轨道交通广播基础功能设计

1、 贵阳市轻轨交通广播系统设计方案贵阳市轨道交通广播系统基础功能方案设计2011年8月一、系统概述轨道交通自动广播系统是消防紧急广播与业务合二为一的广播系统，在平时作为车站业务广播使用，在有火灾报警信号时，切换为消防广播使用。在业务广播时，主要由自动广播及人工广播组成。车站公共广播系统的车次信息源来自信息集成系统，在自动广播服务器的控制管理下，通过数字语音合成广播设备实现自动广播车次信息。使用多语种（普通话、英语等）在相关区域广播车次动态信息、车站服务信息。在车站内的广播室、消防控制室、站台等处设置人工呼叫站，可对任意分区进行呼叫广播。在站台处通过人工呼叫站进行人工广播。在业务广播间隙，系统配置

2、的CD机、双卡录音机、收音机等可播放优雅舒缓的背景音乐。在消防广播时，消防控制室工作人员通过消防广播联动控制信号启动本站内的消防广播（预录广播）或通过呼叫站进行人工广播；消防广播联动控制信号只能对相应的消防广播分区广播，呼叫站可以对本系统的所有分区进行消防广播。车站采用全数字广播系统进行构造，采用分布式的设备布局，节点设备与总控设备采数字音频网络系统处理结构，这种结构使得音频信号的传输避免了传统模拟系统的音频损耗，系统的音质更加趋于完美，在总控室可对所有站台进行人工呼叫及设备监视，并且使得系统具有优秀的扩展及维护特性。车站的前端根据建筑结构及装修特性配置有各种不同的扬声器，构成一个完美的声场，

3、在人员变动较大的区域设置有噪音拾取设备，系统可根据区域中背景噪音的变化自动调节音量的大小，使得旅客始终处在一个听音稳定的环境之中。 二、系统结构广播系统的架构设计轨道交通公共广播系统采用集中管理、分散控制的体系结构，基于以太网技术，所有系统设备或直接或通过接口设备连接于广播系统VLAN中，控制信号传输采用TCP/IP协议，是一个多语言实时的公共广播系统。车站公共广播系统主要由自动广播服务器、自动广播合成设备、用户操作计算机、广播系统管理服务器、设备管理工作站、数字矩阵系统、数字语音记录设备、背景音乐播放设备、人工呼叫站、功率放大设备及功放倒备系统、扬声器、噪声探测器、音控开关、系统接口等软硬件

4、组成。其他车站诸如此类配置，以 TELNET的控制方式或TCP/IP方式可实现总控制车站对其余车站进行寻呼和控制。在广播总机房安装系统集中管理设备；在总控机房及分控机房安装人工呼叫站、设备管理工作站、用户操作计算机、背景音乐播放设备和监听音箱、功放设备。广播系统结构车站广播系统覆盖车站全部区域，在车站内设有一个总机房、一个消防值班室和多个广播分机房。各机房内安装有广播系统的机房设备，在各个站台广播分区安装扬声器、噪声探测器和音量调节器等现场设备，在广播室，在消防控制中心设置消防广播控制接口设备和人工呼叫站。机房与现场设备、呼叫站之间采用音频线缆连接，由此组成一套结构分散、管理集中的有机整体，形

5、成一套完整的广播系统。三、系统功能车站广播系统是车站信息系统的一个子系统，是直接面向旅客和工作人员提供音频服务的一个重要子系统，除了扩声效果必须满足要求外，还必须具备必要的使用功能，这些功能包括：自动广播与半自动广播功能消防广播功能系统监测与管理功能数字音频处理功能系统优先级管理功能系统录音功能呼叫站触发自动广播功能背景音乐播出功能环境噪音与音量自动调节功能监听功能功放自动倒备功能故障自动检测功能广播系统技术指标要求车站广播要求满足下列性能指标要求：清晰度： 50%最大声压级： 90dB声场不均匀度： 5dB传声增益： -8dB系统失真度： 5%频率范围：85HZ16KHZ ,-3dB总噪声级

6、： NR30 扬声器的合理布置扬声器的选型除必须满足技术性能指标以外，还需要考虑安装的方式和装饰环境（建声环境），如吸顶安装、吊挂安装、挂壁安装或墙壁嵌入式安装，等等。根据上述声学计算和计算机辅助设计模拟分析，选择符合要求技术性能指标扬声器和扬声器布置的位置及其安放角度。音频处理器的配置本广播系统的每路音频输出都可以根据不同型号的扬声器、不同的建筑声学和安装环境来配置不同的音频处理设备，包括频率均衡器、压缩器、自动增益控制器等等。从而保证高标准广播音质的输出。而且，所有这些设备都是通过媒体矩阵软件从DSP卡调用的，可以满足任何环境改变的需要，或用户用途改变的需要，随时方便地通过媒体矩阵软件设置

7、来进行更改，以保证在任何情况下都能输出高标准的音质。可根据不同的广播内容进行调整本广播系统可以通过软件设置，针对不同的广播内容，自动进行不同的音频处理。如：用足够的频响宽度播放背景音乐，使其高低音都能得到良好的表现；而进行语音广播时，主要是提高语言的清晰度，可以使用另一种频率均衡方式，所有这一切都是通过系统软件进行的预先设置或临时改变而得到的，操作、管理、设置方式都非常灵活。因而，本广播系统可以使各种播音内容都有良好的音响效果。自动广播音量调整人耳的听觉在不同的听音条件下感觉是不同的，不同的环境、不同的声压条件下需要进行不同的调整。本广播系统可以通过软件设置，使音频处理器能根据输出音量的大小，

8、及环境噪声的大小（参见 “环境噪声分析系统”部分），分别自动作出不同的调整，使各广播分区都能根据各自的需要进行调整，达到良好的播音效果。自动广播与半自动广播功能自动广播的车显信息来自车显信息显示系统车显或者集成（正常状态下为车显，当车显系统故障时，手动切换至集成系统），通过自动广播服务器的控制实现自动广播。车显、集成与广播系统的自动广播服务器连接采用TCP/IP，自动广播服务器与广播系统控制主机的连接采用广播系统VLAN。当有需要播放的车次信息内容时，由自动广播服务器发出相应的车次信息播放指令，指令传递给广播系统控制主机控制自动语音合成系统进行语音合成，并经数字音频处理后播放到相应的广播区域。

9、实现车次信息的自动广播。在用户操作计算机上配置了自动播音软件的客户操作界面，通过界面输入半自动广播信息，并经过广播系统VLAN发送给自动广播服务器，实现半自动广播功能。消防广播功能在消防控制中心设置有消防广播控制台、人工呼叫站。消防广播系统支持RS232/485方式或干接点或TCP/IP方式与消防报警系统连接。系统功能：1）消防控制中心的消防广播控制台在紧急情况下投入使用。消防广播启动后，能根据需要强行切入相应广播分区进行消防紧急广播，紧急广播分区内的其它广播均会被切换，直至紧急广播结束或被取消。可做指定区域广播或邻区广播，其它广播分区的正常广播保持不变。2）消防广播控制台设置在消防控制中心，

10、通过RS485/232接口接收火灾报警系统发来的火灾报警确认信号和火灾区域信号。火灾发生时，经过操作人员确认，进行自动紧急广播或手动紧急广播。自动紧急广播：广播系统接收到火灾报警系统发来的火灾报警确认信号和火灾区域信号后，依据预先设定的广播分区和广播方式，自动启动预先录制在媒体矩阵主机内的自动消防广播音频文件，向相应的广播分区进行自动紧急广播。自动消防广播音频文件以WAV文件方式保存，内容可根据要求调整。人工紧急广播：操作人员确认火灾后，使用消防紧急广播站台进行人工紧急广播。消防广播站台配有扩展键盘对应所有的消防广播分区，能够实现“一健即通”的人工消防广播。3）火灾发生时，广播系统能自动或手动

11、启动相应防火分区的功率放大器，并将公共广播系统的功率放大器和扬声器强制进入紧急广播状态，音量开关自动调至最大音量。数字音频处理功能广播系统的数字音频处理功能是由媒体矩阵来完成的。媒体矩阵能对每一路的音频输入和输出独立进行数字音频处理。媒体矩阵数据设备库中存有各种不同种类的反馈抑制器、调音台、音频路由器、均衡器、分频器、压限器、延时器、激励器、噪声门、混响器、电平表、频谱仪、信号发生器、转换器等等超过250种音频信号处理器。用户就像在使用CAD软件一样，只需要将所需设备放置在屏幕上，然后连线、运行，一个音响系统就完成了。只需要音源、功放和音箱，其余的全部交给媒体矩阵来处理。由于在矩阵内部的处理过

12、程全部是数字式的，因此不会像传统的模拟系统那样积累设备的噪声和失真；同时由于这些设备全部集成在一部主机中，也免去了普通数字处理设备连接的线路和接口问题。媒体矩阵的DSP数字处理器的量化数位为48bit；所有输入/输出的量化数位为24bit；数字界面的量化数位为18bit；系统采用48kHz采样频率，64倍超取样的A/D、D/A转换，以保证设备的频率响应从5Hz-22kHz，动态范围达120dB，矩阵可以根据DSP卡和A/D、D/A接口硬件数量的多少，其输入/输出通道可以从88直至256256矩阵。系统优先级管理功能本公共广播系统具备完善的优先级管理功能，并且在使用时可以根据需要进行灵活的设置。

13、根据招标文件的要求，本投标人所设计的公共广播优先级满足以下顺序：1. 消防控制中心的消防广播控制台自动消防广播2. 消防控制中心的人工呼叫站人工消防广播3. 广播室的人工呼叫站人工应急广播4. 车站管理中心的人工呼叫站备用人工应急广播5. 站台旅客服务中心的人工呼叫站人工广播6. 车次自动广播系统自动广播7. 车次自动广播系统车行通告广播8. 多媒体工作站背景音乐广播本系统的优先级设定由媒体矩阵主机进行划分。 贵阳市轻轨交通广播系统设计方案系统优先级逻辑关系图如下： 技术部分 贵阳市轻轨交通广播系统设计方案广播管理排队规则如下：在同一个广播分区内，当有多个同一优先级别的广播内容时，系统将自动采

14、用先进先出原则排队；当有多个不同优先级别的广播内容时，高优先级的广播内容将自动插入到低优先级广播内容的前面。广播管理队列中存储的广播信号可以可被授权用户通过系统管理软件删除。呼叫站触发自动广播功能人工呼叫站台通过在图形化的操作界面上进行广播分区的选择和广播内容的选择，可以按照预先设计的编码向广播系统控制设备发送触发自动广播的指令。广播系统控制主机将触发信息（正常登车或催促登车）和站台信息发送给自动广播控制软件，自动广播控制软件则根据站台编号和预计登车时间查找排在本站台最前面的广播队列，将车次状态改为正常登车或催促登车，以实现正常登车或催促登车自动广播。同时也可以通过呼叫站台的话筒直接进行呼叫。

15、背景音乐播出功能背景音乐的播出是由激光唱机提供背景音乐源，由数字音频矩阵系统进行处理和调度，实现背景音乐的播出功能。环境噪音与音量自动调节功能在需要进行噪声检测的广播分区现场设置噪声探测麦克风，通过模拟音频线接入媒体矩阵主机，利用矩阵系统内的噪声分析处理软件进行噪声检测处理。将噪声信号与正常广播信号做比较，实现无论在任何大小的噪声环境情况下都可以清晰准确的让旅客听到广播内容。媒体矩阵音频信号处理主机具有自动音量控制功能，可根据环境噪音的大小自动调节广播输出电平。应用媒体矩阵专用音频控制软件，在系统中加入背景噪声分析检测设备，实时的对预先设定的音量进行变更。旅客较少、背景噪声降低时，背景噪声检测

16、话筒拾取的背景噪声较低，系统会自动将广播的电平做适当的降低，而当游客增加和背景噪声提高时，系统也会自动提升广播电平。噪声分析设备不停地将噪声信号拾取到系统中，与广播信号电平做比较，始终保持让旅客听到清晰而准确的广播信息。同时为避免出现突发噪声（如：旅客打喷嚏或有行李掉在地面上）而使系统在很短的时间里对广播电平做出突然调整，在软件设置上会对拾取到的背景噪声信号做一段时间内的平均分析，在得出一个噪声平均值后，以这个平均值为依据来对广播信号进行调整，这样检测到的噪声值才是一个有效数值。需要指出的是，环境噪声探测器和被控扬声器必须是处于同一声场环境。媒体矩阵的环境噪声分析系统能够区分系统自身播放的广播

17、内容和环境噪声的区别，系统仅根据环境噪声大小自动作相应调整，而不会因声场环境的限制降低广播的质量，甚至可以将检测话筒和广播扬声器放在距离很近的位置。监听功能广播系统在广播总控室设置有源监听音箱，直接与位于主机房媒体矩阵主机模拟输出端连接，通过用户操作工作站进行选区，监听其音频输出，由此实现广播分区播出音频的监听功能。噪声探测器工作原理：噪声探测器主要是通过本设备探测人群中的噪声，把检测到的噪声信号传给广播系统主机，然后经数字音频处理和分析调整功放输出，便可达到要求的自动音量和频率控制。构成：它主要是由多指向性的动态话筒构成，外壳采用钢制，面板采用铝合金结构，这样不仅保证设备的美观，更主要的是防

18、止外界的压力对本设备造成的破坏。技术指标：1)指向性： 全向2)灵敏度： -38dB3dB3)阻抗： 2004)极性模式： 背极式驻极体5)频率范围： 50Hz16KHz6)话筒类型 动态话筒7)使用电压：952V幻象电源连接：噪声探测器通过RVVP 2 X1.0双绞线屏蔽电缆连接到噪声探测器输入模块上。噪声探测器可以与媒体矩阵主机，由媒体矩阵输入卡提供幻象电源。安装：可墙面或天花安装。 音量调节音量开关用来调节用户所在位置的广播音量大小直至关闭。但在用户区域出现紧急情况时，必须把这个区域内所有的音量控制器强行全部开启到最大。这个功能是通过内置在音量控制器里的24V继电器实现的。为了强行打开（

19、绕过）音控器，当消防控制中心接收到报警信号后，会提供485信号给广播数字音频矩阵主机，数字音频矩阵主机可以识别是哪个分区有报警信号，同时自动向报警区域播放紧急广播信号，为避免因为某个广播场地将音量控制器调节到关闭状态或电平较小状态，造成无法对这些区域进行紧急广播，在此需要向有音量控制器区域内的所有音量控制器发出24V强切控制信号。有音量控制器的区域采用标准四线制，工作原理如下图所示：其中，X和Y极接功放输出，RLY接24V强切电源。功放自动倒备功能功放自动倒备功能是利用功放倒备器来实现的。功放倒备器实时监测功放系统的工作状态，当侦测到某回路的功放不能正常工作时，功放倒备器会自动将输出切换到备份

20、通道上，完成功放自动倒备的功能。系统管理服务器也可以通过网络随时访问“功放倒备器”，自行检测功放，一旦发现有某个功放存在隐患，也可以在远程强行将隐患功放的输入和输出信号切换到“功放倒备器”。故障自动检测功能本广播系统能够实现如下故障检测功能： 设备检测：数字音频矩阵系统、人工呼叫站 线路检测：扬声器线路、人工呼叫站线路检测设备的自动检测功能数字音频矩阵系统：媒体矩阵数字音频矩阵系统，由系统软件和硬件组成，主要硬件包括媒体矩阵主机和功放自动倒备器，这些设备全部通过网络连接在一起，利用安装在媒体矩阵主机内的专用软件可以检测到这些设备在网络内的工作状态。主要检测内容包括： 音频数据包的流向和设置情况

21、 所有音频接口机的工作状态 控制信号（RS-485）在网络内传输通道 所有音频输入/输出的电平状况 网络连接状况检测和报警 广播分区工作状态 人工呼叫站的工作状态 数字音频矩阵工作状态人工呼叫站的检测：呼叫站的检测是利用媒体矩阵主机和系统控制主机共同完成的，数字音频矩阵负责检测人工呼叫站的语音信号和控制信号，音频切换器则起到对所有的人工呼叫站的工作进行整体协调的工作。当人工呼叫站的工作状态出现异常是，系统会在系统管理服务器显示故障原因，并作出相应的提示。线路检测功能扬声器回路检测功能是由智能功放倒备器来实现的。功放倒备器可以对输出给每一个回路扬声器的信号进行实时监测，一旦发现某个回路的输出信号信号出现异常，功放倒备器会通过网络向系统管理服务器直接发送报警信息。所有的报警、故障性质和具体故障位置都