地鐵線車(chē)地通訊設(shè)計(jì)

-.z系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)概述*地鐵工程列車(chē)車(chē)載圖像監(jiān)控系統(tǒng)是地鐵系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)，由列車(chē)載CCTV子系統(tǒng)，各站臺(tái)、停車(chē)場(chǎng)、車(chē)輛段的地面CCTV子系統(tǒng)和控制中心子系統(tǒng)3種類(lèi)型子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)組成的根本原理圖見(jiàn)以下圖。圖表SEQ圖表\*ARABIC3系統(tǒng)組成原理圖本技術(shù)方案包括車(chē)載CCTV子系統(tǒng)、地面CCTV子系統(tǒng)。車(chē)載CCTV子系統(tǒng)概述車(chē)載CCTV子系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)為地鐵應(yīng)用開(kāi)發(fā)的高可靠性的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，本系統(tǒng)由車(chē)載車(chē)載視頻效勞器、媒體網(wǎng)關(guān)、彩色防暴半球攝像機(jī)組成。應(yīng)用冗余技術(shù)，在主車(chē)載車(chē)載視頻效勞器發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到備用車(chē)載車(chē)載視頻效勞器上，切換時(shí)間不超過(guò)1秒，故障設(shè)備自動(dòng)退出并被隔離，并保證整個(gè)系統(tǒng)功能可用性不受到單點(diǎn)故障影響，系統(tǒng)運(yùn)行不連續(xù)、數(shù)據(jù)不喪失。系統(tǒng)故障排除后，自動(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)默認(rèn)的運(yùn)行模式。車(chē)載CCTV子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與列車(chē)緊急報(bào)警系統(tǒng)、PIS系統(tǒng)、TCMS系統(tǒng)、OCC等系統(tǒng)的協(xié)同工作，圖像質(zhì)量可以到達(dá)4CIF〔704×576〕質(zhì)量，系統(tǒng)具有功能強(qiáng)、可靠性高、易于維護(hù)、易于擴(kuò)展與升級(jí)等優(yōu)點(diǎn)，為地鐵列車(chē)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該系統(tǒng)由以下幾個(gè)功能模塊構(gòu)成：網(wǎng)絡(luò)支撐、系統(tǒng)配置組件：為視頻監(jiān)控圖像的傳輸控制提供網(wǎng)絡(luò)承載通道，進(jìn)展系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)等的整體配置；實(shí)時(shí)顯示、人工操作控制組件：為視頻監(jiān)控提供實(shí)時(shí)顯示功能，視頻監(jiān)控圖像通過(guò)網(wǎng)絡(luò)支撐模塊傳輸至駕駛室車(chē)載視頻效勞器后進(jìn)展實(shí)時(shí)顯示，顯示終端通過(guò)KVM切換器和乘客資訊系統(tǒng)復(fù)用液晶觸摸屏共用；數(shù)字錄像、查詢(xún)控制組件：為視頻監(jiān)控提供數(shù)字錄像，通過(guò)該組件，可以根據(jù)需要選擇不同的錄像方式，并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字錄像進(jìn)展快速查詢(xún)、回放等功能；設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、管理組件：車(chē)載車(chē)載視頻效勞器定時(shí)收集網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)信息，用戶(hù)可直接通過(guò)效勞器提供的人機(jī)界面查詢(xún)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，可以通過(guò)該組件對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)設(shè)備進(jìn)展管理。車(chē)載CCTV子系統(tǒng)拓?fù)鋱D車(chē)載CCTV系統(tǒng)是由無(wú)風(fēng)扇車(chē)載視頻效勞器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，KVM切換器、媒體網(wǎng)關(guān)、攝像機(jī)組成。系統(tǒng)組成如圖表3所示：圖表SEQ圖表\*ARABIC4車(chē)載CCTV系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造系統(tǒng)通過(guò)攝像機(jī)采集車(chē)廂和駕駛室模擬視頻圖像和駕駛室音頻模擬信號(hào)，模擬視頻圖像信號(hào)和音頻信號(hào)通過(guò)媒體網(wǎng)關(guān)模擬/數(shù)字變換，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，此時(shí)每路攝像機(jī)視頻數(shù)字信號(hào)流量可達(dá)155Mbit/s，此信號(hào)用于記錄或網(wǎng)絡(luò)傳輸都無(wú)法承受，必須經(jīng)過(guò)壓縮處理，媒體網(wǎng)關(guān)內(nèi)DSP數(shù)字處理器可將視頻數(shù)字信號(hào)和數(shù)字音頻信號(hào)按MPEG4壓縮方式壓縮成384K-4M的視頻數(shù)字信號(hào)流，壓縮好的音/視頻信號(hào)可在媒體網(wǎng)關(guān)記錄，同時(shí)將壓縮音/視頻信號(hào)通過(guò)車(chē)載網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)搅熊?chē)兩端駕駛室視頻效勞器記錄和顯示處理，在視頻效勞器硬盤(pán)中記錄所有攝像機(jī)音/視頻壓縮信號(hào)，同時(shí)可將選擇攝像機(jī)信號(hào)顯示在列車(chē)顯示器上。通過(guò)信號(hào)系統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，壓縮視頻信號(hào)可通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降孛娼獯a器，供地面監(jiān)視/記錄使用。駕駛室安裝的車(chē)載視頻效勞器，用于車(chē)載CCTV系統(tǒng)控制、管理、記錄、顯示、與列車(chē)TCMS、OCC控制中心等通信。車(chē)載視頻效勞器包含一個(gè)防震活動(dòng)硬盤(pán)用于記錄音/視頻數(shù)據(jù)，一個(gè)CF卡用于安裝操作系統(tǒng)和配置數(shù)據(jù)。車(chē)載視頻效勞器外部接口主要有VGA輸出，USB、RS232、RS485、LAN通信接口，PS2鼠標(biāo)/鍵盤(pán)接口，音頻輸入/輸出接口等。車(chē)廂內(nèi)的媒體網(wǎng)關(guān)，用以車(chē)廂攝像機(jī)信號(hào)編碼壓縮處理，向攝像機(jī)提供12VDC電源，媒體網(wǎng)關(guān)內(nèi)部集成一個(gè)含6個(gè)100M電端口和2個(gè)1000M電端口的工業(yè)冗余以太網(wǎng)交換機(jī)，交換機(jī)的接口不是采用標(biāo)準(zhǔn)的RJ45接口，而是使用抗震性能好的WAGO壓接類(lèi)型接口，此設(shè)計(jì)使得設(shè)備高度集成化、安裝布線最簡(jiǎn)化，這是為地鐵運(yùn)營(yíng)環(huán)境而特別設(shè)計(jì)的功能。車(chē)載CCTV系統(tǒng)通過(guò)每個(gè)車(chē)廂媒體網(wǎng)關(guān)嵌入式的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)形成具冗余的環(huán)網(wǎng)。環(huán)網(wǎng)上任何一處傳輸介質(zhì)斷裂則觸發(fā)自愈機(jī)制，不會(huì)造成傳輸?shù)闹袛?。駕駛室另外連接2臺(tái)交換機(jī)，用于和無(wú)線AP和地面CCTV系統(tǒng)和OCC控制中心連接，用于車(chē)載音/視頻壓縮信號(hào)、列車(chē)設(shè)備信息下傳和控制信號(hào)上傳。車(chē)載CCTV子系統(tǒng)設(shè)備組成系統(tǒng)由如下主要部件構(gòu)成〔每列車(chē)〕：序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)對(duì)應(yīng)標(biāo)書(shū)設(shè)備名稱(chēng)數(shù)量/列車(chē)功能1車(chē)載視頻效勞器數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)錄像機(jī)、110VDC/12VDC電源變換器2臺(tái)實(shí)時(shí)視頻錄像為PTU設(shè)備提供控制接口與TCMS通信無(wú)線傳輸接口存儲(chǔ)系統(tǒng)視頻圖像VGA輸出2媒體網(wǎng)關(guān)〔2路〕數(shù)字編碼器、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)1、110VDC/12VDC電源變換器4臺(tái)客室車(chē)廂內(nèi)視頻圖像采集、編碼為攝像機(jī)提供DC12V電源集成工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，視頻信息傳輸預(yù)留圖像存儲(chǔ)接口3媒體網(wǎng)關(guān)〔3路〕數(shù)字編碼器、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)1、110VDC/12VDC電源變換器2臺(tái)司機(jī)室及客室內(nèi)視頻圖像采集、編碼司機(jī)室音頻信號(hào)采集、編碼為攝像機(jī)提供DC12V電源集成工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，視頻信息傳輸預(yù)留圖像存儲(chǔ)接口4彩色半球攝像機(jī)模擬攝像機(jī)14個(gè)客室視頻圖像采集駕駛室圖像采集5音頻監(jiān)聽(tīng)頭2個(gè)駕駛室聲音采集6工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)2、2臺(tái)無(wú)線AP連接為T(mén)CMS提供網(wǎng)絡(luò)接口圖表SEQ圖表\*ARABIC4系統(tǒng)組成地面CCTV子系統(tǒng)概述地面CCTV系統(tǒng)主要是使列車(chē)車(chē)載CCTV系統(tǒng)和地面CCTV系統(tǒng)連接起來(lái)，主要功能有下面幾項(xiàng)：1〕通過(guò)無(wú)線IP網(wǎng)絡(luò)，把列車(chē)車(chē)載CCTV系統(tǒng)的音/視頻壓縮信號(hào)，下傳到地面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，地面8路音/視頻解碼器通過(guò)地面網(wǎng)絡(luò)把下傳的音/視頻MPEG4壓縮信號(hào)解碼成模擬視頻信號(hào)和音頻信號(hào)輸出，給OTN節(jié)點(diǎn)把已解碼音/視頻模擬信號(hào)送到大屏幕系統(tǒng)顯示。為了使得地面運(yùn)營(yíng)控制中心等其他地方能夠?qū)崟r(shí)查看在線運(yùn)營(yíng)車(chē)輛上指定車(chē)廂/司機(jī)室內(nèi)攝像機(jī)的視頻圖像，需要將車(chē)輛上的選定的視頻圖像通過(guò)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)組成的信號(hào)系統(tǒng)傳輸至運(yùn)營(yíng)控制中心8路解碼器解碼，最后輸出給地面CCTV視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置在地面運(yùn)營(yíng)控制中心的視頻切換矩陣輸入，8路解碼器解碼的模擬音/視頻輸出進(jìn)入地面CCTV系統(tǒng)當(dāng)作8個(gè)攝像機(jī)信號(hào)處理，可輸出在大屏幕顯示，增加八路MPEG2視頻編碼卡可將列車(chē)下傳圖像轉(zhuǎn)為MPEG2格式接入地面網(wǎng)絡(luò)，供各地調(diào)用。2〕列車(chē)車(chē)載設(shè)備信息通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳到TCMS通信工作站列車(chē)TCMS收集列車(chē)所有設(shè)備信息，可通過(guò)無(wú)線下傳到各車(chē)站TCMS通信工作站或OCC控制中心。3〕OCC控制中心通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制列車(chē)車(chē)載效勞器，按要求選擇需要上傳信號(hào)的攝像機(jī)信號(hào)。把列車(chē)所有攝像機(jī)信息建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，OCC控制中心從數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)出攝像機(jī)信息，控制8路視頻解碼器通過(guò)無(wú)線AP控制音/視頻數(shù)據(jù)上傳給解碼器解碼輸出。4〕OCC控制中心把統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上傳到列車(chē)車(chē)載CCTV系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整條地鐵線路全部設(shè)備時(shí)鐘的一致性。OCC控制中心每天定時(shí)發(fā)送校時(shí)信息給車(chē)載CCTV系統(tǒng)，將車(chē)載CCTV時(shí)鐘保持和OCC一致。地面CCTV子系統(tǒng)拓?fù)鋱D圖表SEQ圖表\*ARABIC6地面CCTV系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造地面CCTV子系統(tǒng)設(shè)備組成序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)對(duì)應(yīng)標(biāo)書(shū)設(shè)備名稱(chēng)數(shù)量/列車(chē)功能1中央視頻效勞器中央視頻效勞器2臺(tái)系統(tǒng)控制，視頻處理2中央網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)中央網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)1臺(tái)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)交換3網(wǎng)管維護(hù)工作站網(wǎng)管維護(hù)工作站2臺(tái)網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)4視頻回放工作站視