網(wǎng)絡(luò )音頻系統在現代化大型交通樞紐中的應用-太原南站公共廣播系統 ——網(wǎng)絡(luò )音頻系統在現代化大型交通樞紐中的應用-太原南站公共廣播系統

　　隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )、數字技術(shù)的普及，越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò )音頻系統被廣泛的應用在會(huì )議中心、主題公園、體育場(chǎng)館、交通樞紐等各類(lèi)大型場(chǎng)合。其中現代化的大型交通樞紐(例如機場(chǎng)和高鐵車(chē)站)的公共廣播系統更是無(wú)一例外的全部采用了網(wǎng)絡(luò )音頻系統。

　　交通樞紐的公共廣播系統由于覆蓋面積龐大，集成化程度和自動(dòng)化程度高，傳統的模擬系統已經(jīng)遠遠無(wú)法滿(mǎn)足這類(lèi)復雜系統的需求，而集成了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )音頻傳輸技術(shù)、軟件化音頻處理技術(shù)、邏輯控制和接口二次開(kāi)發(fā)功能于一體的大型網(wǎng)絡(luò )音頻系統則能夠很好的滿(mǎn)足交通樞紐公共廣播系統的需求。

　　本文以高速鐵路太原南站為例，主要介紹美國QSC公司的Q-Sys網(wǎng)絡(luò )音頻系統在現代化大型交通樞紐公共廣播系統中的應用及其系統特點(diǎn)。

　　一、 工程案例背景概述

　　太原南鐵路客運站是我國鐵路“十一五”規劃石家莊至太原鐵路客運專(zhuān)線(xiàn)上最大的客運站，是山西省省城的十大建筑之一?？偨ㄖ娣e為183952平方米，站房寬212米，進(jìn)深330米，最高點(diǎn)38.6米，最高聚集人數為5000人。采用“上進(jìn)下出”的進(jìn)出站流線(xiàn)模式，平面布置分為東、西站房，高架站房，無(wú)站臺柱雨棚等區域。站房主體結構為地上2層，地下1層，局部有夾層。地下為鋼筋混凝土結構，地上為鋼結構。屋蓋為鋼桁架單元體結構。站場(chǎng)內設10臺22線(xiàn)，其中基本站臺2座，中間站臺8座。車(chē)場(chǎng)分為石太(石家莊～太原)、大西(大同～西安)車(chē)場(chǎng)兩部分，向北連接石太線(xiàn)、大西線(xiàn)，向南連接大西和太中銀線(xiàn)，太原南站作為石太客運專(zhuān)線(xiàn)和太中銀鐵路的終點(diǎn)和起點(diǎn)，是連接我國中西部地區的重要交通樞紐。

　　二、 系統概述

　　在高鐵車(chē)站中，公共廣播系統是車(chē)站中旅客服務(wù)系統的一個(gè)子系統，同檢票系統、大屏顯示系統等子系統一起同時(shí)掛在旅服系統控制平臺(以下簡(jiǎn)稱(chēng)集成平臺)下，通過(guò)標準控制接口接受集成平臺的實(shí)時(shí)管理和控制。

　　公共廣播主要向旅客播放車(chē)站的車(chē)次動(dòng)態(tài)信息、業(yè)務(wù)信息、特別通告、尋人通知，以及兼顧火警等緊急情況的緊急廣播等。廣播系統采用人工廣播和自動(dòng)廣播兩種方式，用中文普通話(huà)、英語(yǔ)等多種語(yǔ)言實(shí)現業(yè)務(wù)、宣傳、臨時(shí)、緊急、背景音樂(lè )資訊等廣播內容。

　　太原南站公共廣播系統共分32個(gè)大功能分區，70個(gè)廣播分區，16個(gè)消防分區，在末端采用了621只吸頂揚聲器和327只壁掛揚聲器。由于覆蓋面積過(guò)大，系統的傳輸設備和功放驅動(dòng)設備分別設置在5個(gè)機房間內。5個(gè)機房間分屬三個(gè)樓層的不同區域，實(shí)現揚聲器回路就近進(jìn)入驅動(dòng)功放機房。所有的機房和控制室通過(guò)一套星型拓撲千兆光纖網(wǎng)絡(luò )連接起來(lái)，實(shí)現系統的集中監控和遙控。

　　三、 Q-Sys系統簡(jiǎn)介

　　Q-Sys系統為美國QSC公司旗下的一套大型網(wǎng)絡(luò )音頻解決方案，主要由音頻處理主機CORE、音頻接口箱I/O FRAME、控制軟件以及千兆網(wǎng)絡(luò )組成，無(wú)縫兼容QSC功率放大器和無(wú)源揚聲器。所有的網(wǎng)絡(luò )設備通過(guò)千兆網(wǎng)絡(luò )連接起來(lái)即可完成工作。

　　1) CORE主機

　　CORE主機是Q-Sys系統的處理核心，音頻系統中所有的音頻信號處理、路由和控制信號全部是在這里進(jìn)行的。CORE主機分有三個(gè)型號：CORE1000、CORE3000、CORE4000。三種主機分別可以處理64×64、128×128、512*×512*個(gè)音頻通道，是當今世界上處理能力最強的音頻處理主機。CORE主機摒棄了傳統音頻處理主機采用DSP芯片進(jìn)行音頻信號處理的老方式，而采用全新的音頻處理核心-多核64位中央處理單元進(jìn)行音頻信號處理。采用這種全新的處理引擎后，CORE主機的信號處理能力遠遠大于傳統采用DSP芯片作為處理核心的音頻處理主機。

　　CORE主機內部?jì)戎昧硕喾N音頻處理模塊，如：分頻器、混音器、自動(dòng)混音臺、噪聲門(mén)、路由器、動(dòng)態(tài)處理器、噪聲發(fā)生器、參量/圖示均衡器、動(dòng)態(tài)顯示器、音頻文件播放器、RTA測試工具等等，能夠滿(mǎn)足各類(lèi)場(chǎng)所音頻系統的需要。

　　超強的處理能力、豐富的音頻處理模塊，使CORE具有充足的資源來(lái)進(jìn)行音頻信號處理，給音響系統設計師提供了一個(gè)自由的平臺，供其任意設計自己想要設計的音響系統。

　　2) I/O FRAME音頻接口箱

　　I/O FRAME是一個(gè)1U模塊化音頻接口箱，最大支持16個(gè)音頻通道，采用32比特浮點(diǎn)信號處理方式和高端數模、模數轉換器，使整套系統具有高保真音質(zhì)效果。所有的模擬信號都是通過(guò)I/O FRAME進(jìn)入音頻系統，也是通過(guò)I/O FRAME輸出至功率放大器的。

　　機身集成四個(gè)卡槽，可以配置不同種類(lèi)的輸入輸出接口卡。目前支持的卡的類(lèi)型有CIML4：麥克風(fēng)/線(xiàn)路輸入標準卡;CIML4-HP：麥克風(fēng)/線(xiàn)路輸入高性能卡;COL4：標準線(xiàn)路輸出卡;CODP4：QSC開(kāi)關(guān)電源功放專(zhuān)用卡;CAES4：AES信號輸入輸出卡。

　　I/O FRAME可以和CORE安裝在一起，也可以安裝在音頻網(wǎng)絡(luò )可以覆蓋的任何地方。這種系統結構極大的增加了系統設計的靈活性，并且大大的削減了鋪設模擬音頻線(xiàn)纜的長(cháng)度以及鋪設成本。

　　3) 網(wǎng)絡(luò )

　　Q-Sys系統基于QSC公司自主研發(fā)的三層網(wǎng)絡(luò )音頻傳輸協(xié)議-Q-LAN。

　　該協(xié)議能夠在千兆以太網(wǎng)上實(shí)時(shí)傳輸無(wú)損音頻信號，一個(gè)千兆網(wǎng)線(xiàn)可以傳輸512個(gè)音頻通道，且最大支持網(wǎng)絡(luò )七跳，網(wǎng)絡(luò )延時(shí)為0.667毫秒。Q-LAN協(xié)議分為控制部分和音頻部分，利用QoS中的DSCP協(xié)議來(lái)控制同步信號、音頻信號、非同步控制信號的優(yōu)先級，因此無(wú)需構建控制和音頻傳輸兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )或者VLAN，可大大節省網(wǎng)絡(luò )投資。

　　此外，Q-Sys系統能夠通過(guò)DataPort技術(shù)監控QSC功率放大器，并對QSC無(wú)源揚聲器進(jìn)行自動(dòng)的本征校正處理。

　　系統功能實(shí)現

　　太原南站公共廣播系統是一套智能化的現代交通樞紐廣播系統。由于現代化的高鐵車(chē)站客運能力大大增加，車(chē)站內的旅客人流龐大，車(chē)站面積也比從前大了很多，傳統廣播系統已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足當前系統的需求?；赒-Sys網(wǎng)絡(luò )音頻系統的太原南站公共廣播系統，采用了大量的IT技術(shù)，實(shí)現公共廣播自動(dòng)化、智能化、人性化，為廣大旅客提供更周到、更準確、更高效率的服務(wù)和指引。

　　其中廣播系統還兼顧了火警消防廣播功能，實(shí)現了一套系統兩套功能的資源優(yōu)化配置。下面就介紹一下公共廣播系統的子系統和功能及其實(shí)現原理。

　　1) 自動(dòng)語(yǔ)音合成廣播

　　現今的高鐵車(chē)站由于業(yè)務(wù)廣播繁忙，不可能由人來(lái)進(jìn)行列車(chē)到站、檢票等廣播進(jìn)行。因此車(chē)站中所有列車(chē)到達、出發(fā)等列車(chē)信息以及平時(shí)循環(huán)播放的告示、通知等廣播，全部根據事先計劃好的日程表自動(dòng)合成并傳送至廣播系統進(jìn)行廣播。

　　? 語(yǔ)音合成

　　自動(dòng)語(yǔ)音合成系統為自主研發(fā)的一套語(yǔ)音合成系統，系統采用SonicVoice TTS引擎及其語(yǔ)音庫(各類(lèi)語(yǔ)種)。自動(dòng)語(yǔ)音合成系統可以根據車(chē)站指揮中心下發(fā)的列車(chē)運營(yíng)信息，自動(dòng)生成相對應的列車(chē)到站、出站、檢票、上車(chē)等廣播語(yǔ)句音頻文件，并以TCP/IP方式傳輸給廣播系統主機-Core上。車(chē)站廣播操作人員同樣可以通過(guò)該系統手工訂制計劃播放列表，自動(dòng)生成告示、通知等廣播語(yǔ)句以及背景音樂(lè )廣播，各類(lèi)通知語(yǔ)音文件和背景音樂(lè )文件通過(guò)TCP/IP方式傳輸給廣播系統主機-Core上。

　　TTS全稱(chēng)Text To Speech(文本轉語(yǔ)音)，它是同時(shí)運用語(yǔ)言學(xué)和心理學(xué)的杰出之作，在內置芯片(硬件)的支持之下，通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )(軟件)的設計，把文字智能地轉化為自然語(yǔ)音流。在其特有智能語(yǔ)音控制器作用下，文本輸出的語(yǔ)音音律流暢，使得聽(tīng)者在聽(tīng)取信息時(shí)感覺(jué)自然，毫無(wú)機器語(yǔ)音輸出的冷漠與生澀感。

　　? 文件傳輸

　　自動(dòng)語(yǔ)音合成系統和Core主機之間的音頻文件傳輸協(xié)議有兩種：FTP和RTP。兩種協(xié)議各有不同。

　　FTP協(xié)議全稱(chēng)File Transfer Protocol(文件傳輸協(xié)議)，主要用于控制文件的雙向傳輸。FTP采用“客戶(hù)端/服務(wù)器”方式，當使用FTP傳輸文件的時(shí)候，需要開(kāi)啟兩個(gè)程序：開(kāi)啟本地FTP客戶(hù)端程序向遠端FTP服務(wù)器提出文件傳輸要求，遠端的服務(wù)器則需要開(kāi)啟FTP服務(wù)器程序，去響應FTP客戶(hù)端程序請求，接收文件的傳輸。在本系統中，Core主機為FTP服務(wù)器，而自動(dòng)語(yǔ)音合成主機是FTP客戶(hù)端。

　　系統采用FTP協(xié)議傳輸方式，即自動(dòng)語(yǔ)音合成系統生成音頻文件后，以FTP協(xié)議通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸至Core主機的硬盤(pán)上，文件傳輸完畢后，利用Core主機內置的音頻播放器播放該音頻文件。

　　RTP協(xié)議全稱(chēng)Real-time Transport Protocol(實(shí)時(shí)傳送協(xié)議)，主要用于在網(wǎng)絡(luò )上傳輸音頻和視頻，其最大的特點(diǎn)是有較好的實(shí)時(shí)性。常用于流媒體系統(配合RTCP協(xié)議)，視頻會(huì )議和一鍵通(Push to Talk)系統(配合H.323或SIP)，使它成為IP電話(huà)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)基礎。RTP協(xié)議和RTP控制協(xié)議RTCP一起使用，而且它是建立在用戶(hù)數據報協(xié)議上的。

　　系統采用RTP協(xié)議傳輸方式，即自動(dòng)語(yǔ)音合成系統生成音頻文件后，以RTP協(xié)議通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸至Core主機的RAM上，文件在傳輸的同時(shí)，Core主機內置的RTP接收器實(shí)時(shí)播放該音頻文件。

　　2) 自動(dòng)廣播

　　同樣是由于業(yè)務(wù)量大，這么多的語(yǔ)音合成廣播、通知、專(zhuān)題廣播，同樣不可能由人工來(lái)進(jìn)行分區操作廣播，所有的廣播操作都會(huì )編輯成廣播播放列表，由系統自動(dòng)執行命令，進(jìn)行自動(dòng)、無(wú)人值守的公共廣播。

　　Core主機開(kāi)放了自身的控制接口(系統控制DLL)，通過(guò)TCP/IP接受集成平臺的管理和控制命令，按照集成平臺廣播列表，進(jìn)行列車(chē)到發(fā)信息廣播、專(zhuān)題廣播、編組廣播或其它文字信息語(yǔ)音合成廣播。廣播列表可以預先編輯，也可以根據需要進(jìn)行人工修改。

　　DLL全稱(chēng)Dynamic Link Library(動(dòng)態(tài)鏈接庫)，是一個(gè)包含可由多個(gè)程序同時(shí)使用的代碼和數據的庫。通過(guò)使用 DLL，程序可以實(shí)現模塊化，由相對獨立的組件組成，方便系統調用和更新，還有助于共享數據和資源。相較于一般的控制協(xié)議代碼，使用DLL進(jìn)行系統集成，更有效率、更加方便。

　　3) 系統智能管理

　　龐大的車(chē)站面積、數量眾多的廣播設備，所有的硬件設備無(wú)法由廣播機房的幾個(gè)操作人員人工進(jìn)行管理和檢查。因此，現今的車(chē)站廣播系統設備應具備自我檢查、自我監控并實(shí)時(shí)報警的功能。

　　本套公共廣播系統除了能夠進(jìn)行自動(dòng)廣播和計劃廣播之外，系統工作狀態(tài)也被實(shí)時(shí)的管理，例如廣播分區專(zhuān)用狀態(tài)、人工插入廣播、響應火警廣播等系統動(dòng)作，均被集成平臺實(shí)時(shí)管理和監控，并通過(guò)系統用戶(hù)界面反應給系統操作人員。

　　此外集成平臺可以通過(guò)開(kāi)放的DLL智能地管理公共廣播系統設備。所有的公共廣播系統中的網(wǎng)絡(luò )設備，都遵循Q-LAN協(xié)議向CORE主機實(shí)時(shí)傳輸設備工作狀態(tài)。功率放大器也通過(guò)DataPort技術(shù)和Q-LAN協(xié)議向CORE主機實(shí)時(shí)傳輸功放工作狀態(tài)和揚聲器回路的阻抗狀態(tài)。CORE主機在接收到所有前端設備的工作狀態(tài)后，實(shí)時(shí)反饋給集成平臺，由平臺通過(guò)邏輯軟件處理，統計設備使用狀態(tài)，并實(shí)時(shí)通過(guò)用戶(hù)界面實(shí)時(shí)反饋給系統操作人員。當然，廣播室內的FM調諧器等音源設備仍由系統操作人員人工檢查設備狀態(tài)。

　　系統所有的操作包含廣播路由、內容、設備狀態(tài)等所有信息都會(huì )以log文件的方式保存在控制計算機上。在系統進(jìn)行維護時(shí)候，可以檢查系統log文件降低系統維護難度。

　　4) 網(wǎng)絡(luò )化傳輸

　　為了保證廣播系統能夠覆蓋龐大車(chē)站的各個(gè)區域，公共廣播系統采用標準千兆以太網(wǎng)和光纖技術(shù)進(jìn)行傳輸控制信號和音頻信號。合成數字音源信號和經(jīng)過(guò)模數轉換后的模擬音源信號(通常為FM調諧器等)遵循Q-LAN協(xié)議，通過(guò)千兆光纖以太網(wǎng)傳輸至各個(gè)機房，再由各個(gè)機房的I/O FRAME還原成模擬音頻信號經(jīng)功率放大器放大后傳輸至廣播線(xiàn)路上的揚聲器。

　　光纖技術(shù)大大增加了音頻信號的傳輸距離，Q-LAN協(xié)議下，兩點(diǎn)之間最大的傳輸距離為35公里。

　　此外，網(wǎng)絡(luò )化傳輸技術(shù)使語(yǔ)音音頻信號在傳輸過(guò)程中抗干擾性增強，并且無(wú)信號衰減，保證了背景廣播語(yǔ)音廣播的清晰度和可懂度。

　　5) 人工廣播

　　車(chē)站中，不僅僅全部自動(dòng)合成的業(yè)務(wù)廣播、通知，還有少量的尋人、找人的臨時(shí)廣播，因此即使系統有了智能化的自動(dòng)語(yǔ)音廣播，仍然需要人工廣播作為補充，用來(lái)播放尋人啟示等臨時(shí)廣播。系統提供值班室、主廣播機房臺式呼叫站臺，廣播人員可以通過(guò)臺式呼叫站臺呼叫到任意分區，進(jìn)行人工尋人等人工廣播。

　　此外，在候車(chē)大廳中，還配備了基于U段的無(wú)線(xiàn)頭戴呼叫站，火車(chē)站工作人員可以利用無(wú)線(xiàn)呼叫站在候車(chē)大廳進(jìn)行人員現場(chǎng)疏導、檢票/候車(chē)現場(chǎng)指揮。無(wú)線(xiàn)頭戴呼叫站的使用區域相對固定，因此每個(gè)無(wú)線(xiàn)頭戴呼叫站對應相關(guān)的分區，不能跨區呼叫。

　　6) 火警消防廣播

　　長(cháng)久以來(lái)在高鐵車(chē)站以及其它車(chē)站中，公共廣播和消防廣播都會(huì )各建一套，各自履行各自的職能，這種重復性建設是對資源的極大浪費，并且傳統的模擬火警廣播系統已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現今大面積的車(chē)站覆蓋的需求了。在本次項目中，火警廣播系統的功能由公共廣播系統來(lái)替代實(shí)現。

　　利用Q-Sys系統的主機上的火警控制信號接入接口，以及其內置的LUA腳本編譯語(yǔ)言，Q-Sys系統可以成功的實(shí)現接收火警干觸點(diǎn)報警信號，進(jìn)行邏輯判斷后，在相應區域內播放火警語(yǔ)音廣播和在臨近區域播放火警預警廣播。播放火警廣播的同時(shí)，系統通過(guò)外置設備強切貴賓區域的音量控制器，使得火警廣播在指定區域能夠以最大音量播放。

　　火警廣播可以實(shí)現無(wú)人值守，完全自動(dòng)化，即預先錄制火警廣播語(yǔ)句的音頻文件，存儲在系統主機的硬盤(pán)上，然后在接到火警控制信號時(shí)，由內置的音頻播放器自動(dòng)播放，同時(shí)報警給系統操作人員。此外，也可以實(shí)現半自動(dòng)化火警廣播，即系統接收到火警控制信號后，向系統操作人員發(fā)出警報，經(jīng)人工確認后，由系統操作人員觸發(fā)播放預錄廣播或者通過(guò)呼叫站人工廣播。

　　7) 廣播優(yōu)先級控制

　　車(chē)站廣播種類(lèi)繁多，為了保證廣播能夠有秩序的播放，系統對不同內容類(lèi)別的廣播內容進(jìn)行了分級，系統按照嚴格的優(yōu)先級秩序進(jìn)行廣播，優(yōu)先級如下(由高到低)：

　　? 消防緊急廣播

　　? 其它人工緊急事故廣播

　　? 自動(dòng)業(yè)務(wù)廣播

　　? 小區廣播

　　? 背景音樂(lè )

　　各類(lèi)廣播遵守優(yōu)先級控制邏輯進(jìn)行廣播和排隊，其中主要邏輯如下：高優(yōu)先級的廣播會(huì )打斷低優(yōu)先級的廣播，同級廣播先到先播，當分區處于被占用狀態(tài)系統自動(dòng)錄音，當分區釋放后重放被錄廣播。

　　CORE主機支持多路同時(shí)錄音，該能力主要取決于系統資源占用情況，并無(wú)具體通道限制，每條錄音的廣播最大支持120秒。

　　8) 環(huán)境噪聲補償

　　在車(chē)站中，大多數時(shí)候旅客量很大，但是有的時(shí)候車(chē)站中滯留旅客會(huì )很少。在人多的時(shí)候由于人們的談話(huà)聲，會(huì )使得車(chē)站內環(huán)境噪聲增大，而人少的時(shí)候，通常車(chē)站內也會(huì )比較安靜。所以在這兩種情況的時(shí)候，廣播系統只能以一種恒定的音量進(jìn)行廣播的話(huà)，通常就會(huì )出現人多的時(shí)候聽(tīng)不清，人少的時(shí)候聲音震耳。

　　Q-Sys系統內置的環(huán)境噪聲補償功能，則很好的解決了這一問(wèn)題。通過(guò)布置在候車(chē)室、售票廳、進(jìn)出站口區域的微型噪聲探測器，能夠實(shí)時(shí)的偵測到環(huán)境噪聲電平，通過(guò)邏輯運算和分析(分析主要是排除背景音樂(lè )和臨近分區廣播的干擾)，實(shí)時(shí)調衡這些區域的廣播輸出音量，實(shí)現廣播音量隨著(zhù)環(huán)境噪聲的變化自動(dòng)調整功能。

　　9) 系統備份

　　太原南站作為山西省大型的交通樞紐中心，其作用不可估量。在車(chē)站內部有著(zhù)重要作用的公共廣播系統的可靠性，則成為了當初系統設計時(shí)，選擇系統的重要衡量標準。

　　Q-Sys系統具有完備的系統熱冗余機制，為太原南站提供了處理主機、傳輸網(wǎng)絡(luò )、網(wǎng)絡(luò )音頻接口、功率放大器四個(gè)環(huán)節的熱備份選擇，保障太原南站的可靠、無(wú)故障運行。

　　? 主機熱備份

　　CORE主機支持雙機熱備份，兩個(gè)主機互為備份，每300毫秒進(jìn)行系統控制參數同步，當主機出現故障的時(shí)候，備份機可以馬上接替主機工作，不會(huì )造成系統停止。無(wú)需任何編程、無(wú)需任何軟硬件增加，即可完成主機熱備份。

　　? 網(wǎng)絡(luò )音頻接口箱熱備份

　　I/O FRAME同樣支持雙機熱備份，兩個(gè)接口箱互為熱備份。當主接口箱出現問(wèn)題的時(shí)候，備份接口箱可以自動(dòng)接替主接口箱工作。兩個(gè)接口箱可以同時(shí)接在一套功率放大器上面，由于其內部設計了備機斷開(kāi)機制，因此不會(huì )出現輸入阻抗減小一半的情況。無(wú)需任何編程、無(wú)需任何軟硬件增加，即可完成接口箱熱備份。

　　? 網(wǎng)絡(luò )熱備份

　　Q-Sys系統的所有設備均支持雙網(wǎng)絡(luò )，具有兩個(gè)網(wǎng)口，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )系統的雙備份。當一個(gè)網(wǎng)絡(luò )出現問(wèn)題的時(shí)候，可以即時(shí)自動(dòng)切換到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò )上面。

　　? 功放熱備份

　　QSC功率放大器在配合Q-Sys系統工作的時(shí)候，可以實(shí)現N+1備份。即用一臺功率放大器就可以實(shí)現對N(N小于等于8)臺功率放大器的備份工作。實(shí)現功放備份的功能的時(shí)候，需要增加一臺功放倒備器-DAB-801。每臺DAB-801可以實(shí)現一臺兩通道功率放大器備份4臺兩通道功率放大器，兩臺DAB-801可以級聯(lián)，實(shí)現1臺兩通道功率放大器備份8臺兩通道功率放大器。

　　10) 應急廣播

　　在對系統進(jìn)行了熱備份之后，本系統仍響應了鐵道部的對于系統可靠性的高要求，對系統增加了應急廣播功能。應急廣播功能無(wú)需增加另一套系統，而是在原有的系統之上，利用功放倒備器DAB-801的應急音頻輸入和控制端口來(lái)實(shí)現。

　　利用主機房的一個(gè)應急話(huà)筒，通過(guò)分配器和點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸線(xiàn)路，將應急話(huà)筒的音頻信號傳輸至每個(gè)分控機房中的功率功率放大器組的前端設備DAB-801的模擬優(yōu)先接口，并通過(guò)控制面板隨時(shí)通過(guò)單獨的控制線(xiàn)纜開(kāi)啟DAB-801的優(yōu)先接口，在功率放大器仍能工作且應急傳輸線(xiàn)路不被破壞的條件下，能實(shí)現人工應急廣播。

　　11) 求助系統

　　太原南站還首次引入了求助系統，主要用于幫助旅客解決所遇到的突發(fā)問(wèn)題。廣播系統也與求助系統以及電話(huà)系統對接，實(shí)現通過(guò)求助系統和電話(huà)系統進(jìn)行人工廣播的功能。

　　四、 車(chē)站內聲場(chǎng)布置和分析

　　太原南高鐵站作為現代化車(chē)站，在裝修方面有著(zhù)顯著(zhù)的特點(diǎn)：全玻璃化的外觀(guān)和鋼架結構，特別是開(kāi)放式的候車(chē)大廳。因此在聲場(chǎng)布置方面，在充分考慮裝修美觀(guān)的前提下，結合聲學(xué)設計軟件-EASE反復模擬和分析，做出了最終的聲場(chǎng)布置方案。

　　車(chē)站內的揚聲器系統使用100V定壓式工作方式，功率均由帶有監控技術(shù)的CX系列功放提供，此系列功放帶有的DataPort接口可與Q-Sys系統對接，利用專(zhuān)利算法來(lái)保證后級各回路運行安全。每個(gè)大分區均使用QSC各系列揚聲器與前級系統無(wú)縫整合。由于各區的聲場(chǎng)狀況存在較大差異，所以各區的揚聲器設計和布局都有所區別，以出站通道區、月臺、進(jìn)站大廳區、中央候車(chē)區和檢票區等重要區域為例，講解太原南站的聲場(chǎng)布置。

　　出站通道區，共分為3個(gè)部分，分別為客流匯聚通道、東出站廳和西出站廳，整個(gè)區域位于車(chē)站的地下一層。匯聚通道總長(cháng)為240M，呈南北走向，共連接18個(gè)站臺，在列車(chē)抵達時(shí)該通道成為車(chē)站人群密度最高區域，噪音也隨之增大。在匯聚通道兩端的東、西出站廳建筑布局相似，都呈矩形結構，總面積約為1200平米。在該區的揚聲器選型上，主要以高Q值、大聲壓的ADC大功率同軸吸頂揚聲器為主，通過(guò)EASE Adress和EASE4.3聲學(xué)軟件分析發(fā)現采用126只QSC的ADC系列揚聲器呈縱向3列均勻布置可以獲得不錯的均勻性和合適的聲壓，整個(gè)地下通道設置成為一個(gè)通用防火分區。

　　站臺候車(chē)區，由18個(gè)南北走向的月臺組成，月臺上方為半透明的圓弧式開(kāi)放型頂棚，在火車(chē)進(jìn)、出站時(shí)會(huì )產(chǎn)生較大的反射聲，此區為車(chē)站內最大的噪音區域，列車(chē)抵近時(shí)可產(chǎn)生85-90dB的聲壓，嚴重影響語(yǔ)音的可懂度，據此選擇240只高Q值、大聲壓號角型揚聲器來(lái)加強直達聲壓級。由于該區域噪聲起伏較大，不利于聲音壓平穩控制，遂采用20只微型電容噪感來(lái)拾取環(huán)境噪音，并通過(guò)核心主機CORE自主調整合適的電平等級，保證旅客在合適的聲壓下獲得較為滿(mǎn)意的可懂度。

　　進(jìn)站大廳區，分為東、西兩區，區域內分為主廳和輔廳。主廳凈空高度約為32米，輔廳為7.5米。站內多數服務(wù)部門(mén)在此集中，包括售票、公安、安檢、自動(dòng)銀行、咨詢(xún)和寄存等服務(wù)，此外還包括一些特殊候車(chē)區如：VIP、母嬰、無(wú)障礙和基本站臺候車(chē)區等。揚聲器布局設計是根據各功能區建筑特點(diǎn)和使用要求來(lái)選型。20只ADS系列大功率壁掛被安裝在凈空高度較高的主廳四周，音箱掛高3.5米，這個(gè)高度有利于指向控制，避免過(guò)多反射。東西兩進(jìn)站大廳之內的輔廳因為凈空高度為7.5米，所以選用ADC大功率吸頂，來(lái)實(shí)現隱藏安裝的方式。在輔廳之內的售票區和辦公區域配置了若干微型噪感話(huà)筒，有利于在不同噪音區域獲得理想的清晰度。

　　中央候車(chē)區，位于車(chē)站內高架層的中心，是太原南站中面積最大的服務(wù)區，可容納近4000多人同時(shí)候車(chē)，其南北長(cháng)約260米，東西寬為70米，廳內地面均為大理石材質(zhì)，凈空高度21米，頂棚裝飾層由金屬格柵構成，廳堂南北兩側的商業(yè)區多為玻璃結構，無(wú)吸音材質(zhì)敷設。佇立于大廳中央的10個(gè)巨型結構支撐柱也對聲音的輻射產(chǎn)生負面影響，同時(shí)也限制了音箱布局。鑒于該大廳是車(chē)站中最為重要的區域，大量的旅客在此集中候車(chē)、檢票，所以音箱的布局設計需要精細到每一個(gè)細節， 在對工地實(shí)地考察后，結合圖紙和裝修方的意見(jiàn)，在諸多詳實(shí)的結構和裝飾材料數據基礎上通過(guò)EASE4.3軟件建模分析，發(fā)現廳堂確實(shí)存在混響時(shí)間過(guò)長(cháng)，對語(yǔ)言清晰度影響較大的問(wèn)題。在經(jīng)過(guò)反復論證后，最終布局決定采用縱列式多點(diǎn)布置方案——即依靠現有安裝條件盡可能使音箱以排列方式分散布置，以期獲得較為理想的相位特性，音箱選擇帶有可變指向的ADS系列幾款型號來(lái)?yè)?，以精確的指向控制來(lái)實(shí)現多聲場(chǎng)的完整拼接。

　　中央候車(chē)大廳采用4個(gè)廣播分區設置，一共使用30只60W和54只30W壁掛揚聲器，它們被分別使用在側場(chǎng)補聲和中央場(chǎng)地擴聲。為了配合裝修風(fēng)格，所有音箱均為隱藏式安裝，支架選用可自由旋轉的球形架，以增加角度調整的靈活性。圖10展示了候車(chē)大廳兩側的商業(yè)平臺之上擺放了多組靜態(tài)標識板，內部嵌入30W的微型揚聲器，既可保持原有裝飾風(fēng)格，又能實(shí)現靈活的指向技術(shù)，保證了區域覆蓋的均勻和準確。圖11為中央候車(chē)區在1000Hz條件下，大廳的半場(chǎng)條件下的聲壓覆蓋狀況聲場(chǎng)模擬分析結果圖：

　　五、 系統圖與工程量清單(詳見(jiàn)附件)

　　QSC廣播系統清單

　　序號 設備名稱(chēng) 品牌 產(chǎn)地 設備型號 數量 單位 備注

　　信息機房

　　1 中型網(wǎng)絡(luò )音頻矩陣主機 QSC 美國 Q-SYS CORE 3000 1 臺

　　2 輸入輸出接口機 QSC 美國 Q-SYS I/O FRAME 6 臺

　　3 音頻輸入卡 QSC 美國 CIML4 10 塊

　　4 音頻輸出卡 QSC 美國 COL4 1 塊

　　5 音頻數據輸出卡 QSC 美國 CODP4 10 塊

　　6 盲板 QSC 美國 CB 4 塊

　　7 200瓦兩通道定阻功率放大器 QSC 美國 CX302 19 臺

　　8 輸出隔離變壓器 QSC 美國 IT-42 19 個(gè)

　　9 功放倒備切換器 QSC 美國 DAB-801 5 臺

　　10 200瓦兩通道定阻功率放大器 QSC 美國 CX302 5 臺 備份功放

　　11 輸出隔離變壓器 QSC 美國 IT-42 5 個(gè)

　　12 數據線(xiàn) QSC 美國 DPC-X 43 條

　　13 4英寸吸頂揚聲器 QSC 美國 AD-C42T ## 只

　　14 4英寸吸頂揚聲器 QSC 美國 AD-C42T 19 只

　　15 4英寸吸頂揚聲器 QSC 美國 AD-C42T 22 只

　　16 8寸兩分頻壁掛揚聲器 QSC 美國 AD-S82 18 只

　　17 變壓器附件 QSC 美國 AD-YM8T 22 套

　　18 避雷器 第三方 中國 DCI-25L 6 臺

　　19 桌面廣播話(huà)筒 第三方 中國 MC-100 2 套

　　20 音量控制器 第三方 中國 VC-5030WF 3 個(gè)

　　21 60W音量控制器 第三方 中國 VC-5060WF 1 個(gè)

　　22 數字調節器 第三方 中國 AP-F508R 1 臺

　　23 立體聲卡座 第三方 中國 AP-W228K 1 臺

　　24 強插電源 第三方 中國 DCI-20S 1 臺

　　25 時(shí)序電源 第三方 中國 SPS-2512A 5 臺

　　26 噪聲探測話(huà)筒 第三方 中國 JC501 24 套

　　27 無(wú)線(xiàn)呼叫站 第三方 中國 UW350 2 套

　　28 吸入式CD機 第三方 日本 CD-01U Pro 1 臺

　　29 選區控制板 第三方 中國 　 1 塊

　　30 電話(huà)接口 第三方 中國 DCI-18I 1 臺

　　31 監聽(tīng)級揚聲器 第三方 中國 R1000TC 1 對

　　32 音頻分配器 第三方 中國 PRO1048A 2 臺

　　33 千兆網(wǎng)交換機 第三方 美國 S5120-24P-EI 1 臺 隨機配置4個(gè)光纖模塊

　　34 線(xiàn)纜輔料 　 　 　 1 批 包含音頻接插件、連接線(xiàn)等輔料

　　機房

　　1 輸入輸出接口機 QSC 美國 Q-SYS I/O FRAME 2 臺

　　2 音頻輸入卡 QSC 美國 CIML4 2 塊

　　3 音頻數據輸出卡 QSC 美國 CODP4 3 塊

　　4 盲板 QSC 美國 CB 3 塊

　　5 200瓦兩通道定阻功率放大器 QSC 美國 CX302 5 臺

　　6 輸出隔離變壓器 QSC 美國 IT-42 5 個(gè)

　　7 功放倒備切換器 QSC 美國 DAB-801 2 臺

　　8 200瓦兩通道定阻功率放大器 QSC 美國 CX302 2 臺 備份功放

　　9 輸出隔離變壓器 QSC 美國 IT-42 2 個(gè)

　　10 數據線(xiàn) QSC 美國 DPC-X 12 條

　　11 噪聲探測話(huà)筒 第三方 中國 JC501 3 套

　　12 無(wú)線(xiàn)呼叫站 第三方 中國 UW350 2 套

　　13 4英寸吸頂揚聲器 第三方 美國 AD-C42T 17 只

　　14 4英寸吸頂揚聲器 第三方 美國 AD-C42T 19 只

　　15 8寸兩分頻壁掛揚聲器 第三方 美國 AD-S82 6 只

　　16 變壓器附件 第三方 美國 AD-YM8T 10 套

　　17 避雷器 第三方 中國 DCI-25L 1 臺

　　18 時(shí)序電源 第三方 中國 SPS-2512A 2 臺

　　19 千兆網(wǎng)交換機 第三方 美國 S5120-24P-EI 1 臺 隨機配置光纖模塊

　　地下一層主機房

　　1 輸入輸出接口機 QSC 美國 Q-SYS I/O FRAME 2 臺

　　2 音頻輸入卡 QSC 美國 CIML4 2 塊

　　3 音頻數據輸出卡 QSC 美國 CODP4 4 塊

　　4 盲板 QSC 美國 CB 2 塊

　　5 200瓦兩通道定阻功率放大器 QSC 美國 CX302 7 臺

　　6 輸出隔離變壓器 QSC 美國 IT-42 7 個(gè)

　　7 功放倒備切換器 QSC 美國 DAB-801 2 臺

　　8 200瓦兩通道定阻功率放大器 QSC 美國 CX302 2 臺 備份功放

　　9 輸出隔離變壓器 QSC 美國 IT-42 2 個(gè)

　　10 數據線(xiàn) QSC 美國 DPC-X 16 條

　　11 噪聲探測話(huà)筒 第三方 中國 JC501 6 套

　　12 無(wú)線(xiàn)呼叫站 第三方 中國 UW350 2 套

　　14 4英寸吸頂揚聲器 QSC 美國 AD-C42T ## 只

　　15 8寸兩分頻壁掛揚聲器 QSC 美國 AD-S82 10 只

　　16 變壓器附件 QSC 美國 AD-YM8T 10 套

　　17 避雷器 第三方 中國 DCI-25L 1 臺

　　18 時(shí)序電源 第三方 中國 SPS-2512A 2 臺

　　19 千兆網(wǎng)交換機 第三方 美國 S5120-24P-EI 1 臺 隨機配置光纖模塊

　　配線(xiàn)間G-5

　　1 輸入輸出接口機 QSC 美國 Q-SYS I/O FRAME 2 臺

　　2 音頻輸入卡 QSC 美國 CIML4 2 塊

　　3 音頻數據輸出卡 QSC 美國 CODP4 3 塊

　　4 盲板 QSC 美國 CB 3 塊

　　5 200瓦兩通道定阻功率放大器 QSC 美國 CX302 6 臺

　　6 輸出隔離變壓器 QSC 美國 IT-42 6 個(gè)

　　7 功放倒備切換器 QSC 美國 DAB-801 2 臺

　　8 200瓦兩通道定阻功率放大器 QSC 美國 CX302 2 臺 備份功放

　　9 輸出隔離變壓器 QSC 美國 IT-42 2 個(gè)

　　10 數據線(xiàn) QSC 美國 DPC-X 14 條

　　11 噪聲探測話(huà)筒 第三方 中國 JC501 3 套

　　12 無(wú)線(xiàn)呼叫站 第三方 中國 UW350 2 套

　　13 4英寸吸頂揚聲器 QSC 美國 AD-C42T 19 只

　　14 4英寸吸頂揚聲器 QSC 美國 AD-C42T 79 只

　　15 8寸兩分頻壁掛揚聲器 QSC 美國 AD-S82 53 只

　　16 變壓器附件 QSC 美國 AD-YM8T 53 套

　　17 時(shí)序電源 第三方 中國 SPS-2512A 1 臺

　　18 千兆網(wǎng)交換機 第三方 美國 S5120-24P-EI 1 臺 隨機配置光纖模塊

　　配線(xiàn)間G-2

　　1 輸入輸出接口機 QSC 美國 Q-SYS I/O FRAME 1 臺

　　2 音頻輸入卡 QSC 美國 CIML4 2 塊

　　3 音頻數據輸出卡 QSC 美國 CODP4 2 塊

　　4 200瓦兩通道定阻功率放大器 QSC 美國 CX302 3 臺

　　5 輸出隔離變壓器 QSC 美國 IT-42 3 個(gè)

　　6 功放倒備切換器 QSC 美國 DAB-801 1 臺

　　7 200瓦兩通道定阻功率放大器 QSC 美國 CX302 1 臺 備份功放

　　8 輸出隔離變壓器 QSC 美國 IT-42 1 個(gè)

　　9 數據線(xiàn) QSC 美國 DPC-X 7 條

　　10 噪聲探測話(huà)筒 第三方 中國 JC501 3 套

　　11 無(wú)線(xiàn)呼叫站 第三方 中國 UW350 2 套

　　12 4英寸吸頂揚聲器 QSC 美國 AD-C42T 19 只

　　13 4英寸吸頂揚聲器 QSC 美國 AD-C42T 79 只

　　14 8寸兩分頻壁掛揚聲器 QSC 美國 AD-S82 13 只

　　15 變壓器附件 QSC 美國 AD-YM8T 13 套

　　16 時(shí)序電源 第三方 中國 SPS-2512A 1 臺

　　17 千兆網(wǎng)交換機 第三方 美國 S5120-24P-EI 1 臺 隨機配置光纖模塊

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