CN113824521B - 一种地铁车辆广播音频同步方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种地铁车辆广播音频同步方法，该方法包括：司机室广播主机将目标播放语音叠加时序同步信号后编码的混合信号每隔32ms发送给客室广播主机及备用主机通信；客室广播主机接收此混合信号，记录数据接收时间ti1，记进行数据帧解码、提取语音数据和时序同步信号，将时序同步信号送至声卡的时间为ti2，客室广播主机i将ti1和ti2之和作为设备自身的数据处理时间反馈至司机室广播主机，i为客室广播主机编号，i＝1、2、3...n，n为客室广播主机的总个数；司机室广播主机计算所有客室广播主机数据处理时间ti1+ti2，判断客室广播主机的状态并进行语音同步播放。
Description
技术领域
本发明属于地铁列车乘客信息系统技术领域，尤其涉及一种地铁车辆广播音频同步方法。
背景技术
地铁车辆广播系统乘客提供语音广播，播放离站、进站、到站以及紧急信息等语音，系统要求冗余性，即在故障状态下每个客室至少有一半扬声器可以正常播放语音信息。
当前项目中，一般采用以下两种广播冗余方式：1、客室广播控制器通过以太网接收司机室广播控制器的数据后进行解码、数字/模拟信号转换，将模拟音频信号发送至2个功率放大器，每个功放分别接一路扬声器(一般4～5个扬声器/路，下同)。2、客室广播控制器通过以太网接收司机室广播控制器的数字信息后进行解码、数字/模拟信号转换，将模拟音频信号发送至功率放大器，功放接2路扬声器，1路扬声器为本车提供语音信息，另一路为其它车厢提供语音信息，即跨车冗余。
以上方案存在各自缺点，方案1：根据运营经验，客室广播主机的功放故障较低，广播主机为系统集成设备，主要由电源板、通信板、CPU板、背板以及功放单元组成，任意一个板卡故障均将导致设备退出运行，且功放部件故障率较低，此方案冗余度不足。方案2：同一车厢的2路扬声器来自于不同客室广播控制器，相邻车厢的广播控制器同时发生故障的概率极低，满足冗余要求。但不同客室广播控制器输出在音频不同步，存在相位差，听觉效果不佳。
与本发明相近的现有实现方案如下：
专利一：一种无线耳机、音频同步方法、系统、设备及计算机介质[ZH],申请(专利)号:CN202110171774.0；
专利二:一种音频同步方法和系统[ZH],申请(专利)号:CN202110301165.2；
专利三:一种音频同步播放方法及装置[ZH]，申请(专利)号:CN202110140683.0；
专利四:影音串流的音频同步方法[ZH]，，申请(专利)号:CN202110031306；
专利五:一种唇音同步方法和装置[ZH]，申请(专利)号:CN201910937097.1。
发明内容
发明目的：本发明提出一种地铁车辆广播音频同步方法，根据该方法，司机室广播主机计算所有客室广播主机数据处理时间ti1+ti2的最大值，并结合判断客室广播主机的状态进行语音同步播放。
技术方案：一种地铁车辆广播音频同步方法，该方法包括以下步骤：
司机室广播主机将目标播放语音叠加时序同步信号后编码成混合信号，并且每隔32ms将混合信号发送给客室广播主机及备用主机通信；
客室广播主机接收所述混合信号，记录混合信号数据接收时间ti1，记录进行数据帧解码、提取语音数据和时序同步信号，将时序同步信号送至声卡的时间为ti2，客室广播主机i将ti1和ti2之和作为设备自身的数据处理时间反馈至司机室广播主机，i为客室广播主机编号，i＝1、2、3...n，n为客室广播主机的总个数；
司机室广播主机计算所有客室广播主机数据处理时间ti1+ti2的最大值，并结合判断客室广播主机的状态进行语音同步播放。
优选的，司机室广播主机计算所有客室广播主机数据处理时间ti1+ti2的最大值，并结合判断客室广播主机的状态进行语音同步播放方法为：若所有客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2均小于32ms，则司机室广播主机计算所有客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2的最大值，记为T1,并将T1发送至所有客室广播主机，编号为i的客室广播主机收到具有相同时间码的目标播放语音音频数据后，延时T1时间将目标播放语音发送至声卡进行同步输出。
优选的，司机室广播主机计算所有客室广播主机数据处理时间ti1+ti2的最大值，并结合判断客室广播主机的状态进行语音同步播放方法为：若有一个客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2大于32ms，司机室广播主机远程重启该客室广播主机；在此故障设备重启期间，计算剩余客室广播主机数据处理时间ti1+ti2的最大值，记为T2，并将T2发送至剩余所有客室广播主机，所述剩余的客室广播主机收到具有相同时间码的目标播放语音音频数据后，延时T2时间将目标播放语音发送至声卡进行同步输出。
优选的，司机室广播主机计算所有客室广播主机数据处理时间ti1+ti2的最大值，并结合判断客室广播主机的状态进行语音同步播放方法为：若同时有2个及以上的客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2大于32ms，司机室广播主机远程重启该客室广播主机；在故障设备重启期间，司机室广播主机不对剩余客室广播主机的音频输出进行延时控制，客室广播主机直接将目标播放语音发送至声卡进行输出。
本发明还提出一种地铁车辆广播音频同步装置，该装置包括如下模块：
音频播放模块，司机室广播主机将目标播放语音叠加时序同步信号后编码的混合信号每隔32ms发送给客室广播主机及备用主机通信；
时间反馈模块，客室广播主机接收此混合信号，记录数据接收时间ti1，记进行数据帧解码、提取语音数据和时序同步信号，将时序同步信号送至声卡的时间为ti2，客室广播主机i将ti1和ti2之和作为设备自身的数据处理时间反馈至司机室广播主机，i为客室广播主机编号，i＝1、2、3...n，n为客室广播主机的总个数；
音频同步模块，司机室广播主机计算所有客室广播主机数据处理时间ti1+ti2，判断客室广播主机的状态并进行语音同步播放。
优选的，音频同步模块进行语音同步播放包括：若所有客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2均小于32ms，则司机室广播主机计算所有客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2的最大值，记为T1,并将T1发送至所有客室广播主机，编号为i的客室广播主机收到具有相同时间码的目标播放语音音频数据后，延时T1时间将目标播放语音发送至声卡进行同步输出。
优选的，音频同步模块进行语音同步播放包括：若有一个客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2大于32ms，司机室广播主机远程重启该客室广播主机；在此故障设备重启期间，计算剩余客室广播主机数据处理时间ti1+ti2的最大值，记为T2，并将T2发送至所有剩余客室广播主机，所述剩余的客室广播主机收到具有相同时间码的目标播放语音音频数据后，延时T2时间将目标播放语音发送至声卡进行同步输出。
优选的，音频同步模块进行语音同步播放包括：若同时有2个及以上的客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2大于32ms，司机室广播主机远程重启该客室广播主机；在故障设备重启期间，司机室广播主机不对剩余客室广播主机的音频输出进行延时控制，客室广播主机直接将目标播放语音发送至声卡进行输出。
本发明还提出一种地铁车辆广播音频同步播放器，该播放器包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一项所述的一种地铁车辆广播音频同步方法的步骤。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一项所述的一种地铁车辆广播音频同步方法的步骤。
有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益技术效果：
通过本发明的技术方案，可以实现整列车，特别是同一车厢来自于不同客室广播主机输出语音相位差控制在一定范围内，提高乘客听觉的舒适性，提高系统冗余的可靠性。
附图说明：
图1是本发明的交换机、司机室广播主机、若干客室广播主机、扬声器之间的连接架构图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
系统设备为2台司机室广播主机、若干客室广播主机和扬声器。
司机室广播主机接收TCMS系统的控制命令，一台为广播主机，简称主机，另一台为广播备机，简称备机。
主机和备机每32ms交换一次数据，备机若在128ms未接收到主机数据，则备机升级为主机。
系统设备接入车辆主干以太网，此网络同时接入车辆其它网络设备，如摄像机、媒体服务器等，划分一个VLAN网段，用于广播系统设备通信，避免网络风暴，降低网络通信延时。系统设备间采用TRDP协议通信，保证通信实时性，减少通信延时。主机每32ms向系统设备发送时间同步信号，备用司机室广播主机以及客室广播主机接收此同步信号，实现系统时钟同步。
司机室广播主机将目标播放语音叠加一个128kHz的时序同步信号后编码的混合信号(语音+时序同步信号)采用TRDP协议与客室广播主机及备用主机通信。
客室广播主机接收此混合信号，记录数据接收时间ti1；进行数据帧解码、提取语音数据和时序同步数据，将时序同步数据送至声卡，其中，进行数据帧解码、提取语音数据和时序同步数据，将时序同步数据送至声卡，此过程的时间为ti2，客室广播主机i将ti1和ti2之和作为设备自身的数据处理时间反馈至司机室广播主机，即ti1+ti2作为设备自身的数据处理时间，i为客室广播主机编号，i＝1、2、3...n，n为客室广播主机的总个数；
司机室广播主机计算所有客室广播主机数据处理时间(ti1+ti2)，判断客室广播主机的状态并进行相应处理：
(1)若所有客室广播主机的数据处理时间(ti1+ti2)均小于32ms，则司机室广播主机计算所有客室广播主机的数据处理时间(ti1+ti2)的最大值，记为T1,并将T1发送至所有客室广播主机，编号为i的客室广播广播主机收到具有相同时间码的音频数据后，延时T1时间将数字语音送至声卡进行同步输出，即通过延时的不同实现同一音频由不同客室的广播主机输出音频同步。
(2)若有一个客室广播主机的数据处理时间(ti1+ti2)大于32ms，司机室广播主机远程重启该客室广播主机。在此故障设备重启期间，其它客室广播主机的同步策略不变。具体为：若有一个客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2大于32ms，司机室广播主机远程重启该客室广播主机；在此故障设备重启期间，计算剩余客室广播主机数据处理时间ti1+ti2的最大值，记为T2，并将T2发送至所有剩余客室广播主机，所述剩余的客室广播主机收到具有相同时间码的目标播放语音音频数据后，延时T2时间将目标播放语音发送至声卡进行同步输出。
(3)若同时有2个及以上的客室广播主机的数据处理时间(ti1+ti2)大于32ms，司机室广播主机远程重启该客室广播主机。在故障设备重启期间，司机室广播主机不对剩余客室广播主机的音频输出进行延时控制，客室广播主机直接将目标播放语音发送至声卡进行输出。
上述3中情况，可以任意两种或三种组合控制语音输出，也可以是每种情况单独控制语音输出。可以根据实际需要选择即可。
本发明还提出一种地铁车辆广播音频同步装置，该装置包括如下模块：
音频播放模块，司机室广播主机将目标播放语音叠加时序同步信号后编码的混合信号每隔32ms发送给客室广播主机及备用主机通信；
时间反馈模块，客室广播主机接收此混合信号，记录数据接收时间ti1，记进行数据帧解码、提取语音数据和时序同步信号，将时序同步信号送至声卡的时间为ti2，客室广播主机i将ti1和ti2之和作为设备自身的数据处理时间反馈至司机室广播主机，i为客室广播主机编号，i＝1、2、3...n，n为客室广播主机的总个数；
音频同步模块，司机室广播主机计算所有客室广播主机数据处理时间ti1+ti2，判断客室广播主机的状态并进行语音同步播放。
优选的，音频同步模块进行语音同步播放包括：若所有客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2均小于32ms，则司机室广播主机计算所有客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2的最大值，记为T1,并将T1发送至所有客室广播主机，编号为i的客室广播主机收到具有相同时间码的目标播放语音音频数据后，延时T1时间将目标播放语音发送至声卡进行同步输出。
优选的，音频同步模块进行语音同步播放包括：若有一个客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2大于32ms，司机室广播主机远程重启该客室广播主机；在此故障设备重启期间，计算剩余客室广播主机数据处理时间ti1+ti2的最大值，记为T2，并将T2发送至所有剩余客室广播主机，所述剩余的客室广播主机收到具有相同时间码的目标播放语音音频数据后，延时T2时间将目标播放语音发送至声卡进行同步输出。
优选的，音频同步模块进行语音同步播放包括：若同时有2个及以上的客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2大于32ms，司机室广播主机远程重启该客室广播主机；在故障设备重启期间，司机室广播主机不对剩余客室广播主机的音频输出进行延时控制，客室广播主机直接将目标播放语音发送至声卡进行输出。
本发明还提出一种地铁车辆广播音频同步播放器，该播放器包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一项所述的一种地铁车辆广播音频同步方法的步骤。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一项所述的一种地铁车辆广播音频同步方法的步骤。
Claims (4)
1.一种地铁车辆广播音频同步方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
司机室广播主机将目标播放语音叠加时序同步信号后编码成混合信号，并且每隔32ms将混合信号发送给客室广播主机及备用主机通信；
客室广播主机接收所述混合信号，记录混合信号数据接收时间ti1，记录进行数据帧解码、提取语音数据和时序同步信号，将时序同步信号送至声卡的时间为ti2，客室广播主机i将ti1和ti2之和作为设备自身的数据处理时间反馈至司机室广播主机，i为客室广播主机编号，i＝1、2、3...n，n为客室广播主机的总个数；
司机室广播主机计算所有客室广播主机数据处理时间ti1+ti2的最大值，并结合判断客室广播主机的状态进行语音同步播放；所述语音同步播放的方法为：
若所有客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2均小于32ms，则司机室广播主机计算所有客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2的最大值，记为T1,并将T1发送至所有客室广播主机，编号为i的客室广播主机收到具有相同时间码的目标播放语音音频数据后，延时T1时间将目标播放语音发送至声卡进行同步输出；
若有一个客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2大于32ms，司机室广播主机远程重启该客室广播主机；在此故障设备重启期间，计算剩余客室广播主机数据处理时间ti1+ti2的最大值，记为T2，并将T2发送至剩余所有客室广播主机，所述剩余的客室广播主机收到具有相同时间码的目标播放语音音频数据后，延时T2时间将目标播放语音发送至声卡进行同步输出；
若同时有2个及以上的客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2大于32ms，司机室广播主机远程重启该客室广播主机；在故障设备重启期间，司机室广播主机不对剩余客室广播主机的音频输出进行延时控制，客室广播主机直接将目标播放语音发送至声卡进行输出。
2.一种地铁车辆广播音频同步装置，其特征在于，该装置包括如下模块：
音频播放模块，司机室广播主机将目标播放语音叠加时序同步信号后编码的混合信号每隔32ms发送给客室广播主机及备用主机通信；
时间反馈模块，客室广播主机接收此混合信号，记录数据接收时间ti1，记进行数据帧解码、提取语音数据和时序同步信号，将时序同步信号送至声卡的时间为ti2，客室广播主机i将ti1和ti2之和作为设备自身的数据处理时间反馈至司机室广播主机，i为客室广播主机编号，i＝1、2、3...n，n为客室广播主机的总个数；
音频同步模块，司机室广播主机计算所有客室广播主机数据处理时间ti1+ti2，判断客室广播主机的状态并进行语音同步播放；所述语音同步播放的方法为：
若所有客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2均小于32ms，则司机室广播主机计算所有客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2的最大值，记为T1,并将T1发送至所有客室广播主机，编号为i的客室广播主机收到具有相同时间码的目标播放语音音频数据后，延时T1时间将目标播放语音发送至声卡进行同步输出；
若有一个客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2大于32ms，司机室广播主机远程重启该客室广播主机；在此故障设备重启期间，计算剩余客室广播主机数据处理时间ti1+ti2的最大值，记为T2，并将T2发送至所有剩余客室广播主机，所述剩余的客室广播主机收到具有相同时间码的目标播放语音音频数据后，延时T2时间将目标播放语音发送至声卡进行同步输出；
若同时有2个及以上的客室广播主机的数据处理时间ti1+ti2大于32ms，司机室广播主机远程重启该客室广播主机；在故障设备重启期间，司机室广播主机不对剩余客室广播主机的音频输出进行延时控制，客室广播主机直接将目标播放语音发送至声卡进行输出。
3.一种地铁车辆广播音频同步播放器，该播放器包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述的一种地铁车辆广播音频同步方法的步骤。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述的一种地铁车辆广播音频同步方法的步骤。
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