劉 璠

（中鐵上海設(shè)計院集團有限公司，上海 200071）

目前，上海市軌道交通領(lǐng)域各條線列車車廂內(nèi)均未設(shè)置實時車載乘客信息系統(tǒng)，但在國外發(fā)達城市和國內(nèi)部分城市，實時車載乘客信息系統(tǒng)已經(jīng)得到應(yīng)用，如在北京和廣州已經(jīng)招標選擇了車載乘客信息系統(tǒng)設(shè)備，并正在建設(shè)中；而上海市軌道交通在進行車載乘客信息系統(tǒng)設(shè)計時，則考慮通過接收東方明珠移動電視信號等方式，實現(xiàn)實時車載乘客信息系統(tǒng)圖像下播和車載監(jiān)控圖像上傳等方案。

上海市軌道交通車載乘客信息系統(tǒng)可直接接收東方明珠移動電視、重新調(diào)制后的數(shù)字電視廣播或其他流媒體信號，通過車載LCD顯示控制設(shè)備實現(xiàn)在列車車廂內(nèi)視頻和文本信息的發(fā)布，實現(xiàn)車站信息與車載信息的一致性和實時性，也可以通過車站級編播中心實時編輯發(fā)布視頻信息或插播經(jīng)過審核的緊急信息，使車載乘客信息系統(tǒng)信息的顯示更具靈活性。

1 上海市軌道交通車載乘客信息系統(tǒng)功能

（1）車載乘客信息系統(tǒng)設(shè)備接收專用WLAN傳輸?shù)男畔?，并?jīng)處理后可實時地在列車車廂內(nèi)LCD顯示屏上進行視音頻播放。車載乘客信息系統(tǒng)所包含東方明珠移動電視引入系統(tǒng)，可以直接接收車站轉(zhuǎn)發(fā)或電視臺直接廣播的東方明珠移動電視信號。

（2）車載乘客信息系統(tǒng)設(shè)備具有錄播功能。在當天的運營結(jié)束后，可將第二天需要播放的內(nèi)容傳輸?shù)杰噧?nèi)的車載視頻控制服務(wù)器預(yù)存儲，車輛段和停車場集中接收存儲控制中心下發(fā)的次日播放列表及節(jié)目內(nèi)容。列車第二天運營時，車載乘客信息系統(tǒng)可按照接收到的播放列表或其他觸發(fā)信號，自行播放預(yù)存的節(jié)目內(nèi)容，且當無線系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，緩存10 s后即可進入錄播模式。

（3）車載乘客信息系統(tǒng)設(shè)備具有準實時模式。當車載乘客信息系統(tǒng)由于特殊原因(如區(qū)間AP或車載AP故障等)無法與地面進行不間斷實時通信時，該系統(tǒng)進入準實時播出模式。車載乘客信息系統(tǒng)設(shè)備在列車進站停靠期間或列車回庫期間，通過無線網(wǎng)絡(luò)在非移動的情況下高速傳輸并預(yù)存顯示信息，供車載系統(tǒng)組織播出。

（4）車載乘客信息系統(tǒng)設(shè)備具有降級模式（應(yīng)急模式）。當控制中心故障或網(wǎng)絡(luò)通信中斷以及系統(tǒng)檢測到非法入侵時，受到影響的車站子系統(tǒng)迅速自動轉(zhuǎn)入降級模式，按已接收到的播放列表和節(jié)目內(nèi)容自行組織播放；通信中斷的車載乘客信息系統(tǒng)設(shè)備也應(yīng)按預(yù)定義節(jié)目內(nèi)容迅速自行組織播放。

（5）通過專用WLAN系統(tǒng)，車載乘客信息系統(tǒng)設(shè)備接收車站和控制中心發(fā)送的實時信息（包括流媒體、視音頻、文字和圖形），經(jīng)車站乘客信息系統(tǒng)子系統(tǒng)或車站級編播中心處理后，以無線方式傳至列車車廂內(nèi)的LCD顯示屏顯示播放。當列車廣播啟動時，弱化或關(guān)閉乘客信息系統(tǒng)伴音；列車廣播關(guān)閉時，恢復(fù)乘客信息系統(tǒng)伴音。

（6）車載乘客信息系統(tǒng)設(shè)備具有車內(nèi)監(jiān)控信息的實時上傳功能。列車車廂內(nèi)視頻監(jiān)控信息在列車司機室可實時顯示并能實時上傳。多路視頻監(jiān)控信息需要同時上傳，每一路視頻監(jiān)控信息分辨率不低于D1標準，幀速率不低于25 fps。

（7）車載乘客信息系統(tǒng)設(shè)備具有實時信息的接收功能：車載乘客信息系統(tǒng)的接收設(shè)備具有同一傳送內(nèi)容的斷點續(xù)傳功能，能實現(xiàn)運行列車通過專用WLAN及時有序接收信息內(nèi)容，而不破壞內(nèi)容的完整性和數(shù)據(jù)質(zhì)量。不同組別列車可顯示不同的視頻信息且不出現(xiàn)明顯斷點、失幀、抖動和馬賽克等，音頻播放不出現(xiàn)明顯噪音、滑碼等。

2 上海市軌道交通車載乘客信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

車載乘客信息系統(tǒng)可分為2部分：車載顯示發(fā)布系統(tǒng)和東方明珠移動電視引入系統(tǒng)。

2.1 車載顯示發(fā)布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

車載設(shè)備主要通過數(shù)字移動電視機頂盒或車地寬帶無線通信系統(tǒng)的車載無線接收設(shè)備（AP方式）接收發(fā)布自車站或控制中心的列車運營信息、緊急信息、乘客服務(wù)信息以及東方明珠數(shù)字電視信號等內(nèi)容，通過車載LCD多媒體顯示控制器進行解碼合成后，在本列車的所有LCD顯示屏上實時播放。車載信息顯示系統(tǒng)能實時播放各種信息，包括實時電視轉(zhuǎn)播、節(jié)目錄播、準實時播出等視頻播出，也能實時接收由控制中心傳輸?shù)母鞣N通告、緊急信息和運營信息等。

車載顯示發(fā)布子系統(tǒng)為軌道交通車載子系統(tǒng)的一部分，車載子系統(tǒng)主要包括車載信息顯示部分、車載監(jiān)控部分、車載網(wǎng)絡(luò)部分等，車載子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 東方明珠移動電視引入系統(tǒng)

在上海市軌道交通車載乘客信息系統(tǒng)設(shè)計中主要采用了AP方式，即將東方明珠移動電視信號在控制中心或車站重新調(diào)制，將其轉(zhuǎn)換成車載乘客信息系統(tǒng)可以接收的信號源，隨車載乘客信息系統(tǒng)的信號通過AP發(fā)送到運行的列車上，并可實時加載部分運營信息，根據(jù)控制中心或列車車載乘客信息系統(tǒng)控制設(shè)備的控制命令，在所有或部分車載LCD顯示屏上顯示。上行數(shù)據(jù)通道也可利用車載乘客信息系統(tǒng)的WLAN無線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸。

3 列車設(shè)備結(jié)構(gòu)

車載乘客信息系統(tǒng)車上部分從結(jié)構(gòu)上可分為：車載顯示控制部分、車載顯示終端部分和車載布線部分，主要由車頭主交換機、車載服務(wù)器、LCD顯示控制器、LCD液晶顯示屏、車廂內(nèi)交換機、SDI傳輸轉(zhuǎn)換器、SDI傳輸線和屏蔽網(wǎng)絡(luò)線等設(shè)備和線纜構(gòu)成。列車每節(jié)車廂均安裝1臺以太網(wǎng)交換機和SDI傳輸轉(zhuǎn)換器，構(gòu)成車內(nèi)布線網(wǎng)絡(luò)的各個節(jié)點，在傳輸流媒體信號的同時，為預(yù)留的車載無線上網(wǎng)系統(tǒng)及車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供傳輸通道。系統(tǒng)采用對稱式結(jié)構(gòu)，在首尾端2個司機室內(nèi)安裝完全相同的2套設(shè)備，互為備用。每節(jié)車廂安裝8臺LCD顯示屏。

車載顯示設(shè)備主要負責利用WLAN設(shè)備將車上監(jiān)控視頻、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、火災(zāi)報警信號、車輛故障信息上傳至控制中心或車輛段等需要的地點。列車通過車載數(shù)字移動電視機頂盒接收DVB-T實時數(shù)字電視信號、WLAN設(shè)備接收轉(zhuǎn)發(fā)的流媒體信號、TETRA設(shè)備接收發(fā)布緊急信息和乘客服務(wù)信息等內(nèi)容，以上信息再通過車載LCD顯示控制器進行解碼合成后，在本列車所有LCD顯示屏上實時播放。

車載顯示控制部分主要包括車載服務(wù)器、顯示控制器、數(shù)字移動電視機頂盒以及SDI信號傳輸器等設(shè)備，如圖2所示。所有的信息（視頻信息、廣告信息及其他所需的圖文信息）在控制中心進行統(tǒng)一采編、管理及任意修改終端顯示屏內(nèi)容并設(shè)置相應(yīng)的信息源設(shè)備。實時性信息能通過TETRA和WLAN無線網(wǎng)絡(luò)由控制中心向各線路運行的列車同時實時廣播傳送。列車運行期間，如遇WLAN帶寬空閑，則采用斷點續(xù)傳的方式接收控制中心傳送的錄播視頻信息，也可在列車入庫后，通過車輛段WLAN進行錄播視頻信息的下載。列車需要播出的信息存放在控制中心的車載服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，運營列車的車載服務(wù)器定期通過網(wǎng)絡(luò)訪問車載中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫以獲取需要的信息，如公告信息。為防止無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，列車在讀取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的同時，也要將相應(yīng)的信息實時更新到本地數(shù)據(jù)庫內(nèi)。車載顯示控制器讀取數(shù)據(jù)庫信息進行播出，在緊急情況下，也可以在控制中心使用手工輸入信息方式將緊急信息發(fā)送至指定的列車進行播出。

正常情況下，車尾司機室的車載設(shè)備，包括車載無線控制器、車載視頻控制器、車載服務(wù)器等均正常工作，車頭司機室的車載設(shè)備為備用，開機但不工作。

車載顯示控制器與車載服務(wù)器主機之間通過TCP協(xié)議保持通信，以監(jiān)測設(shè)備工作狀態(tài)是否正常。

列車車廂內(nèi)LCD顯示屏采用遠程控制開關(guān)的方式，在乘客信息系統(tǒng)控制中心、車載管理中心操作員終端或司機操作觸摸屏，操作人員可以通過手動指令方式或根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的時間系統(tǒng)自動觸發(fā)。

列車車載系統(tǒng)采用RS-422接口對所有列車車廂的LCD顯示屏進行開關(guān)控制。車載LCD控制器內(nèi)置RS-422控制模塊，同時，繼電器開關(guān)具有RS-422控制電路，車載顯示控制器通過RS-422接口對繼電器電源輸出的開關(guān)控制，以實現(xiàn)LCD顯示屏的開關(guān)控制。由于繼電器開關(guān)具有地址，因此在應(yīng)用中，操作人員可開關(guān)所有列車LCD顯示屏，也可以對列車某個或某幾個車廂LCD顯示屏進行開關(guān)控制。

由于系統(tǒng)采用總線式RS-422控制方式，因此，通過1根控制電纜，首尾司機室都可對列車任意車廂LCD顯示屏進行控制。為避免列車所有LCD顯示屏同時開關(guān)造成的電流沖擊，系統(tǒng)以默認的開屏方式為各車廂LCD顯示屏順序開機。