淺談城市軌道交通交路運營中自動廣播的實現

彭 慧

城市軌道交通的不同時段、站點、路線客流非常不均衡，為此根據不同時刻改變列車的終點站，調整運行路徑，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變化，使車站工作人員的工作量大增，除了要進行日常的列車安全監控外，還要引導乘客乘坐列車，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。因此需要一套適應多變交路的車站自動廣播系統，根據列車目的地碼自動觸發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列車目的地碼自動觸發，且播放列車終到站信息，觸發時間可調節。

自動廣播就是使用程序模擬車站人工操作，將人的感官觸發轉為系統控制指令的下發。通常舊的線路車站使用廣播后備盤，可以人工來實現表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步驟。操作界面如圖2所示。自動廣播程序應根據這些操作方式，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 功能設計

2．1 廣播系統按區域關閉播音

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

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

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

針對上述情形，設計一種新的廣播架構，如圖3所示，一臺計算機做為接口服務器，向下控制廣播設備，向上與綜合監控系統通信。接口服務器運行接口軟件，接口軟件負責音頻口的管理使用，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，而是存在接口服務器的硬盤里；由于功放需要輪流分擔工作，中間有個控制模塊用來控制調用啟動功放，這樣就可以實現不同區域、不同或相同音源的播放。

2．2 優先級的處理

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

圖3 按區域關閉播音的廣播系統

表3 操作員優先級設置及對預錄制語音優先級劃分處理

操作員優先級可以采用嵌套式優先級設計，將預錄制廣播優先級分為5級，實現不同類型的預錄制廣播賦予不同的優先級。同樣，廣播內容也分為2條調用ID，賦予不同的優先級，滿足復雜多變的車站廣播需求。

2．3 復雜換乘站臺的處理

圖4 島式站臺

對于側式站臺，上下行互相不干擾，但對于島式站臺 （如圖4），由于區域比較狹小，上下行獨立播音可能存在互相干擾問題，特別是當兩列車差不多同時進站時，干擾尤為明顯。這時就需要根據信號倒計時時長和廣播時長進行計算，然后調用一條特別廣播在上下行2個廣播分區同時播放，來達到提醒乘客的目的。

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

3 自動聯動設計

3．1 綜合監控與信號全自動聯動

小交路的列車目的地必須考慮建設有折返線，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計時已經固定，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計4～6個折返點。這里考慮目的地數量6個的多變交路列車進站自動廣播。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。廣播內容將目的地固化在廣播條目內，目的地碼作為調用廣播的識別碼，建立列車目的地碼、廣播站臺編碼和廣播ID之間的關聯進行自動廣播，結構如圖5所示。

圖5 列車目的地碼、廣播站臺編碼、廣播ID之間結構

窮舉法列出目的地碼、站臺編碼及廣播條目之間的對應關系如表4所示，并為未來線路預留1或2個大小交路的目的地。當接收到對應的SIG （信號系統）發來的目的地碼和站臺編碼時，便可以調用對應的廣播條目來進行播音。

SIG會將站臺信息發給綜合監控，由綜合監控轉發給PIDS（乘客信息系統），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及距離下一站倒數時間，倒數時間應以秒為區分度。如果以分鐘為單位，由于列車進站速度降低，會使距離目的地的倒數時間在1和0之間來回跳躍。

表4 站臺編碼、目的地及廣播ID3個數據之間的關聯

列車進站廣播可以由信號根據設定的倒計時時間產生觸發信號，由綜合監控根據收到的列車目的地ID來調用廣播條目，聯動廣播播放相應的列車到站廣播。綜合監控也可以將接收到的列車進站倒計時信息進行邏輯運算，與內部設定的倒計時時刻對比，當列車倒計時到達預定時刻時，綜合監控根據列車的目的地ID來調用相應的聯動廣播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 屏蔽門開關門信號觸發開門自動廣播

屏蔽門接收發來的開門信號后，打開屏蔽門，同時將開門信號轉發給綜合監控；綜合監控接收屏蔽門的開門信號觸發廣播，車務部門考慮到列車停站時間短，將歡迎詞和發車歡送詞合并為一條廣播，均在列車開門時刻開始播出。屏蔽門觸發廣播與屏蔽門開門狀態有關，屏蔽門專業需要提供整列門的開關門信號，并在非整列門故障的情形下發送開門信號。屏蔽門觸發可以實現列車到站后的自動廣播，穩定性強，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

提供廣播預錄制信息編輯和搜索功能。由于車站廣播條目眾多，基本達到300多條，預留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。綜合監控界面也需要添加顯示自動廣播的狀態信息，并設置取消自動廣播按鈕，以便自動廣播觸發源故障時，可以在綜合監控界面上使用人工介入的播放方式，綜合監控級應滿足車站人員對日常廣播 （包括自動廣播內容）的需求。

4 結論

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

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