行車控制設(shè)備語音提示系統(tǒng)

【摘要】 通過串口采集微機(jī)聯(lián)鎖開關(guān)量，分析值班員按下的控制臺按鈕，進(jìn)行語音播報(bào)、為操作人員提供及時(shí)的語音反饋，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)誤操作，及時(shí)處理，保障運(yùn)輸生產(chǎn)安全。

【關(guān)鍵詞】 行車 設(shè)備 提示

隨著鐵路運(yùn)輸任務(wù)的日益增加，行車的運(yùn)行密度越來越大，加大了行車控制人員的勞動強(qiáng)度，現(xiàn)有的微機(jī)聯(lián)鎖控制臺上的按鈕按下后雖然有閃動，但是對行車控制人員來說反饋的信息還是不夠豐富。研制適合微機(jī)聯(lián)鎖車站的行車控制設(shè)備語音提示系統(tǒng)，確保行車控制人員實(shí)時(shí)能聽到自己做了哪些操作，提高行車作業(yè)水平是一項(xiàng)必要的任務(wù)。本文采用微機(jī)聯(lián)鎖共享數(shù)據(jù)的方式，設(shè)計(jì)了一套語音提示系統(tǒng)，用以及時(shí)提醒行車作業(yè)人員當(dāng)前所做的操作，有助于行車作業(yè)人員聽到自己誤操作后的及時(shí)處理。

一、系統(tǒng)組成及工作原理

1.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由串口長線傳輸隔離器、計(jì)算機(jī)主機(jī)、音響設(shè)備及系統(tǒng)軟件構(gòu)成。系統(tǒng)通過串口長線傳輸隔離器從微機(jī)聯(lián)鎖的電務(wù)維修機(jī)采集開關(guān)量數(shù)據(jù)，分析值班員的操作，播報(bào)值班員按下的控制臺的按鈕，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下：

1.2 工作原理

1、微機(jī)聯(lián)鎖電務(wù)維修機(jī)每秒鐘通過串口隔離設(shè)備向系統(tǒng)主機(jī)發(fā)送開關(guān)量的狀態(tài)。

2、系統(tǒng)主機(jī)根據(jù)該車站微機(jī)聯(lián)鎖的接口碼位表，解析出信息中所包含的站場和區(qū)間各種按鈕、信號機(jī)狀態(tài)，并進(jìn)行分析處理，從而準(zhǔn)確判斷出行車控制人員要做的工作，然后從配置表中提取出相應(yīng)的文本內(nèi)容，再將文本內(nèi)容轉(zhuǎn)換為語音播放出來。

系統(tǒng)播報(bào)內(nèi)容示例：

1.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1.共享微機(jī)聯(lián)鎖信息，運(yùn)用計(jì)算分析處理技術(shù)為行車作業(yè)人員提供及時(shí)的語音信息反饋。

2.通過對微機(jī)聯(lián)鎖信息的采集、處理，實(shí)時(shí)掌握行車人員對控制臺上的操作情況。

3.主機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)、信息碼設(shè)計(jì)，達(dá)到信息低延時(shí)處理，以及文本到語音播放的運(yùn)用，保證語音播報(bào)的準(zhǔn)確及時(shí)。

二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1 .串口長線傳輸隔離器

微機(jī)聯(lián)鎖電務(wù)采集機(jī)為鐵路運(yùn)輸主要設(shè)備，采集數(shù)據(jù)必須滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，另外由于現(xiàn)場條件不同，電務(wù)采集機(jī)距離計(jì)算機(jī)主機(jī)（本系統(tǒng)用于對采集的微機(jī)聯(lián)鎖數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、分析）的距離不同，市場通用的串口隔離器不能滿足本系統(tǒng)的個性化需求，因而必須針對實(shí)際情況開發(fā)研制，電路原理圖如下圖所示：

（1）串口隔離。

電源輸入采用DC/DC電源隔離，數(shù)字信號輸入與輸出之間采用6N137光電隔離，光耦合器以光為媒介傳輸電信號對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用。光耦合器由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力，其隔離電壓為2500V。

（2）長線傳輸。

數(shù)據(jù)傳輸中經(jīng)常采用串口傳輸，串口中收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號是相對于信號地而言。典型的RS-232信號在正負(fù)電平之間擺動，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端驅(qū)動器輸出正電平在+5～+15V，負(fù)電平在-5～-15V電平。當(dāng)無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，線上為TTL，從開始傳送數(shù)據(jù)到結(jié)束，線上電平從TTL電平到RS-232電平再返回TTL電平。接收器典型的工作電平在+3～+12V與-3～-12V。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，最遠(yuǎn)理論距離僅為15米，且不穩(wěn)定。因此本系統(tǒng)中采用CAN總線驅(qū)動器251，將數(shù)據(jù)信號變?yōu)椴罘中盘杺鬏敚ㄟ^兩根信號線（屏蔽雙絞線）傳輸，具有穩(wěn)定可靠、實(shí)時(shí)、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，其直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10Km。在隱性狀態(tài)下，CAN-H 與 CAN-L 的輸入差分電壓為 0V（最大不超過 0.5V），共 模輸入電壓為 2.5V。在顯性狀態(tài)下，CAN-H與 CAN-L 的輸入差分電壓為 2V（最小不小于 0.9V）。

2.計(jì)算機(jī)主機(jī)和音響設(shè)備。采用市場通用工控機(jī)及音響設(shè)備。

2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)從功能結(jié)構(gòu)上比較單一，主要目標(biāo)是獲取開關(guān)量狀態(tài)，提供有聲的反饋，軟件的運(yùn)行流程如圖3所示。

三、系統(tǒng)主要特點(diǎn)

1.系統(tǒng)可全天候、不間斷工作，隨時(shí)提供提示信息，極大地方便行車控制人員的工作。2.系統(tǒng)整機(jī)可靠性較強(qiáng)，具有抗干擾和防死機(jī)措施。

四、結(jié)束語

行車控制設(shè)備語音提示系統(tǒng)，是保障安全行車、及時(shí)提供有效反饋信息，具有提醒工作人員注意的功能。本系統(tǒng)的投入運(yùn)用，會產(chǎn)生長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，對鐵路安全行車的意義主要有：1.能夠明確提醒值班人員按下了那些按鈕，有效的反饋，便于值班人員及時(shí)對操作做出后續(xù)的控制臺操作。2.可以及時(shí)使值班人員發(fā)現(xiàn)錯排進(jìn)路的情況，及時(shí)取消，提高安全控制能力。

收件人：王春毅

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