將數(shù)字電視節(jié)目引入地鐵列車和站臺

上海地鐵數(shù)字電視覆蓋系統(tǒng)建設(shè)與網(wǎng)絡(luò)管理主要由上海東方明珠廣播電視研究發(fā)展有限公司完成，該項(xiàng)目充分結(jié)合了上海現(xiàn)有軌道交通的建設(shè)特點(diǎn)及系統(tǒng)資源，采用無線接收，光纜傳輸，漏纜覆蓋構(gòu)成地上、地下無縫連接的完整的信號覆蓋系統(tǒng)，完成了地鐵電視覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)，并自主研發(fā)了達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平的地鐵電視覆蓋系統(tǒng)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理軟件，將數(shù)字電視節(jié)目引入了地鐵列車車廂與站臺。

無線數(shù)字廣播電視技術(shù)應(yīng)用的不斷發(fā)展，使數(shù)字廣播電視出現(xiàn)了許多新的業(yè)務(wù)形態(tài)，如移動(dòng)電視、手機(jī)電視、地鐵電視等，這些業(yè)務(wù)的開展對無線數(shù)字廣播電視傳輸覆蓋提出了更高的要求，尤其需要解決室內(nèi)、地下隧道等特殊場所的數(shù)字電視信號覆蓋問題。上海地鐵電視覆蓋系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)綜合考慮了系統(tǒng)覆蓋效果，建設(shè)周期，建設(shè)成本，采用控制中心近端系統(tǒng)+遠(yuǎn)端覆蓋系統(tǒng)的組網(wǎng)方式。由控制中心近端機(jī)的室外天線將信號引入，再通過光鏈路將近端機(jī)處理后的射頻信號逐級傳輸至遠(yuǎn)端覆蓋系統(tǒng)，再由遠(yuǎn)端機(jī)經(jīng)過信號濾波和放大處理與移動(dòng)通信信號進(jìn)行合路，最后由共纜系統(tǒng)進(jìn)行無線信號覆蓋，該設(shè)計(jì)方式能保證地上地下信號的一致性，為地上地下的覆蓋網(wǎng)絡(luò)無縫連接提供了基礎(chǔ)。其中關(guān)鍵技術(shù)之一是采用了與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)共纜傳輸技術(shù)，另外組網(wǎng)方式采用了共纜傳輸、光纖鏈路、多頻點(diǎn)覆蓋等在國內(nèi)具有一定先進(jìn)性的技術(shù)，確保地上、地下數(shù)字電視信號的無縫覆蓋。

上海地鐵線路經(jīng)過十幾年的努力已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了12條線規(guī)模在420公里左右，規(guī)模居世界第二，目前每天有將近600萬人次的乘客。為了向地鐵乘客提供更好的服務(wù)，豐富乘客的乘車生活，如何實(shí)施將數(shù)字電視節(jié)目引入地鐵列車車廂及站臺，建立一套地鐵視訊系統(tǒng)，成為了迫切的要求。地鐵電視是將移動(dòng)電視信號引入280個(gè)地鐵站臺和300列車廂中，目前有近2萬個(gè)屏幕在工作，方便了乘客及時(shí)了解地鐵列車的運(yùn)行情況并可實(shí)時(shí)收看新聞時(shí)事和列車班次等資訊信息。該覆蓋工程項(xiàng)目全部完成了上海12條運(yùn)行線路地鐵電視的開通，并正式投入使用，2009年5月地鐵電視正式開播。地鐵網(wǎng)管系統(tǒng)開發(fā)完成并應(yīng)用于上海1-13號線的地鐵電視覆蓋系統(tǒng)的監(jiān)控管理中，在世博期間為地鐵電視安全穩(wěn)定播出發(fā)揮重要的技術(shù)保障作用。

上海地鐵電視（SMTV）覆蓋工程建設(shè)主要包括地鐵地下隧道和地面高架區(qū)域的數(shù)字電視信號覆蓋，地下隧道信號覆蓋是通過地鐵隧道現(xiàn)有的泄漏電纜完成，地面高架區(qū)域主要通過東方明珠發(fā)射塔和虹橋發(fā)射塔完成覆蓋。SMTV系統(tǒng)包括覆蓋系統(tǒng)，接收系統(tǒng)和播出系統(tǒng)。覆蓋系統(tǒng)是SMTV系統(tǒng)中的重要組成部分。整個(gè)系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與實(shí)施工作由上海東方明珠（集團(tuán)）承擔(dān)。2002年，東方明珠已在上海搭建了基于DVB-T標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)電視單頻網(wǎng)，上海地區(qū)地面信號覆蓋率達(dá)到95%，軌道交通地上路段的數(shù)字電視信號接收來自地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)的信號。同時(shí)，地鐵電視地下覆蓋信號源是接收數(shù)字電視單頻網(wǎng)的同一信號，確保了地上路段與地下路段地鐵電視節(jié)目的同步性。

目前，上海大部分地鐵在地下運(yùn)行，因此SMTV覆蓋系統(tǒng)項(xiàng)目主要研究通過共纜傳輸方式實(shí)現(xiàn)列車在隧道內(nèi)穩(wěn)定地接收數(shù)字電視信號。SMTV覆蓋系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)綜合考慮了系統(tǒng)覆蓋效果，建設(shè)周期，建設(shè)成本，采用控制中心信號源集中處理系統(tǒng) + 隧道覆蓋系統(tǒng)的組網(wǎng)方式?？刂浦行耐ㄟ^室外天線將信號引入，信號經(jīng)過處理后通過光鏈路逐級傳輸至各站臺的覆蓋系統(tǒng)，在各站信號被濾波和放大處理并與移動(dòng)通信信號在漏纜中進(jìn)行合路傳輸實(shí)現(xiàn)共纜無線信號覆蓋，該設(shè)計(jì)方式能保證地上地下數(shù)字電視信號的一致性，滿足了地上地下的移動(dòng)電視信號無縫覆蓋。

為了對上海地鐵1-13號線（12號線在建）的所有線路中數(shù)字電視傳輸覆蓋設(shè)備和接收設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測及控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)地鐵電視系統(tǒng)中的各種故障，幫助維護(hù)人員克服地鐵中站點(diǎn)多，線路長，地理環(huán)境復(fù)雜等等不利因素，在最短的時(shí)間內(nèi)確認(rèn)故障并進(jìn)行搶修工作，保障地鐵電視系統(tǒng)的正常工作，保護(hù)乘客、運(yùn)營商、廣告商等等的各方利益，項(xiàng)目組自主研發(fā)地鐵電視覆蓋系統(tǒng)遠(yuǎn)程網(wǎng)管軟件。該軟件針對分布在地鐵不同區(qū)域的傳輸和覆蓋設(shè)備，對地鐵電視信號接收狀態(tài)實(shí)施監(jiān)測，及時(shí)掌握和了解地鐵電視系統(tǒng)的運(yùn)行情況，實(shí)時(shí)對數(shù)字電視傳輸覆蓋設(shè)備、接收設(shè)備如遠(yuǎn)端機(jī)（射頻遠(yuǎn)端直放站、光纖遠(yuǎn)端直放站）、近端機(jī)（射頻近端直放站）、光傳輸設(shè)備（光纖發(fā)射機(jī)、光纖放大器）和接收機(jī)頂盒等狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。地鐵電視覆蓋網(wǎng)絡(luò)管理軟件制定覆蓋網(wǎng)絡(luò)各種類型設(shè)備的傳輸數(shù)據(jù)定義規(guī)范，利用GIS地鐵顯示模塊標(biāo)注設(shè)備位置，24小時(shí)在線管理，數(shù)據(jù)回傳利用GPRS和短信方式，管理界面由WEB界面和手機(jī)界面組成，確保維護(hù)人員隨時(shí)隨地查看設(shè)備狀態(tài)。目前，國內(nèi)外尚無地鐵電視覆蓋網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，此系統(tǒng)已達(dá)到了國內(nèi)外先進(jìn)水平，具有一定的創(chuàng)新性和實(shí)用性。

上海地鐵數(shù)字電視覆蓋系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)具有多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，首先充分結(jié)合了上?，F(xiàn)有軌道交通的建設(shè)特點(diǎn)及系統(tǒng)資源，采用了有線和無線相結(jié)合的覆蓋方式，其中覆蓋信號引入采用了無線接收方式，覆蓋組網(wǎng)方式采用了光纖傳輸，共纜傳輸覆蓋的有線方式，并采用同頻轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，確保地上、地下地鐵數(shù)字電視信號的無縫覆蓋。其次，隨著數(shù)字電視業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的覆蓋網(wǎng)絡(luò)將面臨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化（DVB-T向DTMB轉(zhuǎn)換），業(yè)務(wù)增加等新的建設(shè)需求，因此在覆蓋網(wǎng)絡(luò)的近端機(jī)系統(tǒng)考慮多頻點(diǎn)傳輸，可滿足覆蓋網(wǎng)絡(luò)中多種制式的數(shù)字廣播電視業(yè)務(wù)同時(shí)傳輸。第三，該項(xiàng)目通過對地鐵電視信號與移動(dòng)通信信號共纜傳輸覆蓋進(jìn)行了干擾分析，得出了合路器隔離度大于80dB的關(guān)鍵指標(biāo)。第四，工程配套的上海地鐵電視遠(yuǎn)程網(wǎng)管系統(tǒng)根據(jù)制定的“數(shù)字電視覆蓋設(shè)備網(wǎng)管接口技術(shù)規(guī)范”解決了不同類型、不同廠家的覆蓋設(shè)備統(tǒng)一管理。最后，自主研發(fā)網(wǎng)管軟件，通過GIS界面實(shí)時(shí)顯示各站臺設(shè)備狀態(tài)。采用數(shù)據(jù)傳輸模塊（DTM）和自主開發(fā)的嵌入式軟件解決了網(wǎng)管系統(tǒng)中無通訊模塊的設(shè)備接入網(wǎng)管的難題。地鐵網(wǎng)管中監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送采用GPRS為主、短信作為備份的方式，提高了網(wǎng)管的通信效率，降低了通信成本。

圖1 地鐵電視覆蓋系統(tǒng)示意圖

圖2為數(shù)字廣播覆蓋網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)組成圖

地鐵電視作為一種新的媒體播出平臺，不僅為乘客提供實(shí)時(shí)新聞、列車信息等公益服務(wù)，同時(shí)其巨大的商業(yè)廣告價(jià)值可帶來可觀的經(jīng)濟(jì)收益。數(shù)字電視應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，對數(shù)字電視信號覆蓋提出了更高的要求，地鐵電視覆蓋系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)項(xiàng)目的提出滿足了數(shù)字電視在地鐵列車中的應(yīng)用。系統(tǒng)設(shè)計(jì)從地鐵電視的運(yùn)營角度出發(fā)，兼顧了信號覆蓋效果及建設(shè)成本，提出了與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)共纜傳輸?shù)男录夹g(shù)。項(xiàng)目中的關(guān)鍵技術(shù)是解決了與移動(dòng)信號相互干擾，多頻點(diǎn)覆蓋，信號源傳輸?shù)葐栴}，設(shè)計(jì)中引入了覆蓋網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，確保日后系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。通過二號線地鐵電視示范系統(tǒng)的建設(shè)，目前多個(gè)城市都相繼開播了地鐵電視，各地在系統(tǒng)建設(shè)中采用了不同的覆蓋方式，而該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的覆蓋系統(tǒng)，從覆蓋效果來看滿足了地鐵電視節(jié)目的穩(wěn)定接收，從建設(shè)成本分析，系統(tǒng)建設(shè)采用了小功率直放設(shè)備及合路傳輸技術(shù)，大大降低了系統(tǒng)的建設(shè)費(fèi)用，同時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中兼顧了日后的系統(tǒng)監(jiān)控和設(shè)備管理工作。通過上海二號線地鐵電視示范網(wǎng)絡(luò)的驗(yàn)證，該設(shè)計(jì)的地鐵電視覆蓋系統(tǒng)方案成功的地鐵電視信號覆蓋解決方案，具有可行性、可靠性和較大的推廣價(jià)值。

上海地鐵數(shù)字電視覆蓋系統(tǒng)建設(shè)與網(wǎng)絡(luò)管理項(xiàng)目的研究成果已成功應(yīng)用于上海地鐵1-13號線（12號線在建），上海地鐵列車內(nèi)5700個(gè)LCD顯示屏與站臺內(nèi)1500個(gè)PDP顯示屏將實(shí)時(shí)播出地鐵電視節(jié)目、地鐵運(yùn)營信息及新聞、娛樂等綜合資訊。以上線路的地鐵電視已全面開通，通過專業(yè)測試，數(shù)字電視節(jié)目播放流程，乘客收看滿意度較高，全線地鐵電視信號覆蓋效果完全滿足地鐵電視的運(yùn)營要求。