旅客服務集成管理平臺遠程語音模塊的研究與實現(xiàn)

詹 璇，呂曉軍，劉衛(wèi)平，馮文學

（中國鐵道科學研究院 電子計算技術研究所，北京 100081）

鐵路客運車站旅客服務集成管理平臺采用在鐵路局大集中的運行模式，在鐵路局設置旅客服務集成平臺實現(xiàn)了鐵路局對管轄車站、大站對小站的集中管控。在這種模式下，各代管車站無需管理人員參與，大大地提高了業(yè)務自動化水平，達到了減員增效的目的。

在運營過程中，常常會遇到春運、暑運等大客流的情況，容易導致車站候車室、出站口、檢票口、站臺等區(qū)域的秩序混亂，工作人員通過監(jiān)控數(shù)字信息顯示（DID）電視墻觀察到異常情況發(fā)生時，利用遠程廣播可以直接對車站異常區(qū)域進行人工廣播和人流疏導，提高了管理效率，減少了人工作業(yè)量。

此外，列車的到達信息從TDMS 獲取，有時會存在幾分鐘的誤差。為了避免此種誤差，就需要鐵路局綜控人員進行手動操作，并與車站工作人員保持密切聯(lián)系。目前鐵路局綜控人員與各代管站工作人員之間尚無合理的通訊方式，為了解決此問題，在旅客服務集成管理平臺中使用遠程語音模塊功能，為實現(xiàn)集中管控模式提供了全面支持，同時在有突發(fā)情況發(fā)生時，提高了管理效率，減少了人工作業(yè)量。

1 遠程語音模塊的總體架構

旅客服務集成管理平臺中遠程語音模塊由兩部分組成：遠程廣播與遠程對講系統(tǒng)。其系統(tǒng)總體架構圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構圖

系統(tǒng)分為鐵路局、管控車站兩級結構，主要數(shù)據與功能（即核心功能）集中在鐵路局一級。在鐵路局使用遠程廣播可以用話筒對管控車站的作業(yè)區(qū)域人工廣播，在鐵路局存放有各個管控站的廣播信息，主要數(shù)據包括管控站的廣播接口機地址、廣播分區(qū)、信源、聲卡等配置信息。在鐵路局用遠程對講，可以與管控車站進行遠程講話，在鐵路局維護各個站的調度臺配置、對講組配置等信息。

按照系統(tǒng)總體結構的設計，為了實現(xiàn)遠程廣播，在鐵路局分別部署數(shù)據庫服務器、應用服務器，在各個管控站放置廣播接口機，用于控制鐵路局與各個管控站的廣播設備之間的數(shù)據交換。在遠程對講系統(tǒng)中，鐵路局部署調度臺、錄音服務器、對講麥克風，在管控車站放置有對講服務器、車載臺、對講機。對講服務器通過Socket方式接收鐵路局遠程對講客戶發(fā)送來的音頻流，車載臺帶有天線，負責連接對講機頻道和對講服務器之間的通信。

2 遠程語音模塊的功能設計

2.1 遠程廣播的功能設計

鐵路局操作臺在選擇了管控車站后，使用話筒對管控站進行人工廣播，控制信號通過網絡傳送至管控站的廣播接口機上，廣播接口機是鐵路局客戶端與廣播設備之間通信的橋梁，通過串口與信源矩陣連接，在接收到控制信號后，廣播接口機打開廣播分區(qū)，將音源信號輸送到該分區(qū)上，通過功率放大器的音源放大作用，聲音播放到廣播區(qū)上。其功能原理如圖2所示。

圖2 遠程廣播的功能原理

2.2 遠程對講的功能設計

遠程對講系統(tǒng)包括調度臺配置、對講組配置、單呼、群呼、錄音查詢、錄音回放等功能。其功能結構圖如圖3所示。鐵路局在選擇了要呼叫的管控車站后，就與車站用戶建立了通信，這時可以聽到所選用戶對講機群的通話內容，車站也可以搶占話語權與鐵路局進行下行通話，這時控制信號通過網絡傳送至管控站的對講服務器上，對講服務器是鐵路局客戶端與車載電臺之間通信的橋梁，通過串口與車載電臺連接，在接收到控制信號后，對講服務器控制電臺向對講機發(fā)射音頻信號，此時管控車站的對講機就能接收到鐵路局的音頻信號。

圖3 遠程對講功能結構圖

（1）鐵路局對某管控車站工作頻道發(fā)起遠程對講，進行事件通知，管控車站可直接答復。（2）鐵路局對多個管控車站工作頻道發(fā)起遠程對講，進行事件通知，管控車站可直接答復，答復時各管控車站都可以聽到。（3）鐵路局對全體管控車站工作頻道發(fā)起遠程對講，進行事件通知，管控車站可直接答復，答復時所有管控車站都可以聽到，同時實現(xiàn)了所有管控車站工作頻道的互通。（4）管控車站專用頻道向鐵路局發(fā)起遠程對講，鐵路局可直接答復。（5）管控車站專用頻道向鐵路局發(fā)起遠程對講，但鐵路局正在通話中，此時系統(tǒng)自動記錄呼叫行為，并提醒鐵路局回呼。（6）鐵路局操作臺實時記錄與管控車站對講的全部聲音錄音。（7）鐵路局操作臺實時顯示各管控車站控制器的通信狀態(tài)。

3 遠程語音模塊實現(xiàn)的關鍵技術

3.1 遠程廣播的關鍵技術

廣播接口機是客戶端與硬件之間溝通的橋梁。鐵路局客戶端在發(fā)出人工廣播命令后，通過Socket方式將信源與要打開的廣播區(qū)組合成數(shù)據包發(fā)送給廣播接口機，廣播接口機在接收到數(shù)據包后，解析數(shù)據包中的內容，然后開始控制廣播設備，執(zhí)行相應的打開廣播區(qū)和信源操作，從而實現(xiàn)音源的輸出，在音源播放完成后，再執(zhí)行關閉廣播區(qū)。其流程圖如圖4所示。

圖4 遠程廣播流程圖

3.2 遠程對講的關鍵技術分析

遠程對講系統(tǒng)的實現(xiàn)主要包括兩部分：鐵路局遠程對講客戶端與遠程對講服務器之間的通信，遠程對講服務器對車站的車載臺收發(fā)信號的控制。

（1）鐵路局遠程對講客戶端與遠程對講服務器之間的通信。鐵路局遠程對講客戶端與車站遠程對講服務器之間通過Socket進行通信，如圖5所示。建立通信后，鐵路局通過TCP客戶端向車站TCP服務端發(fā)送開始上行通話命令，TCP服務端接收到命令后會控制車站的UDP客戶端向鐵路局的UDP服務端傳送車站的語音流文件，接收到該文件后會打開揚聲器進行播放；鐵路局進行下行通話時，也是通過TCP客戶端向車站TCP服務端發(fā)送開始下行通話命令，同時控制鐵路局的UDP客戶端向車站的UDP服務端傳送語音流文件，車站的UDP服務端在接收到該文件后會打開揚聲器進行播放。

圖5 遠程對講客戶端與遠程對講服務器之間的通信

（2）遠程對講服務器對車站的車載臺收發(fā)信號的控制。車載臺與遠程對講服務器通過2根音頻線與1根串口線連接，如圖5所示。車載電臺的擴展口有16個管腳，每個管腳有不同的功能。遠程對講服務器對車載電臺的控制主要是通過串口編程來實現(xiàn)，串口的7號管腳與擴展口的12號管腳相連，通過控制串口7號管腳的高低電屏實現(xiàn)對車載電臺收發(fā)信號的控制；2根音頻線分別將服務器的聲卡輸出與電臺的音頻輸入、電臺的音頻輸出與服務器的聲卡輸入相連，從而實現(xiàn)了服務器與車載電臺的音頻交換。

4 系統(tǒng)應用現(xiàn)狀

該模塊已經成功應用于鄭武線鄭州局段和武漢局段，經過1年的上線運行，目前總體運行穩(wěn)定，較好地滿足了車站與鐵路局遠程對講和遠程廣播的需求，實現(xiàn)了減員增效、統(tǒng)一管理、節(jié)能降耗的作用。

5 結束語

圖6 車載臺與遠程對講服務器間的連接線路

綜上所述，在滿足了正常的客運要求外，旅客服務集成管理平臺中加入遠程語音模塊，使現(xiàn)有的客運組織更高效、更節(jié)能，是提高現(xiàn)代化高速鐵路管理的延伸。同時，可以更準確地為旅客提供全方位和高質量的服務。

[1] 王 鵬.高速鐵路旅客服務信息系統(tǒng)集成管理平臺的設計研究[J].中國新技術新產品，2011（17）.

[2] 樊 艷.高速鐵路旅客服務信息系統(tǒng)集中管控方案[J].鐵路計算機應用，2012，21（2）：17-20.

[3] 中華人民共和國鐵道部.鐵路旅客車站客運信息系統(tǒng)設計規(guī)范[S].北京：中國鐵道出版社，2008，3.

[4] 劉海濤，賈俊芳，宋婷婷，張四海. 客運站旅客綜合信息查詢系統(tǒng)優(yōu)化設計[J]. 鐵路計算機應用，2010，19（11）：21-24.

[5] 劉韻光，朱曉寧，馬 琳. 基于客運專線的旅客綜合服務信息系統(tǒng)研究[J].城市公共交通，2010（1）.

[6] 朱韋橋，史天運，胡傳亮，蔣秋華，張四海.大型養(yǎng)路機械檢修管理信息系統(tǒng)的研究與應用[J].中國鐵路，2011（5）.

[7] 陽建鳴，戴賢春.鐵路旅客服務綜合信息系統(tǒng)總體方案