軌道交通列車進站自動觸發廣播播報系統研究

摘 要：因軌道交通廣播系統與信號系統、以及其他系統的接口眾多且協議復雜，往往導致自動廣播系統的工作不太穩定，會因系統無法識別正確信號而導致廣播系統不播放任何廣播信息或延遲播放的情況出現，從而使列車進站時機與廣播播報時機不相匹配。課題組針對這一現狀，結合國內現有檢測技術，與沈陽地鐵展開聯合攻關，為列車進站時機與廣播播報時機的匹配提供解決方案。

關鍵詞：廣播系統；列車進站；廣播播報

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

1 引言

地鐵廣播系統是地鐵通信系統中的一個專用子系統，在地鐵行車組織、客運服務、防災救險、設備維護等方面，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境，或在發生意外情況時疏導乘客，廣播播音的范圍主要是站廳和站臺區；二是可對工作人員進行廣播，其播音范圍為辦公區域、站臺、站廳、隧道及車輛段、停車場，以便及時發布與行車有關的信息，使工作人員協同配合工作。地面廣播可由控制中心廣播臺或車站值班員發出。

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

2 軌道交通列車進站自動觸發廣播播報的實現

軌道交通列車進站自動觸發廣播播報的實現，一般有兩種：

2.1 信號系統觸發

廣播系統從信號系統獲取行車信息，進行列車到站自動廣播。信號系統發送的行車信息有：起始站代碼、下一站代碼、終點站代碼、距下一站臺距離代碼、開門側代碼等等[1]。這些信息使得廣播系統可以向站臺上的乘客發布列車接近、列車發車和列車跳站等信息。

2.2 軌行區間傳感器信號觸發

在隧道內和車站頭端墻上安裝傳感設備，并在隧道內、車站設備房、車控室鋪設通訊電纜，使用安裝在軌行區的傳感器準確定位列車位置，發送相應的進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后臺控制單元，該控制單元將控制信號及音頻信號轉發給本系統的音頻匯接等模塊工作，最后通過各個廣播區的功率放大器進行預告廣播[2]。

3 沈陽地鐵廣播系統存在問題分析

沈陽地鐵廣播系統有多種播放方式，有語音廣播、線路廣播及話筒等。也可使用接收ATS信號，以車速與距離計算所得的觸發信息進行站臺廣播。現在車站廣播系統的工作模式為線路播放，由事先存儲好的音源根據軟件設置進行控制播放。既有線路雖可以實現由ATS信息觸發，但由于廣播設備在接收ATS信號10s后響應播放，在響應時間內，再次接收到ATS的觸發信號，會因系統無法識別正確信號而導致廣播系統不播放任何廣播信息或延遲播放的情況出現。

4 列車進站自動觸發廣播播報系統的總體設計

因廣播系統、信號系統、以及其他系統的接口眾多且協議復雜，列車進站時機與廣播播報時機的匹配，擬采用軌行區間傳感信號自動觸發方式來進行設計實現。為了不改變原有廣播系統整體架構，以廣播控制盒的外置音頻端口為切入點，以設計實現自動觸發方式的音頻文件為突破口，來進行本系統的總體設計。

4.1 列車位置檢測技術

隨著軌道交通通信信號技術的不斷發展，軌道交通列車位置的檢測技術手段形式多樣，如軌道電路（定位精度很低）、計軸系統（定位精度很低）、衛星定位系統（適合用于地面）、查詢應答系統（不是實時定位）、傳感器（可以實時檢測）等等，而在這些檢測技術手段中，光電檢測方法在運行環境、檢測精度、響應時間、是否接觸等各項性能的比較中，都具有壓倒性優勢。

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、擴散反射型光電開關四種[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、反光板型光電開關需加裝反光板等因素，綜合比較下，本系統采用反射型光電開關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

在軌道交通正線區間上運行的列車車輛，所處環境皆為陰暗潮濕的地下隧道里（沒有光線），每逢夜間檢修時段，會有信號、供電、工務等各個專業的檢修維護人員在地下隧道里進行作業，那么當這些維修作業人員無意經過時，或者當特種車輛（如平板車等）經過時，傳感器都會檢測到信號進行電信號的即時輸出，這樣，安裝在隧道壁上的傳感器將無法辨別，究竟是哪個物體對其進行了遮擋，進而觸發錯誤的列車到站廣播播報。因為正常運行的列車、檢修維護人員、特種車輛運行對傳感器來講，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）進行采集處理時，由控制器進行編程處理來設計實現，即當只有在三個傳感器同時都被物體遮擋時，控制器才將編程處理信號輸出到廣播系統的專用計算機上，進而來觸發列車進站自動廣播。

4.3 音頻輸出軟件開發設計

應用Visual Studio軟件開發基于C#的音頻輸出軟件，數據庫選用SQlite，安裝在現有廣播系統專用計算機上，通過接收控制器輸出信號，來進行音頻文件（MP3格式）的自動觸發，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、站廳等區域。

4.4 列車進站自動觸發廣播播報系統的總體設計

本系統的實物搭建，切實利用現有教學條件，PLC實訓室等，設計開發控制模塊，以及基于C#的音頻輸出軟件（數據庫選用SQlite），來研制列車進站自動觸發廣播播報系統樣機的搭建，經測試驗證的安全認證后，不但可以實際應用到城市軌道交通號中心和客運中心生產一線的日常工作中，而且還可以應用到學校專業理論課程教學以及實訓課程教學中去，以達到產學研用一體化的校企協同育人效益。其設計思路的總體架構如圖1所示。

5 結語與展望

本系統的研制不但具有自動觸發的優勢，而且系統造價、系統使用、系統維護等方面，都具有一定的優勢。隨著新技術的逐漸推廣及運用，未來自動廣播的實現方式將朝著更加多元化的趨勢發展。

參考文獻：

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

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

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

遼寧省交通高等專科學校2018年度校級一般科研項目，項目名稱：《軌道交通列車進站自動觸發廣播播報系統研究》，項目編號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。