軌道交通列車進(jìn)站自動(dòng)觸發(fā)廣播播報(bào)系統(tǒng)研究

摘 要：因軌道交通廣播系統(tǒng)與信號系統(tǒng)、以及其他系統(tǒng)的接口眾多且協(xié)議復(fù)雜，往往導(dǎo)致自動(dòng)廣播系統(tǒng)的工作不太穩(wěn)定，會(huì)因系統(tǒng)無法識別正確信號而導(dǎo)致廣播系統(tǒng)不播放任何廣播信息或延遲播放的情況出現(xiàn)，從而使列車進(jìn)站時(shí)機(jī)與廣播播報(bào)時(shí)機(jī)不相匹配。課題組針對這一現(xiàn)狀，結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有檢測技術(shù)，與沈陽地鐵展開聯(lián)合攻關(guān)，為列車進(jìn)站時(shí)機(jī)與廣播播報(bào)時(shí)機(jī)的匹配提供解決方案。

關(guān)鍵詞：廣播系統(tǒng)；列車進(jìn)站；廣播播報(bào)

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

1 引言

地鐵廣播系統(tǒng)是地鐵通信系統(tǒng)中的一個(gè)專用子系統(tǒng)，在地鐵行車組織、客運(yùn)服務(wù)、防災(zāi)救險(xiǎn)、設(shè)備維護(hù)等方面，都具有十分重要的作用。

軌道交通地面廣播，一是可對乘客進(jìn)行廣播，通知列車到站和離站信息，或播放音樂以改善候車環(huán)境，或在發(fā)生意外情況時(shí)疏導(dǎo)乘客，廣播播音的范圍主要是站廳和站臺區(qū)；二是可對工作人員進(jìn)行廣播，其播音范圍為辦公區(qū)域、站臺、站廳、隧道及車輛段、停車場，以便及時(shí)發(fā)布與行車有關(guān)的信息，使工作人員協(xié)同配合工作。地面廣播可由控制中心廣播臺或車站值班員發(fā)出。

軌道交通車載廣播，是為乘客發(fā)布到站信息及播放一些背景音樂，同時(shí)在緊急情況下可向乘客播放信息。

2 軌道交通列車進(jìn)站自動(dòng)觸發(fā)廣播播報(bào)的實(shí)現(xiàn)

軌道交通列車進(jìn)站自動(dòng)觸發(fā)廣播播報(bào)的實(shí)現(xiàn)，一般有兩種：

2.1 信號系統(tǒng)觸發(fā)

廣播系統(tǒng)從信號系統(tǒng)獲取行車信息，進(jìn)行列車到站自動(dòng)廣播。信號系統(tǒng)發(fā)送的行車信息有：起始站代碼、下一站代碼、終點(diǎn)站代碼、距下一站臺距離代碼、開門側(cè)代碼等等[1]。這些信息使得廣播系統(tǒng)可以向站臺上的乘客發(fā)布列車接近、列車發(fā)車和列車跳站等信息。

2.2 軌行區(qū)間傳感器信號觸發(fā)

在隧道內(nèi)和車站頭端墻上安裝傳感設(shè)備，并在隧道內(nèi)、車站設(shè)備房、車控室鋪設(shè)通訊電纜，使用安裝在軌行區(qū)的傳感器準(zhǔn)確定位列車位置，發(fā)送相應(yīng)的進(jìn)站廣播音頻信號或到站廣播音頻信號到車站廣播控制終端，由該廣播控制終端來控制本站廣播系統(tǒng)后臺控制單元，該控制單元將控制信號及音頻信號轉(zhuǎn)發(fā)給本系統(tǒng)的音頻匯接等模塊工作，最后通過各個(gè)廣播區(qū)的功率放大器進(jìn)行預(yù)告廣播[2]。

3 沈陽地鐵廣播系統(tǒng)存在問題分析

沈陽地鐵廣播系統(tǒng)有多種播放方式，有語音廣播、線路廣播及話筒等。也可使用接收ATS信號，以車速與距離計(jì)算所得的觸發(fā)信息進(jìn)行站臺廣播?，F(xiàn)在車站廣播系統(tǒng)的工作模式為線路播放，由事先存儲(chǔ)好的音源根據(jù)軟件設(shè)置進(jìn)行控制播放。既有線路雖可以實(shí)現(xiàn)由ATS信息觸發(fā)，但由于廣播設(shè)備在接收ATS信號10s后響應(yīng)播放，在響應(yīng)時(shí)間內(nèi)，再次接收到ATS的觸發(fā)信號，會(huì)因系統(tǒng)無法識別正確信號而導(dǎo)致廣播系統(tǒng)不播放任何廣播信息或延遲播放的情況出現(xiàn)。

4 列車進(jìn)站自動(dòng)觸發(fā)廣播播報(bào)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

因廣播系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、以及其他系統(tǒng)的接口眾多且協(xié)議復(fù)雜，列車進(jìn)站時(shí)機(jī)與廣播播報(bào)時(shí)機(jī)的匹配，擬采用軌行區(qū)間傳感信號自動(dòng)觸發(fā)方式來進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。為了不改變原有廣播系統(tǒng)整體架構(gòu)，以廣播控制盒的外置音頻端口為切入點(diǎn)，以設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觸發(fā)方式的音頻文件為突破口，來進(jìn)行本系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。

4.1 列車位置檢測技術(shù)

隨著軌道交通通信信號技術(shù)的不斷發(fā)展，軌道交通列車位置的檢測技術(shù)手段形式多樣，如軌道電路（定位精度很低）、計(jì)軸系統(tǒng)（定位精度很低）、衛(wèi)星定位系統(tǒng)（適合用于地面）、查詢應(yīng)答系統(tǒng)（不是實(shí)時(shí)定位）、傳感器（可以實(shí)時(shí)檢測）等等，而在這些檢測技術(shù)手段中，光電檢測方法在運(yùn)行環(huán)境、檢測精度、響應(yīng)時(shí)間、是否接觸等各項(xiàng)性能的比較中，都具有壓倒性優(yōu)勢。

光電傳感器分為槽型光電傳感器、對射型光電傳感器、反光板型光電開關(guān)、擴(kuò)散反射型光電開關(guān)四種[3]。因槽型光電傳感器檢測距離短、對射型光電傳感器安裝要求高、反光板型光電開關(guān)需加裝反光板等因素，綜合比較下，本系統(tǒng)采用反射型光電開關(guān)作為列車位置的檢測手段。

4.2 列車位置檢測信號采集處理

在軌道交通正線區(qū)間上運(yùn)行的列車車輛，所處環(huán)境皆為陰暗潮濕的地下隧道里（沒有光線），每逢夜間檢修時(shí)段，會(huì)有信號、供電、工務(wù)等各個(gè)專業(yè)的檢修維護(hù)人員在地下隧道里進(jìn)行作業(yè)，那么當(dāng)這些維修作業(yè)人員無意經(jīng)過時(shí)，或者當(dāng)特種車輛（如平板車等）經(jīng)過時(shí)，傳感器都會(huì)檢測到信號進(jìn)行電信號的即時(shí)輸出，這樣，安裝在隧道壁上的傳感器將無法辨別，究竟是哪個(gè)物體對其進(jìn)行了遮擋，進(jìn)而觸發(fā)錯(cuò)誤的列車到站廣播播報(bào)。因?yàn)檎＿\(yùn)行的列車、檢修維護(hù)人員、特種車輛運(yùn)行對傳感器來講，作用都是等效的。

因此，針對以上問題，由控制器對傳來的列車位置檢測信號（即傳感器信號）進(jìn)行采集處理時(shí)，由控制器進(jìn)行編程處理來設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，即當(dāng)只有在三個(gè)傳感器同時(shí)都被物體遮擋時(shí)，控制器才將編程處理信號輸出到廣播系統(tǒng)的專用計(jì)算機(jī)上，進(jìn)而來觸發(fā)列車進(jìn)站自動(dòng)廣播。

4.3 音頻輸出軟件開發(fā)設(shè)計(jì)

應(yīng)用Visual Studio軟件開發(fā)基于C#的音頻輸出軟件，數(shù)據(jù)庫選用SQlite，安裝在現(xiàn)有廣播系統(tǒng)專用計(jì)算機(jī)上，通過接收控制器輸出信號，來進(jìn)行音頻文件（MP3格式）的自動(dòng)觸發(fā)，再通過廣播控制盒的外置音頻端口，將音頻文件輸出到站臺、站廳等區(qū)域。

4.4 列車進(jìn)站自動(dòng)觸發(fā)廣播播報(bào)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的實(shí)物搭建，切實(shí)利用現(xiàn)有教學(xué)條件，PLC實(shí)訓(xùn)室等，設(shè)計(jì)開發(fā)控制模塊，以及基于C#的音頻輸出軟件（數(shù)據(jù)庫選用SQlite），來研制列車進(jìn)站自動(dòng)觸發(fā)廣播播報(bào)系統(tǒng)樣機(jī)的搭建，經(jīng)測試驗(yàn)證的安全認(rèn)證后，不但可以實(shí)際應(yīng)用到城市軌道交通號中心和客運(yùn)中心生產(chǎn)一線的日常工作中，而且還可以應(yīng)用到學(xué)校專業(yè)理論課程教學(xué)以及實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)中去，以達(dá)到產(chǎn)學(xué)研用一體化的校企協(xié)同育人效益。其設(shè)計(jì)思路的總體架構(gòu)如圖1所示。

5 結(jié)語與展望

本系統(tǒng)的研制不但具有自動(dòng)觸發(fā)的優(yōu)勢，而且系統(tǒng)造價(jià)、系統(tǒng)使用、系統(tǒng)維護(hù)等方面，都具有一定的優(yōu)勢。隨著新技術(shù)的逐漸推廣及運(yùn)用，未來自動(dòng)廣播的實(shí)現(xiàn)方式將朝著更加多元化的趨勢發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]周曉明.長沙市軌道交通1號線列車自動(dòng)廣播的功能及實(shí)現(xiàn)[J].電力機(jī)車與城軌車輛，2016，39（05）：17-19.

[2]沈娟娟.軌道交通自動(dòng)廣播系統(tǒng)研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（21）：37-38.

[3]杜文鋒.光電傳感器在自動(dòng)控制中的應(yīng)用分析[J].中國設(shè)備工程，2017（18）：130-131

遼寧省交通高等專科學(xué)校2018年度校級一般科研項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱：《軌道交通列車進(jìn)站自動(dòng)觸發(fā)廣播播報(bào)系統(tǒng)研究》，項(xiàng)目編號lnccybky201818

作者簡介：趙明國（1987-），男，遼寧人，研究生，講師，從事城市軌道交通控制研究。