轨道交通列车进站自动触发广播播报系统研究

摘 要：因轨道交通广播系统与信号系统、以及其他系统的接口众多且协议复杂，往往导致自动广播系统的工作不太稳定，会因系统无法识别正确信号而导致广播系统不播放任何广播信息或延迟播放的情况出现，从而使列车进站时机与广播播报时机不相匹配。课题组针对这一现状，结合国内现有检测技术，与沈阳地铁展开联合攻关，为列车进站时机与广播播报时机的匹配提供解决方案。

关键词：广播系统；列车进站；广播播报

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.148

1 引言

地鐵广播系统是地铁通信系统中的一个专用子系统，在地铁行车组织、客运服务、防灾救险、设备维护等方面，都具有十分重要的作用。

轨道交通地面广播，一是可对乘客进行广播，通知列车到站和离站信息，或播放音乐以改善候车环境，或在发生意外情况时疏导乘客，广播播音的范围主要是站厅和站台区；二是可对工作人员进行广播，其播音范围为办公区域、站台、站厅、隧道及车辆段、停车场，以便及时发布与行车有关的信息，使工作人员协同配合工作。地面广播可由控制中心广播台或车站值班员发出。

轨道交通车载广播，是为乘客发布到站信息及播放一些背景音乐，同时在紧急情况下可向乘客播放信息。

2 轨道交通列车进站自动触发广播播报的实现

轨道交通列车进站自动触发广播播报的实现，一般有两种：

2.1 信号系统触发

广播系统从信号系统获取行车信息，进行列车到站自动广播。信号系统发送的行车信息有：起始站代码、下一站代码、终点站代码、距下一站台距离代码、开门侧代码等等[1]。这些信息使得广播系统可以向站台上的乘客发布列车接近、列车发车和列车跳站等信息。

2.2 轨行区间传感器信号触发

在隧道内和车站头端墙上安装传感设备，并在隧道内、车站设备房、车控室铺设通讯电缆，使用安装在轨行区的传感器准确定位列车位置，发送相应的进站广播音频信号或到站广播音频信号到车站广播控制终端，由该广播控制终端来控制本站广播系统后台控制单元，该控制单元将控制信号及音频信号转发给本系统的音频汇接等模块工作，最后通过各个广播区的功率放大器进行预告广播[2]。

3 沈阳地铁广播系统存在问题分析

沈阳地铁广播系统有多种播放方式，有语音广播、线路广播及话筒等。也可使用接收ATS信号，以车速与距离计算所得的触发信息进行站台广播。现在车站广播系统的工作模式为线路播放，由事先存储好的音源根据软件设置进行控制播放。既有线路虽可以实现由ATS信息触发，但由于广播设备在接收ATS信号10s后响应播放，在响应时间内，再次接收到ATS的触发信号，会因系统无法识别正确信号而导致广播系统不播放任何广播信息或延迟播放的情况出现。

4 列车进站自动触发广播播报系统的总体设计

因广播系统、信号系统、以及其他系统的接口众多且协议复杂，列车进站时机与广播播报时机的匹配，拟采用轨行区间传感信号自动触发方式来进行设计实现。为了不改变原有广播系统整体架构，以广播控制盒的外置音频端口为切入点，以设计实现自动触发方式的音频文件为突破口，来进行本系统的总体设计。

4.1 列车位置检测技术

随着轨道交通通信信号技术的不断发展，轨道交通列车位置的检测技术手段形式多样，如轨道电路（定位精度很低）、计轴系统（定位精度很低）、卫星定位系统（适合用于地面）、查询应答系统（不是实时定位）、传感器（可以实时检测）等等，而在这些检测技术手段中，光电检测方法在运行环境、检测精度、响应时间、是否接触等各项性能的比较中，都具有压倒性优势。

光电传感器分为槽型光电传感器、对射型光电传感器、反光板型光电开关、扩散反射型光电开关四种[3]。因槽型光电传感器检测距离短、对射型光电传感器安装要求高、反光板型光电开关需加装反光板等因素，综合比较下，本系统采用反射型光电开关作为列车位置的检测手段。

4.2 列车位置检测信号采集处理

在轨道交通正线区间上运行的列车车辆，所处环境皆为阴暗潮湿的地下隧道里（没有光线），每逢夜间检修时段，会有信号、供电、工务等各个专业的检修维护人员在地下隧道里进行作业，那么当这些维修作业人员无意经过时，或者当特种车辆（如平板车等）经过时，传感器都会检测到信号进行电信号的即时输出，这样，安装在隧道壁上的传感器将无法辨别，究竟是哪个物体对其进行了遮挡，进而触发错误的列车到站广播播报。因为正常运行的列车、检修维护人员、特种车辆运行对传感器来讲，作用都是等效的。

因此，针对以上问题，由控制器对传来的列车位置检测信号（即传感器信号）进行采集处理时，由控制器进行编程处理来设计实现，即当只有在三个传感器同时都被物体遮挡时，控制器才将编程处理信号输出到广播系统的专用计算机上，进而来触发列车进站自动广播。

4.3 音频输出软件开发设计

应用Visual Studio软件开发基于C#的音频输出软件，数据库选用SQlite，安装在现有广播系统专用计算机上，通过接收控制器输出信号，来进行音频文件（MP3格式）的自动触发，再通过广播控制盒的外置音频端口，将音频文件输出到站台、站厅等区域。

4.4 列车进站自动触发广播播报系统的总体设计

本系统的实物搭建，切实利用现有教学条件，PLC实训室等，设计开发控制模块，以及基于C#的音频输出软件（数据库选用SQlite），来研制列车进站自动触发广播播报系统样机的搭建，经测试验证的安全认证后，不但可以实际应用到城市轨道交通号中心和客运中心生产一线的日常工作中，而且还可以应用到学校专业理论课程教学以及实训课程教学中去，以达到产学研用一体化的校企协同育人效益。其设计思路的总体架构如图1所示。

5 结语与展望

本系统的研制不但具有自动触发的优势，而且系统造价、系统使用、系统维护等方面，都具有一定的优势。随着新技术的逐渐推广及运用，未来自动广播的实现方式将朝着更加多元化的趋势发展。

参考文献：

[1]周晓明.长沙市轨道交通1号线列车自动广播的功能及实现[J].电力机车与城轨车辆，2016，39（05）：17-19.

[2]沈娟娟.轨道交通自动广播系统研究[J].电子技术与软件工程，2013（21）：37-38.

[3]杜文锋.光电传感器在自动控制中的应用分析[J].中国设备工程，2017（18）：130-131

辽宁省交通高等专科学校2018年度校级一般科研项目，项目名称：《轨道交通列车进站自动触发广播播报系统研究》，项目编号lnccybky201818

作者简介：赵明国（1987-），男，辽宁人，研究生，讲师，从事城市轨道交通控制研究。