城市地鐵自動廣播系統應用更新

郭世杰

摘要：廣播系統是為控制中心調度人員和車站值班員向旅客通告地鐵列車運行以及安全、向導等服務信息，向工作人員發布作業命令和通知的通信設備。在發生緊急情況時，廣播系統是指揮防災搶險、疏導旅客的防災廣播系統。

背景：南京地鐵2號線于2010年5月28日開通運營，至2021年已經運行十年有余，2號線既有設備大多設備均已老舊、設備故障率逐年攀升，同時科學技術的發展日新月異，原2號線廣播系統所用通信技術已經淘汰，隨著2號線西延線的建設，新老系統工作原理不一致，西延線開通后無法實現全線統一自動廣播出發方式，為保證廣播系統工作的穩定性，提高乘客服務可靠性，2號線既有線的廣播系統改造勢在必行。

一、廣播系統原理介紹

1、原有廣播系統原理介紹

南京地鐵2號線既有線進到站廣播采用車站放置紅外裝置與工控機配合方式，原理圖如下：

實現方式：廣播系統在控制中心與信號系統有接口，但在既有線整體廣播系統架構依據當時的情況、實際需求搭建，此接口無實際數據。進到站廣播采用在車站放置紅外裝置、工控機方式，即在每個車站配置有工控機、配套的上位機軟件、紅外裝置、線路廣播音頻線等;每當列車到達紅外裝置時，會將紅外線擋住，紅外裝置將此信號傳到工控機上，觸發相應的音頻文件。音頻文件通過線路廣播音頻線給到廣播控制盒，廣播控制盒再將音頻文件給到功率放大器，給到上下行站臺廣播區，進行上下行站臺的進到站廣播。

2、改造后原理介紹

本次自動廣播系統改造項目改造后，要求觸發原理與新線一致，即自動廣播系統中心設備與車站設備通過以太網進行連接，ATS信號由中心設備接收并下發車站，實現全線ATS觸發自動廣播功能。實現方式為：信號系統與控制中心的數字廣播控制器有接口，控制中心的數字廣播控制器接收并解析信號發來的數據，通過既有線路的傳輸系統傳送到既有線路車站的交換機，經過交換機將數據給到既有線路車站車控室的工控機，工控機上位機軟件解析，將音頻通過廣播控制盒的線路廣播，經由既有線路的廣播控制盒給到既有線路機柜內機箱，最后通過功率放大器對上下行站臺進行進到站廣播。

3、接口描述

在控制中心采用以太網接口，用于傳送信號系統為廣播系統提供列車進站到站等信號。

當廣播系統接收到列車進站、接近區段、甩站通過、快車跳站等數據信號包時，需要對數據包進行分解、分析處理及邏輯判斷，觸發并自動啟動預先錄制的語音信號進行預告廣播，廣播內容包括車輛進站、車輛接近區段、車輛回庫等多種內容。

ATS在控制中心通過以太網與廣播系統連接，廣播系統接收到ATS發送的到站信息數據包后，通過計算，判斷列車狀態，選通對應的車站廣播區，并啟動預錄制語音信息，播出列車進站、接近區段、甩站通過、快車跳站等信息。

接口類型為以太網數據接口，接口數量為2個。

二、廣播系統功能介紹

改造完成后系統將具備如下功能：

1、冗余功能：自動廣播系統采取了控制中心ATS接口控制器冗余措施，提高了自動廣播系統可靠性和可用性，并有最短的平均修復時間。

2、廣播音量調節功能：車站自動廣播設備，具有音量增益調節功能。根據本站聲場情況，為達到較好的廣播效果，可對音頻輸出信號的音量進行調節。

3、時鐘同步功能：廣播系統的時間在控制中心和時鐘系統同步，控制中心接受時鐘系統提供的標準時間信息，并通過傳輸通道將時間信息下發至各個車站，同步本系統所有設備時間。

廣播系統在控制中心具有與時鐘系統的接口，接口形式為一路RS422/以太網數據接口，時鐘信息格式由時鐘廠家提供。具體接口方式待確定。

4、自動廣播功能：本廣播系統能夠提供列車進站自動預告廣播。系統接收信號系統信息（包括列車進站、甩站通過、快車跳站等數據信息）后，能進行分解、分析處理及邏輯判斷，觸發并自動啟動預先錄制的語音信號向相應的區域進行預告廣播。語音信號播出時間可延遲1秒～30秒，延遲時間應可調。

5、聯動功能：與FAS系統具有聯動功能，通過FAS系統提供的觸發信號可自動進行防災廣播，提示乘客有災害發生并進行引導。并且系統還可以通過控制終端進行定時自動廣播。

6、定時廣播功能：通過車站車控室工控機上位機軟件，設定播放時間、音頻段號來實現定時廣播功能。

7、背景音樂功能：背景音樂預先錄制在對應車控室工控機中，系統根據有關控制指令播放背景音樂，車控室操作員可以在界面中選擇播放某一段音樂，播放的廣播區可以在界面中設定。

8、優先級設定功能：廣播系統按用戶的需求設置播音優先級，高優先級能自動打斷低優先級的廣播，以環控（防災）廣播為最高優先級，排列順序如下：

正線廣播的優先順序：

第一級 ? 中心環控調度員;

第二級 ? 車站環控值班員;

第三級 ? 中心行車調度員;

第四級 ? 車站車控室行車值班員;

第五級 ? 車站應急處置室值班員;

第六級 ? 車站站臺站務員（無線）;

第七級 ? 中心乘客調度員;

第八級 ? 列車進站自動廣播;

第九級 ? 語音廣播;

第十級 ? 背景音樂廣播。

停車場廣播設備的優先級順序：

第一級 ? 停車場防災值班員;

第二級 ? 停車場行車值班員;

第三級 ?停車場檢修調度員;

第四級 ? 根據信號自動廣播;

上述優先級的順序均可以通過軟件調整，系統中顯示優先級的設備單元，根據調整的變化，可以自動變更相應的顯示。廣播系統的優先等級根據需求可以任意增多，數量不受限制。設定的優先級保存在系統內，掉電后不丟失。

9、廣播自動退出功能：廣播系統在播音結束后，具有自動釋放廣播區的功能，其設定如下：

（1）高優先級廣播自動打斷低優先級的廣播，高優先級廣播退出后，自動恢復低優先級廣播的選區。

（2）話音廣播完畢后，立即自動釋放選區，退出廣播狀態（此處釋放廣播區的時間5～10秒）;

（3）其他各種音源廣播完畢立即自動釋放選區，退出廣播狀態。

10、平行廣播功能：在廣播系統中，控制中心、車站、停車場的廣播設備都各自通過交換機相連接，功率放大器與后端廣播區一一對應。廣播系統預留外部音源接口，能夠實現外部音源設備、預錄制語音、話筒等多個信源在互不干擾的情況下通過不同的播音通道播向不同的負載區域，因此可實現多信源、多信道、多負載區域平行廣播，播音通道的數量只受信源和廣播區數量的限制。

11、其他功能：車站設備可滿足對廣播及背景音樂音頻文件的存儲，添加，刪除，編輯等功能，具體功能需求與既有自動廣播設備保持一致。注：需進一步具體功能需求。

三、工作環境要求：

設備工作環境描述：廣播系統中各設備、交換機等設備對機房的溫度有著較高的要求。溫度偏高，易使機器散熱不暢，使晶體管的工作參數產生漂移，影響電路的穩定性和可靠性，嚴重時還可造成元器件的擊穿損壞。通信設備在長期運行工作期間，機器溫度控制在18℃～25℃之間較為適宜。對于空調設備的選擇，有條件的應盡量選擇機房專用空調。

濕度對通信設備的影響也很大。空氣潮濕，易引起設備的金屬部件和插接件管部件產生銹蝕，并引起電路板、插接件和布線的絕緣降低，嚴重時還可造成電路短路。空氣太干燥又容易引起靜電效應，威脅通信設備的安全。為了保持通信機房的相對濕度符合標準，可視機房具體情況配置加濕器或抽濕機。加濕器工作時不要離通信設備太近，且噴霧口不要正對著通信設備，以防噴出的霧氣對設備有影響，可根據機房內溫度計的顯示數據隨時調整。一般說來，機房內的相對濕度保持在40%～60%范圍內較為適宜。

總結：廣播系統作為城市軌道交通運營行車組織的必要手段，需要服務于運營，為乘客提供列車到站、線路換乘、安全提醒等信息，同時需要播放音樂改善候車環境 。廣播系統的穩定與好壞將直接影響著乘客乘坐地鐵的體驗感，為了向乘客提供穩定、準確、高效的語音廣播，需要我們不斷更新自己的知識儲備，了解新技術，應用新技術，用科學技術改變生活。