基于城軌綜合監控系統的定時廣播功能研究

張長開 李瑩 張志學

摘 要：定時廣播功能通過將事先編排的廣播信息自動定時下發，實現廣播信息自動播放，極大減輕城市軌道交通運營人員的工作負擔。文章提出一種插件式的定時廣播方法，該方法基于綜合監控系統，通過定義廣播信息模型，針對不同廠商的廣播系統通信協議開發相應的模型插件。綜合監控系統動態加載模型插件，根據配置的時間將廣播控制信息定時發布。

關鍵詞：城市軌道交通;綜合監控系統;定時廣播

1 背景

公共廣播（Public Address，PA）系統在城市軌道交通運營中的主要作用有以下3方面：①為車站常規運行提供服務，利用語音功能實現對普通乘客的提示和告知，具體包含安全提示、公告通知、列車到站、線路換乘等信息;②為站內工作人員提供服務，可利用廣播系統發布有關通知，便于運營人員協同配合工作，提高工作效率;③在遇到突發或緊急情況時，可播放應急信息指導乘客采用正確的處置方法和措施。

定時廣播功能根據實際需要編排每天的廣播自動播放列表，由綜合監控系統（ISCS）執行該天的播放列表，這項功能在日常運營中為運營人員、調度人員提供極大方便。由于綜合監控系統和廣播子系統之間的操作指令為基于過程的程序控制，不同廠商的廣播系統控制命令不同，且不同綜合監控系統調度員有不同的操作習慣，隨時可能更改或增減某些功能，因此需要一種靈活加載的方式來實現這一功能，以防由于參數的增加或修改而導致需要重新編譯整個控制層的程序，進而影響系統的正常運行。

基于該問題，本文提出一種插件式的定時廣播方法。該方法通過定義廣播信息模型，針對不同廠商的廣播系統通信協議開發相應的模型插件。綜合監控系統在運行時通過動態加載模型插件，根據配置的時間將廣播控制信息定時發布，實現定時廣播的功能。

2 綜合監控系統和廣播系統接口

城市軌道交通綜合監控系統的主要特點是“綜合”，即利用通信的方式將各系統接入綜合監控系統平臺，接入方式主要分為集成和互聯2大類。集成是指綜合監控系統取代子系統的監控層，數據采集、監視、控制、人機界面展示均通過綜合監控系統來完成;互聯是指綜合監控系統與各子系統之間存在數據交換，各子系統相對獨立，能脫離綜合監控系統獨立運行，綜合監控系統提供人機界面實現子系統信息的數據監視和控制功能，子系統的數據處理具有獨立的傳輸網絡。

綜合監控系統與廣播系統互聯，主要接收廣播系統的設備運行狀態和告警信息，同時綜合監控系統提供人機界面進行統一的調度管理工作，必要時實現乘客信息子系統、閉路電視子系統等多系統的聯動功能。廣播系統一般包括中心級廣播系統和車站級廣播系統，車站級廣播系統作為一個獨立的區域廣播。

綜合監控系統分別在控制中心和車站與廣播系統進行通信，中心級綜合監控系統和中心級廣播系統通信，可實現對各車站廣播系統運行狀態的監視，利用中心級廣播系統實現同時對多個車站進行乘客廣播的功能。車站級綜合監控系統和車站級廣播系統通信，實現對車站廣播設備的運行狀態監視，同時控制本站的廣播系統?？刂浦行木C合監控系統和廣播系統的接口方式如圖 1所示。

綜合監控系統與廣播系統采用的是標準的網絡ModBus通信協議。綜合監控系統提供圖形人機界面以實現各廣播功能并下發控制指令到廣播系統，包括預錄制廣播和文本語音（Text To Speech，TTS）、車站監聽廣播命令。中心級綜合監控系統下發的控制命令傳送到中心級廣播系統，由中心級廣播系統下發到各指定車站廣播系統執行，同時接收廣播系統上送的設備運行狀態。中心級廣播系統則接收中心級綜合監控系統的控制指令實現廣播功能，同時向中心級綜合監控系統上送廣播設備的運行狀態。車站綜合監控系統系統下發的控制命令傳送到車站的廣播系統，同時接收車站廣播系統上送的各區的廣播狀態。車站廣播系統則接收車站綜合監控系統的控制指令實現廣播功能，同時向車站綜合監控系統上送各個區域的廣播狀態信息。

3 定時廣播發布模型

廣播系統的功能包括預錄制語音廣播、背景音樂廣播、話筒廣播、線路監聽等。其中，預錄制語音廣播是廣播系統預先編制好語音文件并設置相應的ID，綜合監控系統通過發送ID來調用相對應的語音文件進行廣播;背景音樂廣播指在常規的空閑時段播放一些柔和的背景音樂，改善站內候車環境;話筒廣播是通過話筒直接廣播工作人員的語音，一般用來發布尋物啟事等事項;線路監聽指通過綜合監控系統監聽選中區域正在廣播的內容。

由于不同廠商的通信協議不同，且不同城市的綜合監控調度員有不同的操作習慣，因此本文提出了一種定時廣播發布模型，如圖2所示。

定時廣播數據模型包括廣播類型、預錄制語音ID、循環次數、優先級、發布區域、發布文本、定時時間等，具體如下。

（1）廣播類型（數據類型為int型）參數的范圍包括預錄制語音廣播、TTS文字廣播，廣播類型是該模型的基本參數，根據廣播類型可確定本插件所需要的所有參數。

（2）預錄制語音ID（數據類型為int型）參數的范圍是事先做好的預錄制語音ID，綜合監控系統向廣播系統發送預錄制語音ID，廣播系統播放該ID對應的預錄制語音內容。

（3）循環次數（數據類型為int型）表示本次定時廣播需要循環播放的次數，通常情況下循環次數默認為1。

（4）優先級（數據類型為int型）表示當前廣播信息的優先級。廣播系統將根據接收的優先級決定是否播放該條廣播信息。

（5）發布區域（數據類型為string型）表示預先選中的發布區域。由于發布區域較多，尤其是控制中心集中了所有車站的發布區域，用整數不能滿足區域選擇的要求。

（6）發布文本（數據類型為string型）表示當廣播類型為TTS文字類型時所對應的廣播內容。

（7）開始時間（數據類型為int型）表示每天開始播放的時間。

（8）結束時間（數據類型為int型）表示每天結束播放的時間。

（9）發送間隔（數據類型為int型）表示2條定時播放信息之間的時間間隔。

（10）定時類型（數據類型為int型）表示所編輯廣播信息的定時類型，一般分為每天、工作日、周末、特殊日。

（11）起始地址（數據類型為int型）表示當前控制命令的起始寄存器地址。

（12）終止地址（數據類型為int型）表示當前控制命令的結束寄存器地址。

（13）通信協議類型（數據類型為string型）表示當前廣播系統對應的通信協議類型，綜合監控系統將根據該參數動態調用對應的定時廣播協議插件。

綜合監控系統在獲取不同廣播廠商的通信協議時，只要開發相對應的定時發布功能插件。插件基于上述模型，根據通信協議的實際內容獲取相應的數據，將數據組織成一條符合對應廣播系統控制要求的命令即可。綜合監控系統會根據系統的參數配置來動態調用相應的插件完成定時命令的發布。

4 定時廣播發布功能流程

綜合監控系統的圖形瀏覽工具提供定時廣播發布功能的編輯畫面，方便操作人員完成定時廣播信息的編輯。操作人員通過圖形瀏覽工具完成定時廣播信息編輯之后，圖形瀏覽工具會自動將操作人員編輯的信息保存到綜合監控系統的實時庫中，供定時廣播發布模塊調用。

定時廣播發布功能的流程如圖3所示。定時廣播發布模塊在初始化時會根據配置的定時廣播發布信息中的通信協議類型參數，識別要采用的廣播通信協議，然后到系統的插件庫中動態加載相應的程序插件，同時獲取定時廣播發布信息中的定時時間字段信息，根據定時時間和時間間隔以及定時類型，計算出下一次定時廣播發布的時間并進行記錄。然后定時廣播發布模塊開始進行周期性的輪詢，將下一次定時廣播時間與當前時間進行對比。當下一次定時廣播時間到達時，綜合監控系統利用動態加載的插件將定時廣播發布信息的內容解析成相應廣播系統能夠識別的數據，包括通信協議的起始地址和終止地址、廣播類型，根據廣播類型確定是預錄制語音還是TTS文字，并在廣播類型的基礎上獲取其他參數。在獲取完其他參數后，插件程序將這些數據按照協議的要求組織成一條符合廣播系統要求的控制命令，而后綜合監控系統將這條命令發送至對應的廣播系統。發布完成之后，綜合監控系統會計算出下一次定時廣播發布的時間，然后依次循環。

綜合監控系統提供的圖形瀏覽工具支持在線對廣播定時信息的數據進行修改，修改內容能夠及時生效，在后續的定時發布過程中，綜合監控系統會根據修改后的內容進行定時廣播發布。

5 實際工程應用

該功能已實際應用于某市的地鐵綜合監控系統中，綜合監控系統圖形瀏覽工具上的定時廣播系統編輯控件如圖4所示。

在實際使用時，操作人員按照常規的廣播控制流程進行操作，選擇廣播區域和廣播類型，填寫循環次數，輸入起始日期、起始時間、結束日期、結束時間。如果選擇預錄信息則在信息內容編輯欄選擇預錄信息，如果選擇TTS報文方式則在信息內容編輯欄TTS頁輸入TTS文字，然后點擊“新增”按鈕即可完成一條定時廣播信息發布記錄的生成。記錄生成后可選中該記錄進行編輯，編輯完定時發布信息后，瀏覽工具會將編輯的信息更新到綜合監控系統對應的實時庫中，綜合監控定時廣播發布模塊就會定時讀取這些信息，然后根據配置的參數判斷是否需要進行廣播信息發布。對于定時廣播信息刪除的操作，選中某條定時廣播發布信息記錄之后，點擊刪除按鈕即可完成。

6 結語

定時廣播發布功能能夠將事先編排的廣播信息自動定時下發，實現廣播信息的自動播放，極大減輕運營人員的工作負擔。本文設計了一種定時廣播發布模型，增加定時廣播發布功能的通用性，可適用于不同的廣播系統，同時根據不同廣播系統編寫不同的插件增加系統的靈活性，且系統采用動態加載程序插件的方式，可在不改變其他模塊的前提下方便地增加或者修改一些功能。

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收稿日期 2020-03-03

責任編輯 胡姬