基於ip平臺的車載綜合信息系統的製作方法

2023-06-09 06:12:56

專利名稱：基於ip平臺的車載綜合信息系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及物理領域，尤其涉及信息處理和傳播技術，特別涉及乘客視音頻信息
發布及視頻流上傳技術，具體的是一種基於IP平臺的車載綜合信息系統。
背景技術：
軌道交通逐漸成為城市首選出行方式。由於列車和軌道均在封閉狀態下運行，列車與外部的信息交互受到限制。乘客不能即時獲得外部信息，列車內監控信息不能即時達到控制中心。此外，現有技術中，車載乘客信息系統、監控系統和廣播系統相互獨立，維護管理成本高、聯動效率低。

發明內容
本發明的目的是提供一種基於IP平臺的車載綜合信息系統，所述的這種基於IP平臺的車載綜合信息系統要解決現有技術中車載乘客信息系統、監控系統和廣播系統之間相互獨立、維護管理成本高、聯動效率低的技術問題。 本發明的這種基於IP平臺的車載綜合信息系統包括控制中心伺服器、車載通信網絡和車地通信網絡，其中，所述的車載通信網絡中包括有車載交換機、網絡電纜、車載乘客信息系統、車載廣播系統和車載閉路電視監視系統，所述的車載乘客信息系統、車載廣播系統和車載閉路電視監視系統分別通過網絡電纜與所述的車載交換機連接，所述的車地通信網絡中包括有無線交換機、中心交換機、車站交換機、光端機、一個以上數目的區間無線接入點和車載無線接入點，所述的無線交換機通過光纖與所述的中心交換機連接，所述的車站交換機通過光纖與中心交換機連接，任意一個所述的區間無線接入點均通過電纜與所述的光端機連接，所述的光端機通過電纜與車站交換機連接，區間無線接入點設置在路軌邊，任意兩個相鄰的區間無線接入點的信號覆蓋範圍均具有重疊區域，所述的車載無線接入點通過無線網絡與區間無線接入點連接，車載無線接入點通過網絡電纜與車載交換機連接，中心交換機與所述的控制中心伺服器連接。 進一步的，在上行路軌邊和下行路軌邊各自設置區間無線接入點，上行路軌邊的
區間無線接入點和下行路軌邊的區間無線接入點分別連接在兩個無線網絡中。 進一步的，所述的中心交換機上連接有工作站計算機。 進一步的，任意一個所述的區間無線接入點均連接有定向天線。 進一步的，所述的控制中心伺服器中設置有無線網絡監測程序。 進一步的，所述的車載乘客信息系統包括有兩臺車載播放伺服器、液晶顯示終端、
發光二極體顯示終端、數字視頻廣播機頂盒和視音頻解碼分配器，所述的數字視頻廣播機
頂盒和視音頻解碼分配器分別通過電纜連接到所述的車載播放伺服器，所述的液晶顯示終
端和發光二極體顯示終端分別通過電纜連接到視音頻解碼分配器，所述的兩臺車載播放服
務器互為熱備份，車載播放伺服器分別由中心伺服器、車站交換機信號和車載輸入設備控
制，車站交換機信號的控制權限大於和車載輸入設備的控制權限，中心伺服器的控制權限大於車站交換機信號的控制權限。 進一步的，所述的車載廣播系統包括有音源設備、數字IP主控卡、IP網絡音頻終 端、IP尋呼話筒、功率放大器和揚聲器，所述的音源設備通過音頻電纜與所述的功率放大器 連接，所述的揚聲器與功率放大器連接，所述的數字IP主控卡與IP網絡音頻終端和IP尋 呼話筒連接，功率放大器通過音頻電纜與IP網絡音頻終端連接。 進一步的，所述的車載閉路電視監視系統包括有一個以上數目的車載攝像機、一 個以上數目的車載視頻編碼器、抗震車載網絡視頻錄像機和車載工業以太環網交換機，任 意一個所述的車載攝像機均各自與一個所述的車載視頻編碼器連接，任意一個車載視頻編 碼器均通過屏蔽雙絞線與所述的車載工業以太環網交換機連接，所述的抗震車載網絡視頻 錄像機與車載工業以太環網交換機連接，車載工業以太環網交換機通過網絡電纜與所述的 車載交換機連接。 本發明的工作原理是車載乘客信息系統、車載廣播系統和車載閉路電視監視系 統均採用TCP/IP協議接入車載區域網路，車載區域網路通過無線網絡與車站和控制中心 的伺服器連接，實現列車行車信息、直播視頻流的下發、車載CCTV視頻流的上傳等交互。
本發明和現有技術相對比，其效果是積極和明顯的。本發明將車載乘客信息系統、 車載廣播系統和車載閉路電視監視系統採用TCP/IP協議接入車載區域網路，車載區域網 絡通過無線網絡與車站和控制中心的伺服器連接，可實現列車行車信息、直播視頻流的下 發、車載CCTV視頻流的上傳交互。列車與外部可實時雙向交互，乘客能即時獲得外部信息， 列車內監控信息能即時達到控制中心，維護管理成本低，信息傳遞效率高。


圖1是本發明的基於IP平臺的車載綜合信息系統的示意圖。 圖2是本發明的基於IP平臺的車載綜合信息系統中的車載乘客信息系統的示意 圖。 圖3是本發明的基於IP平臺的車載綜合信息系統中的車載廣播系統的示意圖。 圖4是本發明的基於IP平臺的車載綜合信息系統中的車載閉路電視監視系統的 示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明的基於IP平臺的車載綜合信息系統包括控制中心伺服器1 、車 載通信網絡和車地通信網絡，其中，所述的車載通信網絡中包括有車載交換機2、網絡電纜、 車載乘客信息系統、車載廣播系統和車載閉路電視監視系統，所述的車載乘客信息系統、車 載廣播系統和車載閉路電視監視系統分別通過網絡電纜與所述的車載交換機2連接，所述 的車地通信網絡中包括有無線交換機、中心交換機4、車站交換機、光端機5、一個以上數目 的區間無線接入點6和車載無線接入點7，所述的無線交換機通過光纖與所述的中心交換 機4連接，所述的車站交換機通過光纖與中心交換機4連接，任意一個所述的區間無線接入 點6均通過電纜與所述的光端機5連接，所述的光端機5通過電纜與車站交換機連接，區間 無線接入點6設置在路軌邊，任意兩個相鄰的區間無線接入點6的信號覆蓋範圍均具有重 疊區域，所述的車載無線接入點7通過無線網絡與區間無線接入點6連接，車載無線接入點
47通過網絡電纜與車載交換機2連接，中心交換機4與所述的控制中心伺服器1連接。 進一步的，在上行路軌邊和下行路軌邊各自設置區間無線接入點6，上行路軌邊的
區間無線接入點6和下行路軌邊的區間無線接入點6分別連接在兩個無線網絡中。 進一步的，所述的中心交換機4上連接有工作站計算機8。 進一步的，任意一個所述的區間無線接入點6均連接有定向天線。 進一步的，所述的控制中心伺服器1中設置有無線網絡監測程序。 如圖2所示，所述的車載乘客信息系統包括有兩臺車載播放伺服器、液晶顯示終
端、發光二極體顯示終端、數字視頻廣播機頂盒和視音頻解碼分配器，所述的數字視頻廣播
機頂盒和視音頻解碼分配器分別通過電纜連接到所述的車載播放伺服器，所述的液晶顯示
終端和發光二極體顯示終端分別通過電纜連接到視音頻解碼分配器，所述的兩臺車載播放
伺服器互為熱備份，車載播放伺服器分別由中心伺服器1、車站交換機信號和車載輸入設備
控制，車站交換機信號的控制權限大於和車載輸入設備的控制權限，中心伺服器1的控制
權限大於車站交換機信號的控制權限。 如圖3所示，所述的車載廣播系統包括有音源設備、數字IP主控卡、IP網絡音頻終 端、IP尋呼話筒、功率放大器和揚聲器，所述的音源設備通過音頻電纜與所述的功率放大器 連接，所述的揚聲器與功率放大器連接，所述的數字IP主控卡與IP網絡音頻終端和IP尋 呼話筒連接，功率放大器通過音頻電纜與IP網絡音頻終端連接。 如圖4所示，所述的車載閉路電視監視系統包括有一個以上數目的車載攝像機、 一個以上數目的車載視頻編碼器、抗震車載網絡視頻錄像機和車載工業以太環網交換機， 任意一個所述的車載攝像機均各自與一個所述的車載視頻編碼器連接，任意一個車載視頻 編碼器均通過屏蔽雙絞線與所述的車載工業以太環網交換機連接，所述的抗震車載網絡視 頻錄像機與車載工業以太環網交換機連接，車載工業以太環網交換機通過網絡電纜與所述 的車載交換機2連接。 在本發明的實施例中，涉及的IP網絡包括了有線網絡和無線網絡。有線網絡由 車載交換機2、網線等組成，用於承載列車兩端司機室和列車車廂之間PIS系統(車載乘客 信息系統，以下簡稱PIS系統)、PA系統(車載廣播系統，以下簡稱PA系統)和CCTV系統 (車載閉路電視監視系統，以下簡稱CCTV系統)的數據傳輸；無線網絡由車站交換機、光纖 收發器、區間AP(無線接入點，以下簡稱AP)、天線和車載AP(包含但不限於)等組成，用於 列車和控制中心、車站之間的實時數據(列車行車信息、直播視頻流的下發；車載CCTV視頻 流的上傳等)的交互。 車載PIS系統採用大屏幕的高清顯示終端，例如LCD、LED和PDP (包含但不限於)， 顯示各類人性化的信息，提高乘客接受信息的效率，保障軌道交通運營安全，同時方便乘客 出行。典型地，在地鐵高速運行的車輛上，PIS系統將設置一定數量的乘客信息顯示屏，讓乘 客通過顯示屏及時了解列車的運行狀態及安全事項，同時在列車運行中可播放到站、跳站、 安全提示、天氣預報、時事、新聞、音樂等內容。車載PIS系統將與車載CCTV系統聯動，一旦 在監控圖像上發現火災、阻塞及恐怖襲擊等非正常情況，PIS系統將中斷正常節目的播出， 在各顯示終端提供動態緊急疏散提示。 車載PA系統採用數字網絡化方案，每節車廂設置功率放大器、揚聲器和緊急通話 話筒(包含但不限於)，列車兩端司機室各設置控制臺和廣播系統控制卡，提供人工喊話，MP3、CD和廣播調諧等多種播放形式。車載PA系統用於播放列車的到站信息、離站信息，廣 告信息和背景音樂，並在緊急情況下用於播放疏散信息。司機可進行全車廣播也可選擇某 節車廂進行單獨喊話。在情況緊急時，乘客也可按下通話按鈕，直接與司機通話。車載PA 系統可採用錄播和直播的播放方式。 車載CCTV系統採用數字網絡化監控方案，每節車廂設置2-4臺攝像機，列車兩端 司機室各設置1臺攝像機，通過數字編碼器轉換為數字視頻信號；同時通過在編碼器設備 中內置硬碟，可直接對本車廂內的攝像機進行前端錄像；在司機室布置網絡視頻錄像機，對 全車所有攝像頭視頻流進行錄像。在司機室內的液晶顯示器(即LCD播控計算機，通過KVM
切換)上，可以對全部攝像機和錄像進行實時調用。可清晰的看到監控圖像，車廂內的監控 無死區，且基本不受車廂內扶手、立柱的阻擋視線的影響。如發現緊急情況，可立即通過PIS 和PA系統通知乘客，安撫乘客情緒。車載CCTV視頻流將通過車載AP實時或準實時地上傳 控制中心。 本發明的一體化解決方案充分整合了 IP網絡、視頻、音頻、存儲和信令等領域的 技術，將PIS系統、PA系統和CCTV系統融合為一個整體，採用開放的架構，標準的技術實現， 系統將信令控制與媒體流交換分離的先進理念引入車載綜合信息系統，使得鳴嘯公司的車 載綜合信息系統具有擴展性好、管理方便、升級簡單的特點。 本發明以車載IP網絡為核心通信網，車載PIS系統，車載PA系統和車載CCTV系 統均通過統一的IP平臺構建，通過車站及隧道間AP，實現列車司機室與列車車廂、列車與 車站(控制中心)之間的數據交互。 本發明由IP網絡、車載PIS系統，車載PA系統和車載CCTV系統組成，主要設備包 含但不限於播放伺服器，工業級交換機，車載AP，視頻編碼器，攝像頭，DVB-T機頂盒，MIC， LCD, LED等。 利用IP網絡，本發明的技術方案可實現車載PIS、車載PA、車載CCTV—體化管理， 將監控擴展到車輛內部，保障車輛行駛過程中的乘客安全和設備安全，同時給予乘客視音 頻的多媒體享受。 本發明中，PIS系統的車地通信主要通過WLAN和DVB-T(包含但不限於)的方式 進行。 本發明實施例中的IP網絡選用集中式的瘦AP架構的第三代WLAN網絡架構，車地
移動寬帶傳輸系統主要設備包括但不限於由設置在控制中心的無線交換機、鋪設在軌旁的
無線接入點設備(AP，含定向天線)、列車中的無線接入設備(含天線)等構成。 IP網絡主要由無線交換機、中心交換機4、車站交換機、光端機5、鋪設在隧道和車
輛段中的無線基站設備(AP，含定向天線)、列車中的無線接入設備(含天線)(包含但不限
於)等構成。 本實施例採用無線交換機、無線AP和無線網橋構建無線區域網，符合WLAN 802. 11a/b/g標準。無線系統硬體有二部分，AP和無線網絡交換機，AP是不需和無線網絡 交換機直連的，它們之間是可以透過乙太網交換機(不管是二層或三層)、路由器或其它網 絡設備互通。當AP插入到網絡上啟動後，AP是會自動和無線網絡交換機建立GRE隧道的 連接，之後從無線終端所發出到數據都回會經AP的GRE隧道傳到無線網絡交換機。同樣當 數據鬚髮送到無線終端上時，則必先經過無線網絡交換機和AP建立的GRE數據隧道，然後再經AP發送到無線終端。 各個設備之間的連接及實現方式如下 1)無線交換機通過光纖以1000Mbps的帶寬連接到中心交換機4，無線管理工作站 通過5類線以100Mbps的帶寬連接中心交換機4 ; 2)車站交換機、車輛段交換機通過光纜以1000Mbps的帶寬連接到中心交換機4 ;
3)鋪設在隧道和車輛段中的無線基站設備通過5類線連接到光端機5，光端機5 通過光纜以100Mbps的帶寬連接無線基站所屬的車站或者車輛段的光端機5，再由後者通 過5類線以100Mbps的帶寬連接到車站交換機或者車輛段交換機； 4)隧道中上行和下行單獨鋪設無線基站，即上行隧道中的無線基站和下行隧道中 的的無線基站構成不同的無線網； 5)根據移動寬帶傳輸網基站和天線的性能，以及現場的情況合理的選擇AP的位 置，以保證移動寬帶傳輸網的信號場強能夠在全線無縫覆蓋。同時也考慮如何避免對地鐵 其它系統的影響。 6)移動寬帶傳輸網系統充分考慮到了列車在高速情況下的切換問題，並採取有效 措施減少切換時間和降低因切換帶來的數據損失，以保證在車上的實時播放不中斷(切換 時間少於50ms)，且播放質量不受影響。另外為保正系統的切換能平穩的進行，設在控制中 心的無線交換機能同時管理2000個以上的AP，其目的是列車在一條線上運行時，不會出現 跨無線交換機的切換。後面會詳細說明不同車載設備在不同AP之間的電路切換、路由切換 和不同頻率間切換的具體步驟和可能造成的中斷時間； 7)提供的移動寬帶傳輸網的有效帶寬最高可達25Mbps，平均可達到15Mbps，而且 無線帶寬具備QOS分級控制。所傳圖像順暢清晰，不會出現畫面中斷或者跳播的現象；圖像 壓縮編碼可以是MPEG-2或MPEG-4， H. 264格式(帶寬為2 10Mbps);
8)在布置AP時，充分考慮到了系統的可靠性，每個AP的覆蓋範圍都保證有重疊 區，而在個別AP和其它設備出現故障時，系統仍舊能正常工作。每個AP的輸出功率滿足國 家規範要求，每個AP的輸出功率不大於lOOmW，不使用高增益天線，並按照每隔150米的距 離配置一個AP ; 9)移動寬帶傳輸網系統的空中接口、頻點範圍和加密措施滿足國家有關標準和規 定； 10)移動寬帶傳輸網在隧道內的設備滿足隧道限界和其它方面的要求，設備本身 也達到IP65的標準，以適應隧道裡的環境條件； 11)系統有完善的網管設備，在控制中心能夠隨時監控到本系統的每一個設備的 工作狀況。 12)為了保證系統數據安全，採取了相應的安全措施。 13)安裝無線網絡監測軟體。主動地監控接入點，以及連接到接入點的交換機的故 障和性能；迅速、方便地檢測、定位和禁用未經授權的不知情的員工或者由(惡意的)外界 入侵者放置的惡意接入點；通過檢測和定位RF幹擾，以及主動地監控使用情況和故障，優 化網絡的性能。 14)安裝定向天線，限定覆蓋範圍。 15)系統具有強的抗幹擾能力，能確保在各種複雜的環境下可靠工作，同時，在正
7常使用時不對其它系統(如信號系統等)造成影響。後面會詳細分析所使用的設備和系統 抗幹擾的能力，以及相關的處理措施。 車載PIS設備包含但不限於車載播放伺服器、LCD顯示終端、LED顯示終端、DVB-T 機頂盒、視音頻解碼分配器、各類線纜附件、集成化軟體模塊等。控制方式採用一控多的方 式，即多個LCD(LED)屏都接收車載播放伺服器的控制。為保證系統的穩定可靠，列車首尾 區域各安裝一套車載播放伺服器，且兩臺伺服器互為熱備份。 與車站PIS系統一樣，車載PIS系統採用三級控制方式，即車載PIS系統受C0CC， 0CC和車載本地控制。在信息發布上實行"前級權限高於後級"的原則，即0CC可以監控、 糾正和覆蓋車站和車載發布的信息，C0CC可以監控、糾正和覆蓋0CC發布的信息。車載PIS 的播放伺服器為車載PIS系統的控制點。C0CC和0CC通過發送控制指令和控制數據到車載 PIS的播放伺服器來控制車載PIS系統所有設備的行為並監控其狀態。COCC和0CCPIS系 統與車載PIS系統通信通過IP網絡的無線部分實現。 在中心直播模式下，COCC或OCC的控制指令通過無線網絡經地面上車，直接控制 各種PIS設備的顯示和行為。在就地直播模式下，區域覆蓋的DVB-T數位電視信號經機頂盒 進入播放伺服器處理，編碼後傳輸到列車內部的區域網，每節車廂都布置有1臺解碼分配 器，經解碼後的信號在終端的LCD顯示屏上顯示。在車載PIS系統無法建立與COCC或OCC PIS的通信連接時，PIS系統轉入降級模式，自動轉入錄播方式，播放本地預製的媒體內容。
車載PIS子系統通過無線區域網方式從隧道區間無線覆蓋網絡獲取實時媒體流 和其它控制信息。在播放伺服器的作用下，把各類信息與媒體流通過MediaCast分屏播出 系統整合到各車廂的LCD屏上顯示。在探測到與車站的通信斷開時，MediaCast自動切換 到播放本地的媒體信息資源。 車載PIS系統可以接受ATS， TMS、 PA、 CCTV等系統的指令，與其聯動，在屏上顯示 當前線路的運營狀況，包括列車位置、編組、所到站、故障信息、報站信息等。車載PIS系統 的各設備均具備自我檢測功能，可通過查詢獲得所有車載PIS子系統設備的狀態和故障報 警信息。這些信息通過經無線區域網發送至COCC， OCC和備用OCC。 COCC和OCC通過車地無線系統，在LCD, LED屏上實時發播運營緊急信息、運營服 務信息、商業服務信息及其它所需的圖文信息，此外，能夠控制播放伺服器任意修改終端顯 示屏的內容；同時支持直接接收DVB-T實時媒體流信號，與COCC或OCC發來的信息合成後， 按照既定義的版式進行播放，視頻信息採用MPEG-2編解制式。在車廂內外都裝有LED屏。 車廂內LED裝於車廂前部，可實時顯示行車信息及所處位置。車廂外LED屏裝於車門上方， 顯示到站信息及提示語。 通過車載播放伺服器提供的接口 ， COCC和OCC可實時向車載PIS的顯示終端插播
文字信息；車載PIS支持重複播放某信息的指令，自動執行並重複播放。 運營開始前，車載PIS系統在車輛上電時自動開屏工作，且可根據時刻表調整進
行相應的信息更改；由於車載系統的電力供應有限，在必要的情況下，車載系統需要切換某
些設備的電源，此時車載PIS系統支持車輛直接掉電方式關機而不造成任何硬體損傷。在
下次車輛上電時，重新開始工作。 車載PA廣播系統採用數位技術與IP網絡技術，將音頻信號以IP數據包形式在列 車區域網上進行傳送，是一套純數字傳輸的雙向音頻擴聲系統。
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該系統原理是將廣播的音頻信號在播放控制器中進行數字編碼，並以IP廣播包
形式發送到網絡上，在網絡任意端由廣播終端將IP廣播包解碼還原為音頻信號。可多路、
雙向傳輸，區域網內延遲時間僅為數十毫秒，並具有自動流量調整、聲音修補功能。符合標
準IP協議，經過路由器也能實現音頻傳輸，是當今業界主流的音頻傳輸技術之一。
該系統由主要設備包含但不限於音源設備(CD機、FM數字調諧器、麥克風等)、數
字IP主控卡(安裝於播放伺服器)、IP網絡音頻終端、IP尋呼話筒、功放及吸頂音箱等構成。 列車廣播主控室設在駕駛室，為每個車廂設立分區。只需架設車廂內部音頻線路， 車廂之間PA信號採用數字傳輸，充分利用列車內部區域網資源，完全免布線，實現分區廣 播功能。
其優越性具體體現在以下幾方面 功能方面可獨立控制每個終端播放不同的內容。不僅完全實現傳統廣播系統的 功能，而且還具備終端自由點播、終端間雙向對講等功能； 傳輸方面音頻傳輸距離無限延伸，可運行在跨網關的區域網(LAN)和廣域網 (WAN)上，支持大範圍的重要型應用，實現各分區之間的同聲廣播，實現快速、可靠的信息溝 通； 音質方面終端輸出音質接近CD級(44. 1K， 16bit)，體現更為真實的人聲還原效 果，每個發音都清晰可辨，徹底擺脫了傳統廣播系統中模擬音頻信號易受幹擾、串擾的煩 惱； 可靠性方面採用嵌入式作業系統，確保系統關鍵功能正常運作，不受網絡病毒侵 擾。終端採用工業級晶片，保證全天24小時正常工作。 數字廣播適合多區域音頻分布，點對點的音頻傳輸。可藉助已有的乙太網網絡，比 模擬廣播系統安裝成本更低、配置和設立更簡單。徹底解決傳統廣播系統存在的音質不佳， 傳輸距離有限，缺乏互動等問題。該系統設備使用簡便，只需將終端接入計算機網絡即可構 成功能強大的數字廣播系統，每個接入點無需單獨布線，實現計算機網絡、數字視頻監控、 公共廣播的多網合一。 車載PIS與車載PA有控制和音頻接口 。車載PIS可以將媒體播出的音頻輸出信 號接入車載PA，通過車載廣播系統發聲為PIS伴音。車載廣播主機在列車廣播的時候，可控 制車載控制器降低發生音量或者變為無音狀態，使媒體節目的聲音不與廣播系統衝突。
車載CCTV系統監控採用基於IP的數字視頻監控系統，包含但不限於車載攝像機、 車載視頻編碼器(MPEG4 Wavelet)、抗震車載網絡視頻錄像機(NVR)、車載接入交換機、車載 工業以太環網交換機、KVM切換器等設備組成。 本實施例中採用NVR的解決方案，用屏蔽的雙絞線傳遞數位化網絡化的視頻信 號。雙絞線是雙向總線式的傳輸介質，極大地減少了車載CCTV的線槽佔用，還可直接利用 現有的有餘量預留的雙絞線，減少了線纜的數量，通過在PIS， CCTV和PA三個系統間進行合 理的帶寬分配，能夠極大地提升車載所有子系統的穩定性和可靠性以及布線的工作量。
具體的，車輛的每節車廂內安裝2臺(或增至4臺)固定式攝像機形成對射，確保 監控無死角；車頭車尾各安裝1臺固定攝像機，共安裝18臺固定攝像機，每臺攝像機對應一 臺MPEG4Wavelet視頻編碼器，通過屏蔽的雙絞線與視頻編碼器連接，所有的攝像機視頻信息均經過編碼器編碼壓縮後接入列車區域網。 每個編碼器通過其自身獨立的乙太網口與車載工業乙太網交換機上的100/1000M 乙太網埠 一一連接。 一體化的MPEG4 Wave let視頻編碼器具備小體積，低功耗及極強的防 震性能；進入由工業級乙太網交換機組成的環形區域網路(該網絡同車載無線網絡相連) 後，以無線方式向安裝在軌道沿線的無線網絡進行傳輸。攝像機的車輛號、安裝位置以及實 時時間字符的疊加均由視頻編碼器完成。車載視頻編碼器能夠同時發送多路約1. 5Mbps 2Mbps的數字視頻流供車頭和車尾的視頻錄像機同時進行錄像。 每節車廂內設置一臺工業乙太網交換機，每個交換機具備可以同時通過電埠和 光埠組成環網的功能。工業乙太網交換機具備快速的自愈功能，每個節點的自愈時間小 於4毫秒，光纖環網整體自愈時間小於50毫秒。 在車廂的頭尾各安裝1套車載網絡視頻錄像機，該兩套設備以冗餘方式工作，車 載網絡視頻錄像機具備100/1000Mbps自適應的乙太網埠，用於與車載以太環網連接。抗 震車載網絡視頻錄像機具備車載視頻編解碼器及本身錄像的管理、設置、監控及報警功能。 車載網絡視頻錄像機採用鋁合金加固硬碟作為存儲介質，此存儲介質容量大，採用壓鑄鋁 合金密封高彈體複合膠減振結構，具備極強的防震性能。 此外，安裝在列車兩端司機室的攝像機具有音頻輸入功能，司機通過麥克風音頻 混入CCTV視頻影像，被傳輸至0CC，這樣可以更好地監控現場。車載實時監控視頻及車載網 絡錄像全部可以通過無線網絡被監控中心調看。通過OCC配置的數字視頻解碼器，所有車 載的MPEG4數字視頻將被轉為模擬複合視頻流進入0CC的監控大屏，供調度員監控之用。
車載KVM切換器用於切換播放伺服器與CCTV的網絡視頻錄像機的畫面，方便列車 調度員使用。同時，KVM切換器支持USB和OSD，通過觸控螢幕的觸摸控制即可切換輸入源。
此外，車載CCTV系統還具有以下自檢功能
檢測視頻信號正確有效性；
檢測車地傳輸鏈路是否通暢；
電壓駐波比(VSWR)測試。 這些自檢測功能在每次車輛的"列車啟動"初始化過程中自動執行。也可手動執 行這些測試功能。 當出現下列情況，系統將發出報警信息(通過車地無線網向0CC的視頻伺服器以
及網管維護工作站發送) 單個攝像機丟失圖像； 掉電； 存儲空間不足； 任何一個工作組件故障。
權利要求
一種基於IP平臺的車載綜合信息系統，包括控制中心伺服器、車載通信網絡和車地通信網絡，其特徵在於所述的車載通信網絡中包括有車載交換機、網絡電纜、車載乘客信息系統、車載廣播系統和車載閉路電視監視系統，所述的車載乘客信息系統、車載廣播系統和車載閉路電視監視系統分別通過網絡電纜與所述的車載交換機連接，所述的車地通信網絡中包括有無線交換機、中心交換機、車站交換機、光端機、一個以上數目的區間無線接入點和車載無線接入點，所述的無線交換機通過光纖與所述的中心交換機連接，所述的車站交換機通過光纖與中心交換機連接，任意一個所述的區間無線接入點均通過電纜與所述的光端機連接，所述的光端機通過電纜與車站交換機連接，區間無線接入點設置在路軌邊，任意兩個相鄰的區間無線接入點的信號覆蓋範圍均具有重疊區域，所述的車載無線接入點通過無線網絡與區間無線接入點連接，車載無線接入點通過網絡電纜與車載交換機連接，中心交換機與所述的控制中心伺服器連接。
2. 如權利要求1所述的基於IP平臺的車載綜合信息系統，其特徵在於在上行路軌邊 和下行路軌邊各自設置區間無線接入點，上行路軌邊的區間無線接入點和下行路軌邊的區 間無線接入點分別連接在兩個無線網絡中。
3. 如權利要求1所述的基於IP平臺的車載綜合信息系統，其特徵在於所述的中心交 換機上連接有工作站計算機。
4. 如權利要求1所述的基於IP平臺的車載綜合信息系統，其特徵在於任意一個所述 的區間無線接入點均連接有定向天線。
5. 如權利要求1所述的基於IP平臺的車載綜合信息系統，其特徵在於所述的控制中 心伺服器中設置有無線網絡監測程序。
6. 如權利要求1所述的基於IP平臺的車載綜合信息系統，其特徵在於所述的車載乘 客信息系統包括有兩臺車載播放伺服器、液晶顯示終端、發光二極體顯示終端、數字視頻廣 播機頂盒和視音頻解碼分配器，所述的數字視頻廣播機頂盒和視音頻解碼分配器分別通過 電纜連接到所述的車載播放伺服器，所述的液晶顯示終端和發光二極體顯示終端分別通過 電纜連接到視音頻解碼分配器，所述的兩臺車載播放伺服器互為熱備份，車載播放伺服器 分別由中心伺服器、車站交換機信號和車載輸入設備控制，車站交換機信號的控制權限大 於和車載輸入設備的控制權限，中心伺服器的控制權限大於車站交換機信號的控制權限。
7. 如權利要求1所述的基於IP平臺的車載綜合信息系統，其特徵在於所述的車載廣 播系統包括有音源設備、數字IP主控卡、IP網絡音頻終端、IP尋呼話筒、功率放大器和揚聲 器，所述的音源設備通過音頻電纜與所述的功率放大器連接，所述的揚聲器與功率放大器 連接，所述的數字IP主控卡與IP網絡音頻終端和IP尋呼話筒連接，功率放大器通過音頻 電纜與IP網絡音頻終端連接。
8. 如權利要求1所述的基於IP平臺的車載綜合信息系統，其特徵在於所述的車載閉 路電視監視系統包括有一個以上數目的車載攝像機、一個以上數目的車載視頻編碼器、抗 震車載網絡視頻錄像機和車載工業以太環網交換機，任意一個所述的車載攝像機均各自與 一個所述的車載視頻編碼器連接，任意一個車載視頻編碼器均通過屏蔽雙絞線與所述的車 載工業以太環網交換機連接，所述的抗震車載網絡視頻錄像機與車載工業以太環網交換機 連接，車載工業以太環網交換機通過網絡電纜與所述的車載交換機連接。
全文摘要
一種基於IP平臺的車載綜合信息系統，包括控制中心伺服器、車載通信網絡和車地通信網絡，車載通信網絡中包括有車載交換機、網絡電纜，車地通信網絡中包括有無線交換機、中心交換機、車站交換機、光端機、一個以上數目的區間無線接入點和車載無線接入點，車載無線接入點通過無線網絡與區間無線接入點連接，車載無線接入點通過網絡電纜與車載交換機連接，中心交換機與所述的控制中心伺服器連接。車載乘客信息系統、車載廣播系統和車載閉路電視監視系統均採用TCP/IP協議接入車載區域網路，車載區域網路通過無線網絡與車站和控制中心的伺服器連接。本發明可實現列車行車信息、直播視頻流的下發、車載視頻流的上傳交互。維護管理成本低，信息傳遞效率高。
文檔編號H04H20/62GK101741493SQ20081020270
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月13日 優先權日2008年11月13日
發明者吳立明, 薛凱捷 申請人:上海鳴嘯實業發展有限公司