淺談城市軌道交通交路運營中自動廣播的實現(xiàn)

彭 慧

城市軌道交通的不同時段、站點、路線客流非常不均衡，為此根據(jù)不同時刻改變列車的終點站，調(diào)整運行路徑，可以大大提高某個特定時段或路徑的運載效能。常用的有I字型長短線運行和Y字型路徑混跑2種形式，目前廣州2號線、3號線、3號線北延段、南京2號線等均采用這種方式提高運力。列車運行的不同路徑稱為交路。圖1為包括了幾種交路和目的地的Y字型線路。

圖1 Y字型線路的幾種交路和目的地舉例

列車運行的交路動態(tài)變化，使車站工作人員的工作量大增，除了要進(jìn)行日常的列車安全監(jiān)控外，還要引導(dǎo)乘客乘坐列車，要及時提醒乘客列車的開行方向和目的地。傳統(tǒng)的通知方式是人工廣播，不僅消耗大量的人力，而且效率低，特別是對于不是經(jīng)常乘坐該線路的乘客，很難弄清列車的運行情況。因此需要一套適應(yīng)多變交路的車站自動廣播系統(tǒng)，根據(jù)列車目的地碼自動觸發(fā)播放列車的終到站信息。

1 功能需求

多交路情形下的車站廣播需求如表1所示。

自動廣播需要車站廣播能根據(jù)列車目的地碼自動觸發(fā)，且播放列車終到站信息，觸發(fā)時間可調(diào)節(jié)。

自動廣播就是使用程序模擬車站人工操作，將人的感官觸發(fā)轉(zhuǎn)為系統(tǒng)控制指令的下發(fā)。通常舊的線路車站使用廣播后備盤，可以人工來實現(xiàn)表1的各項需求。表2為車站對后備盤的操作方法表，包括播放每一種廣播的詳細(xì)步驟。操作界面如圖2所示。自動廣播程序應(yīng)根據(jù)這些操作方式，來模擬人工操作。

表1 車站的日常廣播需求

圖2 3號線PA后備操作盤

表2 車站對后備盤的操作方法表

2 功能設(shè)計

2．1 廣播系統(tǒng)按區(qū)域關(guān)閉播音

廣播系統(tǒng)音源種類：①外部音源，也就是車站使用視窗操作系統(tǒng)Windows平臺下的音樂播放軟件放出來的音源；②麥克風(fēng)輸入的音源；③預(yù)錄制語音 （包括自動廣播）。

既有廣播系統(tǒng)只能根據(jù)不同音源來播放，無法在預(yù)錄制語音情形下對 “區(qū)域”進(jìn)行選擇，只能根據(jù)音源的關(guān)閉來取消所占用的區(qū)域，進(jìn)而取消該區(qū)域的播音，因此被當(dāng)下音源占用的區(qū)域，無法自由釋放給第二條預(yù)錄制語音段使用。如果需要在已經(jīng)播音的某個區(qū)域插播一條預(yù)錄制語音，必須將正在播放的區(qū)域全部 “退出”，重新布置和選擇區(qū)域。

廣播設(shè)備是根據(jù)音源來關(guān)閉廣播的，日常操作過程中可能有正在廣播的區(qū)域突然中斷后切換的情況。對于不同類型的音源 （預(yù)錄制和外部輸入音源），廣播可以進(jìn)行編組廣播。只對該區(qū)域產(chǎn)生語音切換，正在使用預(yù)錄制播音音源的區(qū)域，沒有被外部線路音源選擇的區(qū)域廣播，不會產(chǎn)生中斷，這就是 “并行廣播”。如果由綜合監(jiān)控來替代人工，無論任何區(qū)域被選擇，當(dāng)需要停止廣播時，綜合監(jiān)控向廣播設(shè)備發(fā)送的廣播區(qū)域應(yīng)全設(shè)定為0，關(guān)閉任意一個廣播區(qū)域時，全部的廣播區(qū)域均會關(guān)閉，產(chǎn)生突然中斷后切換的情形。

針對上述情形，設(shè)計一種新的廣播架構(gòu)，如圖3所示，一臺計算機做為接口服務(wù)器，向下控制廣播設(shè)備，向上與綜合監(jiān)控系統(tǒng)通信。接口服務(wù)器運行接口軟件，接口軟件負(fù)責(zé)音頻口的管理使用，通過不同音頻口播放不同的音源；音源不再是簡單的存儲芯片，而是存在接口服務(wù)器的硬盤里；由于功放需要輪流分擔(dān)工作，中間有個控制模塊用來控制調(diào)用啟動功放，這樣就可以實現(xiàn)不同區(qū)域、不同或相同音源的播放。

2．2 優(yōu)先級的處理

車站值班員在站臺播放預(yù)錄制語音或者背景音樂時，要保證自動廣播的播放。列車到站后，背景音樂和預(yù)錄制語音會被自動廣播打斷，同時需要使用部分預(yù)錄制語音或者背景音樂進(jìn)行播音，如果定義預(yù)錄制語音的優(yōu)先級低于自動廣播，會產(chǎn)生車站需要播放緊急預(yù)錄制廣播時被自動廣播打斷的情形，因此建議將緊急的預(yù)錄制語音劃分到預(yù)錄制語音A區(qū)域，日常車站使用的預(yù)錄制語音劃分到預(yù)錄制語音B區(qū)域，某些預(yù)錄制語音是需要打斷自動廣播的，優(yōu)先級要比自動廣播高；而自動廣播需要打斷某些預(yù)錄制語音，這部分預(yù)錄制語音的優(yōu)先級比自動廣播低。因此，在自動廣播的上下兩側(cè)均定義一部分的預(yù)錄制語音，對預(yù)錄制語音進(jìn)行分化處理，滿足用戶需求。操作員優(yōu)先級設(shè)置及對預(yù)錄制語音優(yōu)先級劃分處理如表3所示。

圖3 按區(qū)域關(guān)閉播音的廣播系統(tǒng)

表3 操作員優(yōu)先級設(shè)置及對預(yù)錄制語音優(yōu)先級劃分處理

操作員優(yōu)先級可以采用嵌套式優(yōu)先級設(shè)計，將預(yù)錄制廣播優(yōu)先級分為5級，實現(xiàn)不同類型的預(yù)錄制廣播賦予不同的優(yōu)先級。同樣，廣播內(nèi)容也分為2條調(diào)用ID，賦予不同的優(yōu)先級，滿足復(fù)雜多變的車站廣播需求。

2．3 復(fù)雜換乘站臺的處理

圖4 島式站臺

對于側(cè)式站臺，上下行互相不干擾，但對于島式站臺 （如圖4），由于區(qū)域比較狹小，上下行獨立播音可能存在互相干擾問題，特別是當(dāng)兩列車差不多同時進(jìn)站時，干擾尤為明顯。這時就需要根據(jù)信號倒計時時長和廣播時長進(jìn)行計算，然后調(diào)用一條特別廣播在上下行2個廣播分區(qū)同時播放，來達(dá)到提醒乘客的目的。

信號倒計時時長和廣播時長的計算，可以由廣播設(shè)備完成并固化在系統(tǒng)內(nèi)部；綜合監(jiān)控或者信號需要在發(fā)送廣播調(diào)用指令的同時，向廣播專業(yè)傳送倒計時信息，以便廣播設(shè)備自行判斷；也可以由綜合監(jiān)控完成，但需要廣播設(shè)備向綜合監(jiān)控反饋廣播語音的播放時長信息。

3 自動聯(lián)動設(shè)計

3．1 綜合監(jiān)控與信號全自動聯(lián)動

小交路的列車目的地必須考慮建設(shè)有折返線，且折返能力強的車站作為目的地。一條線路的折返線早在線路設(shè)計時已經(jīng)固定，因此組織小交路運行的列車目的地非常有限，一條地鐵線路通常設(shè)計4～6個折返點。這里考慮目的地數(shù)量6個的多變交路列車進(jìn)站自動廣播。站臺編碼確定了列車的開行方向，目的地編碼確定了列車的目的地，此目的地可能是終點站也可能是小交路時線路上的某個站點。廣播內(nèi)容將目的地固化在廣播條目內(nèi)，目的地碼作為調(diào)用廣播的識別碼，建立列車目的地碼、廣播站臺編碼和廣播ID之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行自動廣播，結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 列車目的地碼、廣播站臺編碼、廣播ID之間結(jié)構(gòu)

窮舉法列出目的地碼、站臺編碼及廣播條目之間的對應(yīng)關(guān)系如表4所示，并為未來線路預(yù)留1或2個大小交路的目的地。當(dāng)接收到對應(yīng)的SIG （信號系統(tǒng)）發(fā)來的目的地碼和站臺編碼時，便可以調(diào)用對應(yīng)的廣播條目來進(jìn)行播音。

SIG會將站臺信息發(fā)給綜合監(jiān)控，由綜合監(jiān)控轉(zhuǎn)發(fā)給PIDS（乘客信息系統(tǒng)），用于PIDS的列車倒計時顯示，站臺信息包含了線路上每一列車的目的地碼、列車ID及距離下一站倒數(shù)時間，倒數(shù)時間應(yīng)以秒為區(qū)分度。如果以分鐘為單位，由于列車進(jìn)站速度降低，會使距離目的地的倒數(shù)時間在1和0之間來回跳躍。

表4 站臺編碼、目的地及廣播ID3個數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)

列車進(jìn)站廣播可以由信號根據(jù)設(shè)定的倒計時時間產(chǎn)生觸發(fā)信號，由綜合監(jiān)控根據(jù)收到的列車目的地ID來調(diào)用廣播條目，聯(lián)動廣播播放相應(yīng)的列車到站廣播。綜合監(jiān)控也可以將接收到的列車進(jìn)站倒計時信息進(jìn)行邏輯運算，與內(nèi)部設(shè)定的倒計時時刻對比，當(dāng)列車倒計時到達(dá)預(yù)定時刻時，綜合監(jiān)控根據(jù)列車的目的地ID來調(diào)用相應(yīng)的聯(lián)動廣播ID。站臺信息含有下三趟列車目的地碼和列車到站時間，信息報文交互格式如圖6所示。

圖6 含有下三趟列車目的地碼和列車到站時間的站臺信息報文交互格式

3．2 屏蔽門開關(guān)門信號觸發(fā)開門自動廣播

屏蔽門接收發(fā)來的開門信號后，打開屏蔽門，同時將開門信號轉(zhuǎn)發(fā)給綜合監(jiān)控；綜合監(jiān)控接收屏蔽門的開門信號觸發(fā)廣播，車務(wù)部門考慮到列車停站時間短，將歡迎詞和發(fā)車歡送詞合并為一條廣播，均在列車開門時刻開始播出。屏蔽門觸發(fā)廣播與屏蔽門開門狀態(tài)有關(guān)，屏蔽門專業(yè)需要提供整列門的開關(guān)門信號，并在非整列門故障的情形下發(fā)送開門信號。屏蔽門觸發(fā)可以實現(xiàn)列車到站后的自動廣播，穩(wěn)定性強，但是無法識別交路變化，以便提前播音，這是其缺點。

3．3 提供靈活的輔助功能

提供廣播預(yù)錄制信息編輯和搜索功能。由于車站廣播條目眾多，基本達(dá)到300多條，預(yù)留600條的存儲空間，因此廣播條目需要分類，以便滿足車站對廣播分組分類的需求。綜合監(jiān)控界面也需要添加顯示自動廣播的狀態(tài)信息，并設(shè)置取消自動廣播按鈕，以便自動廣播觸發(fā)源故障時，可以在綜合監(jiān)控界面上使用人工介入的播放方式，綜合監(jiān)控級應(yīng)滿足車站人員對日常廣播 （包括自動廣播內(nèi)容）的需求。

4 結(jié)論

車站自動廣播涉及信號、綜合監(jiān)控、廣播、屏蔽門四大專業(yè)，要求4個專業(yè)密切配合，實現(xiàn)無縫鏈接，才能實現(xiàn)無人為干預(yù)情形下的自動化。車站對廣播的功能需求也非常復(fù)雜，加之地鐵交路的多變，實現(xiàn)起來非常困難。因此應(yīng)分析地鐵實際運營情況，對車站交路的目的地數(shù)目進(jìn)行預(yù)測，最大可能的減少固定目的地的數(shù)目。根據(jù)目的地碼來調(diào)用固定的廣播條目的改造相對簡易，目前技術(shù)水平條件下容易實現(xiàn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，可以采用將目的地站點作為變量，根據(jù)列車目的地ID、列車上下行ID的變化而填充和變化，實現(xiàn)根據(jù)交路變化來播音。

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