根据音源的关闭来取消所占用的区域，进而取消该区域的播音，因此被当下音源占用的区域，无法自由释放给第二条预录制语音段使用。如果需要在已经播音的某个区域插播一条预录制语音，必须将正在播放的区域全部 “退出”，重新布置和选择区域。

广播设备是根据音源来关闭广播的，日常操作过程中可能有正在广播的区域突然中断后切换的情况。对于不同类型的音源 （预录制和外部输入音源），广播可以进行编组广播。只对该区域产生语音切换，正在使用预录制播音音源的区域，没有被外部线路音源选择的区域广播，不会产生中断，这就是 “并行广播”。如果由综合监控来替代人工，无论任何区域被选择，当需要停止广播时，综合监控向广播设备发送的广播区域应全设定为0，关闭任意一个广播区域时，全部的广播区域均会关闭，产生突然中断后切换的情形。

针对上述情形，设计一种新的广播架构，如图3所示，一台计算机做为接口服务器，向下控制广播设备，向上与综合监控系统通信。接口服务器运行接口软件，接口软件负责音频口的管理使用，通过不同音频口播放不同的音源；音源不再是简单的存储芯片，而是存在接口服务器的硬盘里；由于功放需要轮流分担工作，中间有个控制模块用来控制调用启动功放，这样就可以实现不同区域、不同或相同音源的播放。

2．2 优先级的处理

车站值班员在站台播放预录制语音或者背景音乐时，要保证自动广播的播放。列车到站后，背景音乐和预录制语音会被自动广播打断，同时需要使用部分预录制语音或者背景音乐进行播音，如果定义预录制语音的优先级低于自动广播，会产生车站需要播放紧急预录制广播时被自动广播打断的情形，因此建议将紧急的预录制语音划分到预录制语音A区域，日常车站使用的预录制语音划分到预录制语音B区域，某些预录制语音是需要打断自动广播的，优先级要比自动广播高；而自动广播需要打断某些预录制语音，这部分预录制语音的优先级比自动广播低。因此，在自动广播的上下两侧均定义一部分的预录制语音，对预录制语音进行分化处理，满足用户需求。操作员优先级设置及对预录制语音优先级划分处理如表3所示。

图3 按区域关闭播音的广播系统

表3 操作员优先级设置及对预录制语音优先级划分处理

操作员优先级可以采用嵌套式优先级设计，将预录制广播优先级分为5级，实现不同类型的预录制广播赋予不同的优先级。同样，广播内容也分为2条调用ID，赋予不同的优先级，满足复杂多变的车站广播需求。

2．3 复杂换乘站台的处理

图4 岛式站台

对于侧式站台，上下行互相不干扰，但对于岛式站台 （如图4），由于区域比较狭小，上下行独立播音可能存在互相干扰问题，特别是当两列车差不多同时进站时，干扰尤为明显。这时就需要根据信号倒计时时长和广播时长进行计算，然后调用一条特别广播在上下行2个广播分区同时播放，来达到提醒乘客的目的。

信号倒计时时长和广播时长的计算，可以由广播设备完成并固化在系统内部；综合监控或者信号需要在发送广播调用指令的同时，向广播专业传送倒计时信息，以便广播设备自行判断；也可以由综合监控完成，但需要广播设备向综合监控反馈广播语音的播放时长信息。

3 自动联动设计

3．1 综合监控与信号全自动联动

小交路的列车目的地必须考虑建设有折返线，且折返能力强的车站作为目的地。一条线路的折返线早在线路设计时已经固定，因此组织小交路运行的列车目的地非常有限，一条地铁线路通常设计4～6个折返点。这里考虑目的地数量6个的多变交路列车进站自动广播。站台编码确定了列车的开行方向，目的地编码确定了列车的目的地，此目的地可能是终点站也可能是小交路时线路上的某个站点。广播内容将目的地固化在广播条目内，目的地码作为调用广播的识别码，建立列车目的地码、广播站台编码和广播ID之间的关联进行自动广播，结构如图5所示。

图5 列车目的地码、广播站台编码、广播ID之间结构

穷举法列出目的地码、站台编码及广播条目之间的对应关系如表4所示，并为未来线路预留1或2个大小交路的目的地。当接收到对应的SIG （信号系统）发来的目的地码和站台编码时，便可以调用对应的广播条目来进行播音。

SIG会将站台信息发给综合监控，由综合监控转发给PIDS（乘客信息系统），用于PIDS的列车倒计时显示，站台信息包含了线路上每一列车的目的地码、列车ID及距离下一站倒数时间，倒数时间应以秒为区分度。如果以分钟为单位，由于列车进站速度降低，会使距离目的地的倒数时间在1和0之间来回跳跃。

表4 站台编码、目的地及广播ID3个数据之间的关联

列车进站广播可以由信号根据设定的倒计时时间产生触发信号，由综合监控根据收到的列车目的地ID来调用广播条目，联动广播播放相应的列车到站广播。综合监控也可以将接收到的列车进站倒计时信息进行逻辑运算，与内部设定的倒计时时刻对比，当列车倒计时到达预定时刻时，综合监控根据列车的目的地ID来调用相应的联动广播ID。站台信息含有下三趟列车目的地码和列车到站时间，信息报文交互格式如图6所示。

图6 含有下三趟列车目的地码和列车到站时间的站台信息报文交互格式

3．2 屏蔽门开关门信号触发开门自动广播

屏蔽门接收发来的开门信号后，打开屏蔽门，同时将开门信号转发给综合监控；综合监控接收屏蔽门的开门信号触发广播，车务部门考虑到列车停站时间短，将欢迎词和发车欢送词合并为一条广播，均在列车开门时刻开始播出。屏蔽门触发广播与屏蔽门开门状态有关，屏蔽门专业需要提供整列门的开关门信号，并在非整列门故障的情形下发送开门信号。屏蔽门触发可以实现列车到站后的自动广播，稳定性强，但是无法识别交路变化，以便提前播音，这是其缺点。

3．3 提供灵活的辅助功能

提供广播预录制信息编辑和搜索功能。由于车站广播条目众多，基本达到300多条，预留600条的存储空间，因此广播条目需要分类，以便满足车站对广播分组分类的需求。综合监控界面也需要添加显示自动广播的状态信息，并设置取消自动广播按钮，以便自动广播触发源故障时，可以在综合监控界面上使用人工介入的播放方式，综合监控级应满足车站人员对日常广播 （包括自动广播内容）的需求。

4 结论

车站自动广播涉及信号、综合监控、广播、屏蔽门四大专业，要求4个专业密切配合，实现无缝链接，才能实现无人为干预情形下的自动化。车站对广播的功能需求也非常复杂，加之地铁交路的多变，实现起来非常困难。因此应分析地铁实际运营情况，对车站交路的目的地数目进行预测，最大可能的减少固定目的地的数目。根据目的地码来调用固定的广播条目的改造相对简易，目前技术水平条件下容易实现。随着技术的进步，可以采用将目的地站点作为变量，根据列车目的地ID、列车上下行ID的变化而填充和变化，实现根据交路变化来播音。

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