基于城轨综合监控系统的定时广播功能研究

2020-07-27张长开李莹张志学

现代城市轨道交通 2020年7期

张长开李莹张志学

摘要：定时广播功能通过将事先编排的广播信息自动定时下发，实现广播信息自动播放，极大减轻城市轨道交通运营人员的工作负担。文章提出一种插件式的定时广播方法，该方法基于综合监控系统，通过定义广播信息模型，针对不同厂商的广播系统通信协议开发相应的模型插件。综合监控系统动态加载模型插件，根据配置的时间将广播控制信息定时发布。

关键词：城市轨道交通;综合监控系统;定时广播

1 背景

公共广播（Public Address，PA）系统在城市轨道交通运营中的主要作用有以下3方面：①为车站常规运行提供服务，利用语音功能实现对普通乘客的提示和告知，具体包含安全提示、公告通知、列车到站、线路换乘等信息;②为站内工作人员提供服务，可利用广播系统发布有关通知，便于运营人员协同配合工作，提高工作效率;③在遇到突发或紧急情况时，可播放应急信息指导乘客采用正确的处置方法和措施。

定时广播功能根据实际需要编排每天的广播自动播放列表，由综合监控系统（ISCS）执行该天的播放列表，这项功能在日常运营中为运营人员、调度人员提供极大方便。由于综合监控系统和广播子系统之间的操作指令为基于过程的程序控制，不同厂商的广播系统控制命令不同，且不同综合监控系统调度员有不同的操作习惯，随时可能更改或增减某些功能，因此需要一种灵活加载的方式来实现这一功能，以防由于参数的增加或修改而导致需要重新编译整个控制层的程序，进而影响系统的正常运行。

基于该问题，本文提出一种插件式的定时广播方法。该方法通过定义广播信息模型，针对不同厂商的广播系统通信协议开发相应的模型插件。综合监控系统在运行时通过动态加载模型插件，根据配置的时间将广播控制信息定时发布，实现定时广播的功能。

2 综合监控系统和广播系统接口

城市轨道交通综合监控系统的主要特点是“综合”，即利用通信的方式将各系统接入综合监控系统平台，接入方式主要分为集成和互联2大类。集成是指综合监控系统取代子系统的监控层，数据采集、监视、控制、人机界面展示均通过综合监控系统来完成;互联是指综合监控系统与各子系统之间存在数据交换，各子系统相对独立，能脱离综合监控系统独立运行，综合监控系统提供人机界面实现子系统信息的数据监视和控制功能，子系统的数据处理具有独立的传输网络。

综合监控系统与广播系统互联，主要接收广播系统的设备运行状态和告警信息，同时综合监控系统提供人机界面进行统一的调度管理工作，必要时实现乘客信息子系统、闭路电视子系统等多系统的联动功能。广播系统一般包括中心级广播系统和车站级广播系统，车站级广播系统作为一个独立的区域广播。

综合监控系统分别在控制中心和车站与广播系统进行通信，中心级综合监控系统和中心级广播系统通信，可实现对各车站广播系统运行状态的监视，利用中心级广播系统实现同时对多个车站进行乘客广播的功能。车站级综合监控系统和车站级广播系统通信，实现对车站广播设备的运行状态监视，同时控制本站的广播系统。控制中心综合监控系统和广播系统的接口方式如图 1所示。

综合监控系统与广播系统采用的是标准的网络ModBus通信协议。综合监控系统提供图形人机界面以实现各广播功能并下发控制指令到广播系统，包括预录制广播和文本语音（Text To Speech，TTS）、车站监听广播命令。中心级综合监控系统下发的控制命令传送到中心级广播系统，由中心级广播系统下发到各指定车站广播系统执行，同时接收广播系统上送的设备运行状态。中心级广播系统则接收中心级综合监控系统的控制指令实现广播功能，同时向中心级综合监控系统上送广播设备的运行状态。车站综合监控系统系统下发的控制命令传送到车站的广播系统，同时接收车站广播系统上送的各区的广播状态。车站广播系统则接收车站综合监控系统的控制指令实现广播功能，同时向车站综合监控系统上送各个区域的广播状态信息。

3 定时广播发布模型

广播系统的功能包括预录制语音广播、背景音乐广播、话筒广播、线路监听等。其中，预录制语音广播是广播系统预先编制好语音文件并设置相应的ID，综合监控系统通过发送ID来调用相对应的语音文件进行广播;背景音乐广播指在常规的空闲时段播放一些柔和的背景音乐，改善站内候车环境;话筒广播是通过话筒直接广播工作人员的语音，一般用来发布寻物启事等事项;线路监听指通过综合监控系统监听选中区域正在广播的内容。

由于不同厂商的通信协议不同，且不同城市的综合监控调度员有不同的操作习惯，因此本文提出了一种定时广播发布模型，如图2所示。

定时广播数据模型包括广播类型、预录制语音ID、循环次数、优先級、发布区域、发布文本、定时时间等，具体如下。

（1）广播类型（数据类型为int型）参数的范围包括预录制语音广播、TTS文字广播，广播类型是该模型的基本参数，根据广播类型可确定本插件所需要的所有参数。

（2）预录制语音ID（数据类型为int型）参数的范围是事先做好的预录制语音ID，综合监控系统向广播系统发送预录制语音ID，广播系统播放该ID对应的预录制语音内容。

（3）循环次数（数据类型为int型）表示本次定时广播需要循环播放的次数，通常情况下循环次数默认为1。

（4）优先级（数据类型为int型）表示当前广播信息的优先级。广播系统将根据接收的优先级决定是否播放该条广播信息。

（5）发布区域（数据类型为string型）表示预先选中的发布区域。由于发布区域较多，尤其是控制中心集中了所有车站的发布区域，用整数不能满足区域选择的要求。

（6）发布文本（数据类型为string型）表示当广播类型为TTS文字类型时所对应的广播内容。

（7）开始时间（数据类型为int型）表示每天开始播放的时间。

（8）结束时间（数据类型为int型）表示每天结束播放的时间。

（9）发送间隔（数据类型为int型）表示2条定时播放信息之间的时间间隔。

（10）定时类型（数据类型为int型）表示所编辑广播信息的定时类型，一般分为每天、工作日、周末、特殊日。

（11）起始地址（数据类型为int型）表示当前控制命令的起始寄存器地址。

（12）终止地址（数据类型为int型）表示当前控制命令的结束寄存器地址。

（13）通信协议类型（数据类型为string型）表示当前广播系统对应的通信协议类型，综合监控系统将根据该参数动态调用对应的定时广播协议插件。

综合监控系统在获取不同广播厂商的通信协议时，只要开发相对应的定时发布功能插件。插件基于上述模型，根据通信协议的实际内容获取相应的数据，将数据组织成一条符合对应广播系统控制要求的命令即可。综合监控系统会根据系统的参数配置来动态调用相应的插件完成定时命令的发布。

4 定时广播发布功能流程

综合监控系统的图形浏览工具提供定时广播发布功能的编辑画面，方便操作人员完成定时广播信息的编辑。操作人员通过图形浏览工具完成定时广播信息编辑之后，图形浏览工具会自动将操作人员编辑的信息保存到綜合监控系统的实时库中，供定时广播发布模块调用。

定时广播发布功能的流程如图3所示。定时广播发布模块在初始化时会根据配置的定时广播发布信息中的通信协议类型参数，识别要采用的广播通信协议，然后到系统的插件库中动态加载相应的程序插件，同时获取定时广播发布信息中的定时时间字段信息，根据定时时间和时间间隔以及定时类型，计算出下一次定时广播发布的时间并进行记录。然后定时广播发布模块开始进行周期性的轮询，将下一次定时广播时间与当前时间进行对比。当下一次定时广播时间到达时，综合监控系统利用动态加载的插件将定时广播发布信息的内容解析成相应广播系统能够识别的数据，包括通信协议的起始地址和终止地址、广播类型，根据广播类型确定是预录制语音还是TTS文字，并在广播类型的基础上获取其他参数。在获取完其他参数后，插件程序将这些数据按照协议的要求组织成一条符合广播系统要求的控制命令，而后综合监控系统将这条命令发送至对应的广播系统。发布完成之后，综合监控系统会计算出下一次定时广播发布的时间，然后依次循环。

综合监控系统提供的图形浏览工具支持在线对广播定时信息的数据进行修改，修改内容能够及时生效，在后续的定时发布过程中，综合监控系统会根据修改后的内容进行定时广播发布。

5 实际工程应用

该功能已实际应用于某市的地铁综合监控系统中，综合监控系统图形浏览工具上的定时广播系统编辑控件如图4所示。

在实际使用时，操作人员按照常规的广播控制流程进行操作，选择广播区域和广播类型，填写循环次数，输入起始日期、起始时间、结束日期、结束时间。如果选择预录信息则在信息内容编辑栏选择预录信息，如果选择TTS报文方式则在信息内容编辑栏TTS页输入TTS文字，然后点击“新增”按钮即可完成一条定时广播信息发布记录的生成。记录生成后可选中该记录进行编辑，编辑完定时发布信息后，浏览工具会将编辑的信息更新到综合监控系统对应的实时库中，综合监控定时广播发布模块就会定时读取这些信息，然后根据配置的参数判断是否需要进行广播信息发布。对于定时广播信息删除的操作，选中某条定时广播发布信息记录之后，点击删除按钮即可完成。

6 结语

定时广播发布功能能够将事先编排的广播信息自动定时下发，实现广播信息的自动播放，极大减轻运营人员的工作负担。本文设计了一种定时广播发布模型，增加定时广播发布功能的通用性，可适用于不同的广播系统，同时根据不同广播系统编写不同的插件增加系统的灵活性，且系统采用动态加载程序插件的方式，可在不改变其他模块的前提下方便地增加或者修改一些功能。

参考文献

[1]李海，彭慧，吴永文. 地铁全自动联动广播实现方法研究[J].城市轨道交通研究，2015（7）：138-141.

[2]王凯杰. 城市轨道交通综合监控系统的设计思路[J].现代城市轨道交通，2011（1）：29-31.

[3]马桂财，许桂红. 城轨交通列车乘客信息显示系统报站广播控制逻辑研究[J].铁路技术创新，2016（6）：84-86.

[4]刘晓旷，范二鹏. 广播系统与综合监控系统接口分析[J].电气化铁道，2013（1）：46-50.

[5]张慎明，王军.新一代综合监控系统若干问题的研究和探讨[J].现代城市轨道交通，2010（1）：18-21.

[6]魏晓东. 城市轨道交通自动化系统与技术[M].北京：电子工业出版社，2004.

[7]李钢. 城市轨道交通综合监控系统的现状和发展[J].现代城市轨道交通，2012（2）：18-20.

[8]温玉敏，戴孙放.综合监控系统在城市轨道交通工程中的应用[J].城市轨道交通研究，2010（9）：1-4.

[9]白伟军. 基于地铁通信公共广播系统的自动广播的实现研究[J].数字通信世界，2019（5）：70.

[10] 魏晓东. 地铁综合监控系统建设关键问题分析[J].现代城市轨道交通，2009（6）：34-37.

[11] 张志学，刘佩，张长开，等. 城市轨道交通综合监控人机交互系统技术要点[J].城市轨道交通研究，2019（11）：108-112.