交通枢纽新型数字可寻址广播方案设计

孙国民

交通枢纽新型数字可寻址广播方案设计

孙国民

摘 要：广播系统作为机场、铁路等客运枢纽站信息化系统中的重要组成部分，数字化发展直接关系到这些客运枢纽站的高速生产运行能否实现。介绍了数字可寻址广播系统在交通枢纽站设计方案中的要点、结构、功能及关键点的配置原则。

关键词：客运枢纽;数字广播系统;网络

中国人口众多、内陆深广，解决大规模人口流动问题的主要交通方式是高速铁路、航空和公路。广播系统作为交通枢纽信息化系统中的组成部分，是指挥旅客安全乘降，发布重要信息的窗口，对于整个交通运输的运营、管理、安全、服务起着至关重要的作用。

1 系统介绍

新型数字可寻址广播系统主要向旅客播放航班/车次动态、业务信息、特别通告和紧急事件等。广播系统采用人工广播和自动广播2种方式，用中文普通话、英语等多种语言实现业务、宣传、临时、紧急、背景音乐资讯的广播。

系统由业务广播和消防广播2部分组成。正常情况下进行航班、列车或班车到发信息广播、专题广播、编组广播或其他文字信息语音合成广播。当有火灾或紧急情况时，广播系统接收到消防广播的控制信号或音频时，会自动中断某些正在广播的内容，把消防广播音频切入。在所有的广播项目中，消防广播优先级最高，可以打断所有的广播内容。

新型数字可寻址广播系统直接受集成平台控制，所有控制协议基于TCP/IP协议，语音数据传输基于微软MMS流媒体传输协议，由信息平台在中控室架设的媒体服务器MEDIA SERVER下发，控制命令也由接收平台直接控制。

2 设计要点

1．高保真输出。充分考察现场的建筑学特点，以旅客候车过程中的每一个细节为依据，考虑旅客的视听感觉，根据实际情况设计声场布置图;在声场扬声器安装位置、数量、高度、功率等各个环节，保证声音输出的完美音质;提高音频信号传输过程中的抗干扰能力。

2．数字化传输。信源通过数字音频采集卡进行A/D采样，打包压缩为符合TCP/IP网络传输的包件格式，保证系统传输过程的高保真性;控制信号全部采用计算机远程控制。

3．网络化结构。系统架构在TCP/IP网络上，综合监控室到各个配线间通过网线或光纤连接;系统所有传输信号必须压缩为符合网络传输的标准数据流。

4．智能化管理。根据现场噪声情况进行输出音量的自动增益，符合人性化管理;自动响应消防广播的紧急控制输出，可进行火灾情况下的紧急疏散;能实现小区广播 (含无线广播)。

5．应急机制和冗余备份。在广播综合监控室配置IP应急系统，当系统出现故障、网络通信不正常、数字音频矩阵大部分或者全部瘫痪时，系统开始工作，起到应急作用。

6．高安全运行。IP应急控制装置可以保证系统网络全部中断情况下，由话筒直接通过功率放大器推动声场进行临时播音;功放配置考虑了冗余设计，配置了功放自动检测模块及通道切换模块，自动检测软件能在发现非正常状态下进行声光报警及自动通道退出，并可在非硬件损坏前提下进行软件自恢复。所有系统设备配置自恢复元器件及自检软件，对系统组成设备能进行自动查询及自动故障、使用记录。

7．简捷性维护。系统应设置多种方式参与系统的自动维护，比如各个组成设备的状态显示(空闲、使用、故障)，主要设备 (功率放大器、数字音频终端)故障告警及软件自恢复，设备的热插拔，日志文件记录管理等模块，方便维护人员对设备故障点的定位与故障识别，对系统的稳定性提供保证。

3 系统结构及功能

综合监控室放置信源设备、监听设备、操作员终端等，旅服主机房和配线间内放置数字功率放大器、相关的控制/检测及切换设备等，综合监控室和配线间之间通过以太网连接，广播系统单独组网，系统连接方式分为中心控制室及多个配线间。

交通枢纽站航班、车次、班次运行密度大，间隔时间短，因此对广播音源的平行数量提出较高要求，要求同一时刻可满足64个信源平行播音。数字可寻址广播设计应考虑以下功能。

1．64路信源A/D转换、TCP/IP分组包合成功能;具有64路信源多配线间多广播区平行广播功能;具有32路自动语音平行广播功能。

2．网络全双工通信及网管功能。

3．话筒插播、录音、广播区监听功能。

4．汉语、英语及其他语种合成广播功能。

5．系统设备状态自动查询、检测、电源保护、电源自动分配、优先级访问控制功能。

6．应急广播、小区广播、消防广播功能。

7．功率放大器超温、超载自动告警功能及故障自动备份切换功能。

8．噪声检测、输出音量自动增益功能。

9．防雷保护、输出电平自动采样功能。

4 关键点设计

客运专线高速铁路新型数字可寻址广播方案设计过程中有5个关键点，分别是：①信源的优先级和用户权限定义;②网络要求及带宽计算;③功放配置及供电要求;④无线小区广播设计方案;⑤消防广播设计方案。

4.1 信源优先级和用户权限定义

广播系统信源有优先级之分，消防广播具有最高优先权。系统优先级别由高到低分别为：消防紧急广播、其他紧急事故广播、自动多分区广播、本地多分区广播、本地单分区广播、背景音乐。

4.2 网络要求及带宽计算

综合监控室和各个配线间之间通过以太网连接，传输的数据为数字音频信号和数字控制信号。网络带宽的计算方法为：

其中：B为所需要带宽;C为进行某个信源播音时的带宽，采用 UDP方式，C基本为常数128 kb/s;M为极限播音信源数，即同一时刻用来平行播音的最多信源，一般按照最多设置的广播信源考虑。比如设置信源数量为64个，则所要带宽：B=128 kb/s×64=1024 k×8b/s=8 Mb/s，需要带宽为8 Mb/s。

4.3 功放配置及供电要求

其中，W为配线间供电总功率;W1为功放主用功率;W2为备用功放总功率;W3为备用功放静态功率，W3=W2×10%;B1为数字功率放大器有效值，常数90%;B2为开关电源有效值，常数90%;W4为配线间其他设备功率，一般为800 W。

其中：P为综合监控室用电功率;WP为广播系统总功率。

4.4 无线小区广播设计方案

小区广播可实现某广播区的工作人员在该区域内不经过综合监控室而对本区域进行广播的功能。可采用有线或无线方式。广播员可以通过有线话筒或无线麦克完成对本区域的广播，无线小区广播系统如图1所示。

图1 无线小区广播系统图

无线小区广播设计应具有以下功能。

1．UHF频段一拖二单频双通道无线MIC。

2．超高频段 (UHF)传输，接收。

3．双CPU控制，液晶显示，PLL锁相技术，杂讯检测等。

4．具有64个频点可调，易于操作，在同一场合使用多台且不干扰。

5．系统整个硬件电路由微电脑进行控制，可进行选频、显示、静音锁定等处理，实现传统机型不易实现的各项功能。

4.5 消防广播设计方案

广播系统通过消防控制器与消防专业连接，采用干接点方式，控制器通过RS-485总线方式与配线间数字音频终端连接，在接收消防告警信号后，通过控制器打开相应的广播区进行广播。干接点既可按照客运广播设置，也可按照消防分区设置。如果按照客运广播设置，需要消防完成与客运广播的解析，客运广播只要负责接收消防音频信号及与广播区对应的消防无源干接点信号;如果按照消防分区设置，需在客运广播系统处设置消防广播管理控制器，负责解析消防干接点信号，实现与客运广播的对应法则，该法则主要通过软件完成。

5 结束语

依据以上方案设计的客运专线高速铁路车站广播，能满足高速铁路密集车次自动播音的需要。2008年8月1日京津城际北京南站按照此设计方案设计广播系统，得到成功的运行;2009年石太客运专线太原站、甬台温客运专线温州站都开始投入运营使用，满足了高速铁路信息数字化、网络化的要求。

［1］王令朝．国外高速铁路及其标准化理念综述［R］．北京：中国铁道科学研究院标准计量研究所．2009.

［2］李军．京津城际铁路［J］.轨道交通，2009.

Abstract:As broadcasting system is a key component of information systems in passenger terminals of airports and railway stations，its digitization development is directly related to the achievement of highspeed operation of passenger terminal．This article describes the design cruxes，structure，function，and key points of configuration of digital addressable broadcasting system in the design of transportation hub station．

Key words:Passenger terminals;Digital broadcasting system;Network

孙国民：重庆机场集团有限公司 工程师 401120 重庆

2012-03-27

(责任编辑：诸 红)