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        鐵路客運車站小區(qū)廣播系統(tǒng)的優(yōu)化研究及應(yīng)用實踐

        2020-06-19 03:34:14中國鐵路上海局集團有限公司客運部
        上海鐵道增刊 2020年1期
        關(guān)鍵詞:信號設(shè)備

        王 丹 中國鐵路上海局集團有限公司客運部

        1 引言

        隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展以及客站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,大量新技術(shù)、新設(shè)備在客運車站投入使用,信息化水平顯著提升,使得鐵路運營進入到高技術(shù)、高標(biāo)準(zhǔn)和高安全性為一體的全新時代。車站客運廣播系統(tǒng)是客運服務(wù)信息系統(tǒng)的重要組成部分,是為旅客提供信息服務(wù)的核心載體之一??瓦\廣播系統(tǒng)的設(shè)置旨在體現(xiàn)以人為本的理念,為車站旅客提供購票、進站、候車、乘車、出站等各個環(huán)節(jié)的全方位信息服務(wù)。小區(qū)廣播作為車站客運廣播系統(tǒng)中的一項重要功能,主要用于車站工作人員引導(dǎo)、組織旅客有序乘車,緊急情況下提醒旅客安全事項,維護車站良好乘車秩序。

        2 管內(nèi)客運車站小區(qū)廣播系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

        2.1 概況

        截至2019 年底,上海局集團公司管內(nèi)共有客運車站245個(含金溫公司4 站),其中客運營業(yè)站232 個,停辦或臨時停辦客運業(yè)務(wù)13 個;高鐵車站163 個(含高普混合車站),普速車站69 個。經(jīng)全面調(diào)研梳理管內(nèi)客運車站廣播系統(tǒng)情況,目前仍有12 個較小普速客站沒有客運廣播系統(tǒng);除高鐵車站以及部分改造車站具備小區(qū)廣播系統(tǒng)外,大部分既有普速客站廣播系統(tǒng)無小區(qū)廣播功能。從集團公司管內(nèi)車站小區(qū)廣播的覆蓋范圍來看,新建高鐵車站的小區(qū)廣播一般覆蓋候車室、站臺、售票廳、出站廳等旅客服務(wù)區(qū)域;后續(xù)改造車站小區(qū)廣播時,從節(jié)約和控制投資費用的角度統(tǒng)籌,綜合考慮小區(qū)廣播使用頻次和重要性,一般重點覆蓋候車室、站臺等核心區(qū)域。

        目前管內(nèi)客站既有小區(qū)廣播廠家主要有天津北海、天津先唯、天津奧帕斯博、黎明時代、TOA、ITC、濟南滋泉等7 家單位,其中50 個車站小區(qū)廣播廠家為天津北海;21 個車站小區(qū)廣播廠家為天津先唯;21 個車站小區(qū)廣播廠家為天津奧帕斯博;21 個車站小區(qū)廣播廠家為黎明時代;20 個車站小區(qū)廣播廠家為TOA;9 個車站小區(qū)廣播廠家為ITC;6 個車站小區(qū)廣播廠家為濟南滋泉。

        2.2 傳統(tǒng)小區(qū)廣播工作模式

        根據(jù)《鐵路客運服務(wù)信息系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(Q/CR 9140-2018)相關(guān)規(guī)定,小區(qū)廣播設(shè)置控制設(shè)備、無線接收設(shè)備及無線話筒等,根據(jù)需要可利用客運對講設(shè)備。從目前上海局管內(nèi)客站小區(qū)廣播工作模式來看,一般由車站客運人員手持小區(qū)廣播話筒口播,安裝在廣播區(qū)域內(nèi)的接收機接收到話筒傳來的無線音頻信號,接收機接收到信號后通過音頻線纜傳輸至信息機房小區(qū)廣播接收單元設(shè)備,再進入對應(yīng)的廣播分區(qū)設(shè)備實現(xiàn)小區(qū)廣播功能。

        2.3 傳統(tǒng)小區(qū)廣播現(xiàn)狀問題分析

        隨著時間的推移,由于站臺電磁環(huán)境逐步惡化、無線接收設(shè)備性能下降以及綜合布線施工不規(guī)范等原因,車站小區(qū)廣播在使用過程中,經(jīng)常出現(xiàn)信號接收不到或口播聲音不流暢存在聲音斷續(xù)等問題,影響車站客運乘降組織。主要表現(xiàn)在以下方面:

        2.3.1 設(shè)備故障率高、維修難度大

        現(xiàn)有車站小區(qū)廣播的天線、天線放大器、天線分支器大多安裝在站房天花板頂部或站臺雨棚下方位置,安裝高度一般在(6~20)m。站臺區(qū)域小區(qū)廣播設(shè)備受室外天氣環(huán)境影響,設(shè)備故障率較高。由于接收設(shè)備狀態(tài)不良、故障頻發(fā)導(dǎo)致小區(qū)廣播無法使用的情況時常發(fā)生,設(shè)備故障時需登高作業(yè),且故障點不易排查,維修難度大,登高作業(yè)安全系數(shù)低。

        2.3.2 小區(qū)廣播信號覆蓋范圍不夠

        由于小區(qū)廣播接收機的信號接收半徑約100 m,信號覆蓋范圍有限。在廣播區(qū)域的部分地方使用話筒進行廣播業(yè)務(wù)時,小區(qū)廣播接收機無法接收到話筒音頻信號,導(dǎo)致小區(qū)廣播無聲音或小區(qū)廣播聲音斷續(xù)、不清晰。

        2.3.3 線路易受干擾

        傳統(tǒng)小區(qū)廣播信號接收設(shè)備接收到話筒信號后,通過線纜傳輸至信息機房小區(qū)廣播接收設(shè)備。信號在線纜傳輸過程中容易受到周圍環(huán)境磁場的干擾。由于小區(qū)廣播優(yōu)先級高于主廣播,當(dāng)小區(qū)廣播線路受干擾時,小區(qū)廣播信號切斷主廣播信號,導(dǎo)致該廣播區(qū)無聲音或出現(xiàn)電流聲。

        2.3.4 建設(shè)期布線成本較高

        目前小區(qū)廣播大多需要從信息機房或配線間布線至站臺、候車室、售票廳、出站口等廣播區(qū)域,纜線施工費用較高,且為降低線路干擾對線纜施工工藝有嚴(yán)格要求。

        2.3.5 便攜性差

        車站客運人員作業(yè)時,需隨身攜帶一個話筒和一部對講機,作業(yè)不便。

        3 小區(qū)廣播系統(tǒng)的優(yōu)化研究

        3.1 小區(qū)廣播系統(tǒng)優(yōu)化原則

        針對傳統(tǒng)小區(qū)廣播系統(tǒng)的缺點,以解決小區(qū)廣播系統(tǒng)信號覆蓋范圍不夠、線路易受干擾、設(shè)備故障率高、后期維護不便、客運人員便攜性差等問題為基本原則,綜合考慮投資費用、現(xiàn)場條件等因素,研究小區(qū)廣播系統(tǒng)優(yōu)化方案 。在恢復(fù)小區(qū)廣播功能的基礎(chǔ)上,擴充信號覆蓋范圍,增加一鍵觸發(fā)廣播等功能,通過按鍵形式播放小區(qū)廣播,減少客運人員的工作量。同時終端接入車站語音對講系統(tǒng),實現(xiàn)小區(qū)廣播話筒與語音對講機終端合并。

        3.2 對講型小區(qū)廣播系統(tǒng)

        3.2.1 工作模式

        客運值班員手持對講機接入小區(qū)頻道,進行客運廣播,信號通過無線傳輸形式至信令接收處理單元,再由信令接收處理單元進行解析后進入對應(yīng)的廣播設(shè)備將聲音傳送至揚聲器,實現(xiàn)小區(qū)廣播功能。

        考慮部分車站信息機房內(nèi)屏蔽信號較強,為了達到接收效果最佳,可在信令接收處理單元設(shè)備上加裝天線,增強接收效果。

        3.2.2 主要功能

        (1)人工口播功能。當(dāng)無線對講機按下人工口播鍵實現(xiàn)音頻播放時,直接產(chǎn)生音頻信號進入無線小區(qū)接收裝置,根據(jù)預(yù)先預(yù)置的優(yōu)先級順序,和網(wǎng)絡(luò)音頻控制服務(wù)器的音頻信號進行比較,把相應(yīng)音頻輸送到數(shù)字功率放大器,驅(qū)動揚聲器進行播音。

        (2)一鍵直播功能。客運人員根據(jù)實際情況,選擇一鍵直播模式代替口播(可提前將常用的語句錄制存放在服務(wù)設(shè)備),快速實現(xiàn)開始檢票、上下車旅客宣傳、對應(yīng)站臺地標(biāo)候車、快捷換乘、清理站臺、安全提醒等業(yè)務(wù)廣播。

        (3)對講功能??瓦\人員只需攜帶一臺對講機,通過調(diào)整手持對講機頻道完成不同業(yè)務(wù)對講。當(dāng)需要與既有的客運站車模擬對講系統(tǒng)進行對話時,可直接在對講機上進行模擬頻道切換,調(diào)至預(yù)設(shè)生產(chǎn)的對講頻道,實現(xiàn)與車站其他崗位、列車司機、列車長等的互聯(lián)。通過無線雙頻雙守功能可實現(xiàn)當(dāng)對講機在小區(qū)廣播頻道也能收聽到生產(chǎn)對講廣播內(nèi)容。

        (4)音量獨立調(diào)節(jié)功能 。采用數(shù)字控制技術(shù),通過終端實現(xiàn)遠程音量控制。傳統(tǒng)小區(qū)廣播音頻調(diào)節(jié)需在信息機房內(nèi)對功放設(shè)備進行音量調(diào)節(jié)。

        (5)自動巡檢功能。具備自動巡檢功能,可監(jiān)視小區(qū)廣播系統(tǒng)設(shè)備運行狀態(tài)。

        3.2.3 系統(tǒng)優(yōu)點

        (1)信號接收范圍廣。對講型小區(qū)廣播的信號傳輸覆蓋廣泛≥1 000 m,站臺無需部署信號接收設(shè)備及音頻線纜,相對傳統(tǒng)小區(qū)廣播接收機100 m 的接收半徑,信號覆蓋范圍大大增強。

        (2)抗干擾能力強。數(shù)字對講機采用IP67 標(biāo)準(zhǔn)防水防塵等級防護,能滿足在復(fù)雜的電磁與惡劣的自然環(huán)境下工作,系統(tǒng)采用無線4FSK 調(diào)制和TDMA 傳輸通信方式,省去了大量的綜合布線,由此消除了因線路問題所引發(fā)的廣播系統(tǒng)故障。

        系統(tǒng)設(shè)計遵照國內(nèi)先進的PDT 標(biāo)準(zhǔn),獨立靈活的數(shù)字傳輸加密機制,保證了廣播的安全性及無線數(shù)字頻率的獨立性,PDT 小區(qū)制應(yīng)用模式不會與車站內(nèi)外的其它無線電波源發(fā)生相互干擾現(xiàn)象。

        PDT 標(biāo)準(zhǔn)采用先進的窄帶編解碼器及數(shù)字糾錯技術(shù),可更好地抑制噪音,能夠適應(yīng)復(fù)雜電磁環(huán)境,尤其是在信號覆蓋邊緣范圍,語音明顯比模擬產(chǎn)品更優(yōu)質(zhì)清晰。

        (3)一機多用,功能整合??瓦\人員可以通過調(diào)節(jié)手持對講機上的頻率實現(xiàn)對不同區(qū)域的小區(qū)廣播(例如檢票口、站臺、進出站通道等)。當(dāng)需要與既有的客運站車模擬對講系統(tǒng)進行對話時,可直接在對講機上進行模擬頻道切換,實現(xiàn)互聯(lián)。

        (4)維護方便,節(jié)省投資。對講機型小區(qū)廣播系統(tǒng)采用無線調(diào)頻廣播方式,在工程建設(shè)期可省去大量的傳輸線纜和線路鋪設(shè)費用,同時省去了運營期間的線路檢修工作,方便日常運行維護,使運維成本大大降低。

        3.3 京滬高鐵車站應(yīng)用實例

        3.3.1 京滬高鐵車站小區(qū)廣播現(xiàn)狀

        京滬高鐵車站原有廣播采用TOA 廣播系統(tǒng),車站站臺區(qū)域小區(qū)廣播的天線、天線放大器、天線分支器都安裝在站臺頂部,站臺頂部至站臺面距離在(12~20)m,由于常規(guī)車站站臺雨棚無維修馬道,小區(qū)廣播接收天線出現(xiàn)故障時常無法及時完成設(shè)備維修或更換。沿線車站小區(qū)廣播的天線放大器、線路和小區(qū)話筒大都存在故障,無法正常使用,主要故障現(xiàn)象表現(xiàn)為小區(qū)廣播無聲音、口播聲音不流暢存在聲音斷續(xù)、廣播區(qū)內(nèi)信號不能完全覆蓋整個廣播區(qū)導(dǎo)致在有的地方無法接收到信號,影響了乘客的乘車體驗。具體故障情況見表1。

        表1 京滬高鐵站車站小區(qū)廣播故障情況

        3.3.2 既有小區(qū)廣播系統(tǒng)的優(yōu)化改造

        在充分調(diào)研掌握京滬高鐵車站既有小區(qū)廣播設(shè)備情況的基礎(chǔ)上,按照“滿足生產(chǎn)需要,充分利舊,控制投資”的原則,組織對既有小區(qū)廣播設(shè)備進行優(yōu)化改造。

        具體實施和應(yīng)用情況如下:京滬高鐵車站既有站臺小區(qū)廣播故障區(qū)域全部按照對講機型小區(qū)廣播進行改造,并與既有TOA 廣播系統(tǒng)兼容,前端揚聲器設(shè)備利舊;南京南站檢票口、昆山南站檢票口、蘇州北站候車廳及出站廳區(qū)域考慮站房整體結(jié)構(gòu)以及投資費用,按照接收機配有源音箱模式的小區(qū)廣播進行改造,該小區(qū)廣播系統(tǒng)為獨立廣播系統(tǒng),與既有廣播系統(tǒng)無關(guān)聯(lián)。京滬高鐵車站共新增對講型小區(qū)廣播52套,接收機配有源音箱模式的小區(qū)廣播36 套。具體改造情況見表2。

        表2 京滬高鐵站車站小區(qū)廣播改造情況

        京滬高鐵車站小區(qū)廣播系統(tǒng)改造后,解決了長期存在的信號接收差、信號覆蓋距離不夠、播音效果不佳等問題,特別是站臺區(qū)域的小區(qū)廣播系統(tǒng)使用頻率高,效果顯著提升,在很大程度上方便了現(xiàn)場乘降組織。

        4 結(jié)束語

        對講機型小區(qū)廣播系統(tǒng)的研究應(yīng)用為后續(xù)既有車站小區(qū)廣播系統(tǒng)的優(yōu)化改造提供了借鑒依據(jù)和成功經(jīng)驗。結(jié)合上海局管內(nèi)既有車站設(shè)備實際情況,具備條件時分階段逐步改造推廣,通過硬件設(shè)備設(shè)施的改進,進一步促進服務(wù)品質(zhì)的提升。

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