行車控制設備語音提示系統(tǒng)

【摘要】 通過串口采集微機聯(lián)鎖開關量，分析值班員按下的控制臺按鈕，進行語音播報、為操作人員提供及時的語音反饋，有助于及時發(fā)現(xiàn)誤操作，及時處理，保障運輸生產安全。

【關鍵詞】 行車 設備 提示

隨著鐵路運輸任務的日益增加，行車的運行密度越來越大，加大了行車控制人員的勞動強度，現(xiàn)有的微機聯(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。研制適合微機聯(lián)鎖車站的行車控制設備語音提示系統(tǒng)，確保行車控制人員實時能聽到自己做了哪些操作，提高行車作業(yè)水平是一項必要的任務。本文采用微機聯(lián)鎖共享數(shù)據(jù)的方式，設計了一套語音提示系統(tǒng)，用以及時提醒行車作業(yè)人員當前所做的操作，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、計算機主機、音響設備及系統(tǒng)軟件構成。系統(tǒng)通過串口長線傳輸隔離器從微機聯(lián)鎖的電務維修機采集開關量數(shù)據(jù)，分析值班員的操作，播報值班員按下的控制臺的按鈕，系統(tǒng)結構框圖如下：

1.2 工作原理

1、微機聯(lián)鎖電務維修機每秒鐘通過串口隔離設備向系統(tǒng)主機發(fā)送開關量的狀態(tài)。

2、系統(tǒng)主機根據(jù)該車站微機聯(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、信號機狀態(tài)，并進行分析處理，從而準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的文本內容，再將文本內容轉換為語音播放出來。

系統(tǒng)播報內容示例：

1.3 系統(tǒng)設計原則

1.共享微機聯(lián)鎖信息，運用計算分析處理技術為行車作業(yè)人員提供及時的語音信息反饋。

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

3.主機采用模塊化設計、信息碼設計，達到信息低延時處理，以及文本到語音播放的運用，保證語音播報的準確及時。

二、系統(tǒng)總體設計

2.1 系統(tǒng)硬件設計

1 .串口長線傳輸隔離器

微機聯(lián)鎖電務采集機為鐵路運輸主要設備，采集數(shù)據(jù)必須滿足相關技術標準規(guī)定，另外由于現(xiàn)場條件不同，電務采集機距離計算機主機（本系統(tǒng)用于對采集的微機聯(lián)鎖數(shù)據(jù)進行解析、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生光電流，再經過進一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉換，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，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信號在正負電平之間擺動，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端驅動器輸出正電平在+5～+15V，負電平在-5～-15V電平。當無數(shù)據(jù)傳輸時，線上為TTL，從開始傳送數(shù)據(jù)到結束，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、實時、抗干擾能力強、傳輸距離遠等特點，其直接通信距離最遠可達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.計算機主機和音響設備。采用市場通用工控機及音響設備。

2.2 系統(tǒng)軟件設計

本系統(tǒng)從功能結構上比較單一，主要目標是獲取開關量狀態(tài)，提供有聲的反饋，軟件的運行流程如圖3所示。

三、系統(tǒng)主要特點

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

四、結束語

行車控制設備語音提示系統(tǒng)，是保障安全行車、及時提供有效反饋信息，具有提醒工作人員注意的功能。本系統(tǒng)的投入運用，會產生長遠的經濟效益和社會效益，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，便于值班人員及時對操作做出后續(xù)的控制臺操作。2.可以及時使值班人員發(fā)現(xiàn)錯排進路的情況，及時取消，提高安全控制能力。

收件人：王春毅

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