地铁全自动联动广播实现方法研究

李 海 彭 慧 吴永文

（广州市地下铁道总公司，510000，广州∥第一作者，工程师）

地铁全自动联动广播实现方法研究

李 海 彭 慧 吴永文

（广州市地下铁道总公司，510000，广州∥第一作者，工程师）

地铁为了适应高峰客流，其交路调整和变化非常频繁，因此其广播系统对提高服务质量尤为重要。通过分析车站对广播的实际功能需求和设备的现状，对多专业全自动联动的车站广播的实现方法进行研究。地铁全自动联动广播将大大提高车站广播系统的自动化水平，提高地铁的服务质量，减轻车站操作人员的工作压力。

地铁车站；自动广播；多专业联动

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

列车运行的不同路径，称之为交路。在不同时段改变地铁的终点站，调短运行路径或者改变运行路径，可以提高地铁线路在某个特定时段或者路径的运载效能。目前，广州地铁2号线、3号线、3号线北延段及南京地铁2号线等线路均通过在I字型线路运行长短线、人字型线路运行长短线和Y字型路径混跑的形式来提高运能。

列车运行交路随时变化，导致车站人员工作压力巨大。他们除了要做好日常的列车安全监控外，还要专门安排人员时刻通过公共广播（PA）系统提醒乘客列车的开行方向和目的地。由于广州地铁6号线目前仍处于开通初期，各种公交接驳还在不断完善，客流也将逐步增长，因此实施和完善一套适应多变交路、能根据列车目的地码自动触发、且播放列车终到站信息的车站自动广播系统十分必要。

1　车站全自动广播的实现

1.1日常功能需求及人工分析

1.1.1车站日常PA的功能需求

经过多年的运营经验积累，技术人员对多交路情形下的车站PA的需求日益完善和明晰，总结如表1所示。

表1　车站的日常广播需求

1.1.2人工操作分析

自动广播的改造旨在使用程序模拟车站人工操作。在旧的线路车站，使用PA后备盘对PA进行日常操作，因此需要对其操作的方式进行详细分析，以便自动广播程序可以模拟人进行各种情形下的操作。PA后备盘操作界面如图1所示，操作方法如表1所示。

图1　广州地铁3号线PA后备操作盘

旧有线路车站使用后备盘，在人工介入的情况下，完全可以实现表1中的需求。

表2　车站对后备盘的操作方法

1.2功能设计

1.2.1按区域关闭播音

传统广播系统只能根据不同音源来播放广播。目前的音源有以下几种：①外界输入的音源（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话筒输入的音源；③预录制语音（包括PA）。

传统的PA设计无法在预录制语音情形下对“区域”进行选择性的自由开关，而只能通过关闭预录制语音来取消该音源占用的区域，取消该区域的播音。此种情形可能导致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区域组内的某个区域插播一条预录制语音，必须将正在播音的区域全部退出，而后再根据情形重新布置和选择区域。

因此，如果PA是根据音源来关闭广播的，日常操作过程中可能导致正在广播的区域突然中断后切换的情况。这样，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PA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被关闭，从而会产生突然中断后切换的情形。

但对于不同类型的音源（预录制和外部输入音源），PA可以进行编组广播。这种情况下，只对该区域产生语音切换的情形，对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的广播，不会产生中断情况。这也是所谓的“并行广播”。并行广播是符合用户需求的，但是要求不同类型的音源，因此存在制约。

针对此情况，设计了一种新的PA架构，如图2所示。依靠一台计算机做为接口服务器，向下控制PA系统，向上承担与综合监控系统的通信，音源是依靠存在接口服务器的硬盘里。由于功放需要轮流分担工作，所以中间有个功放控制模块，用来调用和开启功放控制区。

图2　按区域关闭播音的广播系统

接口服务器运行接口软件。接口软件负责实现对不同音频口的管理使用，进而实现在硬件上通过不同的音频口播放不同的音源，广播就可以实现不同区域播放不同或相同音源。

1.2.2优先级的处理

根据车站需求，车站值班员在站台播放预录制语音或背景音乐时，要保证自动广播的播放，因此列车到站后，背景音乐和预录制语音会被自动广播打断。然而，如果定义预录制语音的优先级低于自动广播，则会发生车站播放部分紧急预录制广播时却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，车站日常使用的预录制语音划分到预录制语音B区域。对于某些需要打断自动广播的预录制语音，优先级要比自动广播高；而对于那些需要被自动广播打断的预录制语音，其优先级别应比自动广播低。因此，需要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，以满足用户需求（见图3）。

针对操作员优先级的加入，可以采用嵌套式优先级设计，并将预录制广播优先级划分为五级，实现不同类型的预录制广播赋予不同的优先级；同样的广播内容可分化为两条不同的调用ID，对ID赋予不同的优先级，以满足各种情形下的需求，满足复杂多变的车站广播需求。

图3　操作员优先级设置及对预录制语音优先级进行分化处理

1.2.3复杂换乘站台的处理

对于侧式站台，上下行播音互相不干扰。对于岛式站台，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；特别是两列车差不多同时进站时，更存在干扰。因此，需要根据信号倒计时长和广播的时长进行计算，如果会产生干扰，则表示两列车差不多同时到达，此时可调用另一条特别的广播在上下行两个广播分区同时播放，来达到提醒乘客的目的。

干扰计算可以由广播专业完成并固化在其系统内部。由于综合监控或者信号系统需要在发送广播调用指令的同时向广播系统传送倒计时信息，以便广播专业判断，故也可以由综合监控完成，但广播系统需要向综合监控反馈广播条目的播放时长信息。

2　全自动联动广播设计

2.1综合监控与信号全自动联动［8］实现多交路进站自动广播

列车目的地不是随意定的，小交路的列车目的地必须是建有折返线，且折返能力强的车站。地铁线路的折返线早在线路设计时就已固定，一般一条地铁线路设计4～6个折返点，因此，组织小交路运行的列车目的地的数量非常有限。方案考虑固化6个以内的目的地，实现多变交路的列车进站全自动广播，如表3。

表3　广播ID、广播词和目的地对应表

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。广播内容固化了目的地，并编以索引性质的ID。以目的地码作为调用广播的识别码，建立站台编码、目的地码及广播ID三者之间的关联（见图4），实现全自动联动广播。

图4　目的地码、广播的站台编码、广播ID之间的关联

穷举法列出目的地码与站台编码及广播条目之间的对应关系表，并为未来线路预留1～2个大小交路的目的地。当接收到信号系统（SIG）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将站台信息发至综合监控，由综合监控转发到乘客信息系统（Passenger Information Display System，PIDS），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以及距离下一站倒数时间（见图5）。倒数时间应以秒为单位。

图5　站台信息报文交互格式

列车进站广播可以由SIG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来调用对应表3内的联动广播ID的广播条目，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。

2.2屏蔽门开关门信号触发开门自动广播

屏蔽门收到SIG发送的开门信号后，打开屏蔽门，同时将屏蔽门开门信号转发给综合监控；综合监控接收到屏蔽门开门信号后触发广播。车务部门考虑到列车停站时间短，将欢迎词和下一列车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，需要屏蔽门专业提供整列门的开关门信号，并在非整列门故障的情况下，同样发送开门信号。

屏蔽门触发可以实现列车到站后的自动广播，稳定性强；缺点是无法识别交路变化而进行提前播音。

2.3提供灵活的辅助功能

·提供PA预录制信息编辑和搜索功能。

·提供广播条目分类功能。车站广播条目众多，达到300多条，并预留600条的存储空间，因此需对广播条目分类，以满足车站对广播分组分类的需求。

·综合监控界面添加显示自动广播状态的信息，并设置取消自动广播按钮。当自动广播触发源故障时，可在综合监控界面上使用人工介入的播放方式，满足车站人员对日常广播（包括自动广播内容）的需求。

3　工期计划

改造实施不同于新线工程建设。改造实施要充分征求运营使用单位的需求，并由运营技术部门参与进行需求分析。需求确定后，由地铁技术部门以及商务部门联合向软件开发商进行询价；得到报价后由商务部门与软件开发商进行商务谈判，并对改造费用进行合同变更或者走新项目立项流程。商务部分确定后就可以进行软件开发工作了。软件开发商要与接口专业做好软件接口协议的修订和审核签字工作。考虑到改造工作对地铁运营的影响，应注重软件上线前的内部模拟测试及线下模拟测试，软件开发商和地铁运营技术部门均要参与测试过程。线下测试完成后，可利用夜间非运营时间进行线上的单体测试，之后与各专业在联调方案的指引下进行系统联调。联调问题整改完成后，各专业可以约定同一时刻进行软件升级作业，然后新软件上线正式投入运行。车站自动广播改造实施的具体计划见表4。

表4　车站自动广播改造实施计划

4　结语

车站全自动联动广播涉及信号、综合监控、广播、屏蔽门等4大专业，只有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复杂，加之地铁交路的多变性，使得自动广播的实现非常困难。而通过分析地铁的实际运营情况，对车站交路的目的地数目进行预测，尽最大可能减少和固定目的地的数目，并利用目的地码来调用固定的广播条目的改造实施起来相对就简易得多，目前的技术水平条件下亦容易实现。随着技术的进步，将目的地站点作为变量，车站自动广播根据列车的目的地ID、列车的上下行ID的变化而改变（即车站广播根据交路变化自动播音）将成为可能。

［1］ 曾进豪.DG6型地铁列车自动广播系统［J］.电声技术，2001，12（198）：24.

［2］ 葛鑫，蔡金，徐俊杰，等.城市轨道交通综合监控系统联动功能的设计与实现［J］.城市轨道交通研究，2012（9）：122.

［3］ 何江，魏巍.广州地铁二号线大小交路研究［J］.现代城市轨道交通，2013（5）：71.

［4］ 区卓峰.广州地铁5号线列车自动报站广播的实现与改进［J］.城市轨道交通研究，2012（7）：83.

［5］ 卢锦生，杨普杰，梁强升.广州地铁三号线Y字型线路运营交路实施研究［J］.科技创新导报，2008（29）：14.

［6］ 王军.南京地铁1号线“人”字形运营模式研究［J］.现代交通技术，2012（5）：83.

［7］ 李红艳，范军晖.上海轨道交通9号线大小交路运行模式研究［J］.城市轨道交通研究，2012（1）：84.

［8］ 李海，刘盛豪.地铁隧道火灾联动功能联调方法探讨［J］.城市轨道交通研究，2010（7）：43.

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）