專利名稱：一種用于軌道列車寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及信息通訊設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種用于軌道列車寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸控制器，特別涉及其機械連接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
伴隨著世界各國現(xiàn)代化進(jìn)程的腳步，越來越多的城市擴建鐵路及開始興建地鐵、輕軌等城市公交系統(tǒng)。最新的資料顯示，鐵路，高速列車以及軌道交通已經(jīng)成為各國以及許多城市的公共交通主力載體。就中國而言，中國鐵路有5000多個車站承辦客運業(yè)務(wù)，日開行旅客列車2700多列，系統(tǒng)建成后將有幾萬個窗口機需要聯(lián)網(wǎng)，每年客運量大于10億人次，最高日發(fā)售客票高達(dá)400萬張之多，可以說沒有任何一個國家的鐵路客票系統(tǒng)具有如此龐大的規(guī)模。中國鐵路的客運量很大，京滬鐵路旅客發(fā)送量達(dá)1.13億人次，京廣鐵路達(dá)1.6億人次，京哈鐵路達(dá)1.6億人次。2009年的I月至3月，全國鐵路貨運總發(fā)送量完成76624萬噸，貨運總周轉(zhuǎn)量完成5858億噸公里，其中3月份貨運總發(fā)送量完成26521萬噸，環(huán)比增長2.4%。與去年一季度鐵路完成的8.12億噸貨運量相比，今年這一指標(biāo)同比下降了約6%。 I月至3月，全國鐵路旅客發(fā)送量同比增加了 1389萬人，增幅達(dá)3.8% ;旅客周轉(zhuǎn)量完成2238億人公里，同比增加了 0.21億人公里。對地鐵來講，據(jù)報道，廣州地鐵五一黃金周里，廣州地鐵四條線共運送旅客606萬人次。五一期間，深圳地鐵日均載客50萬人次。上海地鐵五一創(chuàng)運送量最`聞紀(jì)錄，一舉突破日均382萬人次大關(guān)。北京地鐵五一期間平均日載客1375萬人次。香港地鐵2008年每天客量330萬人次。南京地鐵2008年載客量達(dá)到5100萬人次。伴隨著全國鐵路及城市地鐵的蓬勃發(fā)展，鐵路及地鐵部門目前也面臨著諸多的困難與機遇，如:由于鐵路及地鐵在高峰期非常擁擠，部分城市的鐵路/地鐵治安狀況較差，時常發(fā)生失竊案件，這不僅影響了鐵路及地鐵交通的聲譽，而且面臨著客戶大量的投訴，易造成巨大的損失。因此，鐵路/地鐵交通部門迫切希望能在鐵路/地鐵車廂內(nèi)安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，這樣不僅可以有效地震懾犯罪分子，減少旅客財務(wù)失竊的幾率，而且可以為公安部門迅速偵破失竊案件提供直接的視頻證據(jù)，大大改善鐵路/地鐵列車的安全環(huán)境；同時，還可對地鐵運輸過程中可能存在的火災(zāi)、公物損毀等異常事故進(jìn)行預(yù)警。而在客運方面，由于鐵路及地鐵旅客數(shù)量多、流動性大、人員情況復(fù)雜，經(jīng)常會發(fā)生一些突發(fā)的刑事案件。由于鐵路/地鐵上的乘警人手非常有限，如何能夠以有限的警力，全面掌控運行中各車廂的全部情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并快速反應(yīng)，有效制止惡性事件的發(fā)生，是擺在鐵路/地鐵系統(tǒng)面前的一個急需解決的問題，很顯然在車廂內(nèi)安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個非常有效的手段。[0012]安全監(jiān)控只是視頻在鐵路/地鐵上應(yīng)用的一個方面，從某種意義上講鐵路，地鐵的視頻廣播以及鐵路長途客運寬帶上網(wǎng)還意味著巨大的商業(yè)機會。目前在鐵路/地鐵列車上，由于多方面原因，車載影視娛樂節(jié)目甚少出現(xiàn)。如果廣大旅客能夠在乘車之余收看到精彩的視頻節(jié)目上網(wǎng)，無疑會堅定旅客乘坐鐵路/地鐵的決心。視頻廣播及寬帶上網(wǎng)對于鐵路/地鐵交通來講絕不僅僅是吸引旅客的一種手段，它還面臨的更大的商機:鐵路/地鐵還是一個聞受:眾、聞效率的廣告載體。眾所周知，視頻廣告成為當(dāng)前及今后很長一段時間的投資熱點，近兩年涌現(xiàn)了不少非常成功案例。分眾傳媒、聚眾傳媒僅僅利用一些中心城市寫字樓與公寓電梯門口的方寸空間，一年僅僅百萬人次的受眾，就已經(jīng)獲得了豐厚的廣告收入，并吸引了眾多投資人的關(guān)注，成功在NASDQ上市，成為中國概念股的最新代表之一。而在鐵路/地鐵上，平均每天的人流量就高達(dá)數(shù)百千萬之多，這其中蘊涵著巨大的商業(yè)機會。很顯然，每年數(shù)億人次的人流量，平均每天數(shù)百萬人次的廣告受眾的關(guān)注，與電梯門口短則數(shù)秒，至多一分多種的匆匆一瞥相比，這是何等巨大的商機。一家國外的專業(yè)咨詢公司經(jīng)過深入調(diào)研后得出的結(jié)論是:由于鐵路/地鐵上的環(huán)境相對比較封閉，沒有其它更多影視和娛樂節(jié)目的選擇，車載視頻廣告的效率將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電視廣告，如果能在每一趟鐵路/地鐵列車上安裝視頻系統(tǒng)及寬帶上網(wǎng)，將會擁有不弱于中央電視臺的廣告效率和影響力，一年的收入甚至可高達(dá)百億美元。上述列舉的事實表明，在鐵路/地鐵上安裝視頻傳輸監(jiān)控及寬帶上網(wǎng)系統(tǒng)不僅僅是為了滿足鐵路/地鐵客運安全監(jiān)控的需要，而且面臨著巨大的商機，它不僅使得鐵路/地鐵交通部門可深入挖掘特有龐大的客流資源，獲取豐厚的回報，而且可促使交通部門向信息領(lǐng)域及新興廣告?zhèn)髅叫袠I(yè)靠攏，完成企業(yè)的升級與轉(zhuǎn)型。鑒于鐵路/地鐵視頻傳輸與監(jiān)控及寬帶系統(tǒng)所蘊涵的巨大社會效益和經(jīng)濟效益，任何鐵路/地鐵交通部門均不會漠視它的存在，目前擺在鐵路/地鐵交通部門面前的難題是，如何在很短的時間內(nèi)，在不進(jìn)行大規(guī)模車廂改裝的同時，利用現(xiàn)有資源盡快給鐵路/地鐵車廂安裝視頻傳輸監(jiān)控與寬帶系統(tǒng)。應(yīng)用環(huán)境及需求分析。在鐵路/地鐵列車上安裝視頻傳輸與監(jiān)控系統(tǒng)，有很多特殊的問題需要解決，其中最為棘手的是視頻信號傳輸問題。首先考慮視頻監(jiān)控。假設(shè)列車有18節(jié)車廂，每個車廂頭尾各安裝I個攝像頭，則總共需要將36個攝像機的36路視頻信號送入監(jiān)控服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)控。若是在其他普通場合，實現(xiàn)這一需求沒有任何技術(shù)上的困難。但在鐵路/地鐵列車此類特殊的場合，用常規(guī)的方法很難解決36路視頻信號的傳輸問題。鐵路/地鐵列車的環(huán)境之所以特殊，主要是因為如下兩點。其一，由于絕大部分鐵路/地鐵車廂均需在線運行，重新在各個車廂內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模改造，采用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)布線方式來實現(xiàn)視頻的傳輸是不太可能的。現(xiàn)階段鐵路/地鐵車廂可供使用并且都具備的傳輸介質(zhì)是39芯電纜，它是車廂的標(biāo)準(zhǔn)配置，主要用于各節(jié)車廂的電力供應(yīng)。據(jù)調(diào)研，目前絕大部分鐵路/地鐵車廂內(nèi)均有4/8芯左右的電線富余，因此視頻信號在車廂內(nèi)的傳輸要么借助于已有的電力線或其他已存在的銅纜載體，要么只能選擇無線方案。其二，由于鐵路/地鐵的車廂和車廂數(shù)量不是固定的，特別是在節(jié)假日期間會根據(jù)旅客數(shù)量的變化經(jīng)常變動，因此監(jiān)控系統(tǒng)必須能夠根據(jù)車廂編組情況的變化隨時增加或者減少連接點。相類似，鐵路/地鐵列車的視頻廣播碰到的問題亦是如此，S卩如何將視頻廣播信號在現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上傳送到各節(jié)車廂內(nèi)的液晶顯示終端上。因此，在鐵路/地鐵列車上安裝視頻傳輸與監(jiān)控系統(tǒng)的核心內(nèi)容就是建立覆蓋所有車廂的有線傳輸網(wǎng)絡(luò)然后由無線的廣域網(wǎng)同地面連接。這樣一方面可將鐵路/地鐵車廂的現(xiàn)場圖像實時地上傳到監(jiān)控中心，鐵路/地鐵列車民警或工作人員可在監(jiān)控中心對鐵路/地鐵列車所有車廂的狀況進(jìn)行24小時連續(xù)監(jiān)控，并根據(jù)實際情況進(jìn)行巡視和出警，從而可以有效的防范在鐵路/地鐵列車上犯罪的發(fā)生，并達(dá)到節(jié)約警力的目的；另一方面，從監(jiān)控中心可將實況節(jié)目或預(yù)先編制好的影視、娛樂節(jié)目和廣告下傳到各節(jié)車廂的液晶顯示終端上或電腦點播。同時旅客也可以通過Internet同全球聯(lián)網(wǎng)。整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能編列如下。1、在列車各節(jié)車廂設(shè)立兩個視頻采集點，采集視頻圖像，經(jīng)數(shù)字化后通過特制解調(diào)裝置進(jìn)行有線網(wǎng)絡(luò)傳輸。2、在車廂內(nèi)設(shè)立兩個以上的接收終端，用以播放視頻及寬帶服務(wù)器傳輸過來的影視娛樂節(jié)目或廣告節(jié)目。3、視頻監(jiān)控圖像監(jiān)視清晰度較高，圖像顯示速度支持25幀-30幀/每秒的單位。4、視頻廣播的娛樂和影視節(jié)目具有更高的分辨率和解析度，但可用組播的方式分發(fā)到各個顯示終端。5、利用列車現(xiàn)成的信號介質(zhì)建立連接各車廂干線傳輸通道，在無須重新布線的情況下連接分散在各節(jié)車廂的連接點。6、系統(tǒng)具有良好可擴展性，根據(jù)車廂編組情況，可根據(jù)需要容易的增加或者減少連接終端。7、用戶通過監(jiān)控中心監(jiān)視器，可以隨時了解各車廂現(xiàn)場情況，并可以進(jìn)行連續(xù)24小時實時監(jiān)控。8、監(jiān)控軟件具有圖像監(jiān)控錄像功能，現(xiàn)場拍到的視頻圖像可作為公安執(zhí)法的線索和證據(jù)。現(xiàn)有的解決方案:要鋪設(shè)覆蓋整個列車的視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)，最簡捷的方案是通過39芯電力線纜中富余的電線或列車廣播線等現(xiàn)有的銅線資源來傳輸。我們按照12節(jié)車廂，每節(jié)車廂兩個監(jiān)控點來計算傳輸所需帶寬，視頻編碼采用目前壓縮率最高且應(yīng)用相對比較成熟的MPEG4。一般來講，根據(jù)MPEG4編碼制式，如能達(dá)到監(jiān)控所需的清晰度，碼流最小不得低于220Kbps ;若要有更高分辨率的話，則采用384Kbps的碼流視頻效果則會更好一些。如選用220Kbps的碼流，則總帶寬需求超過5Mbps，如選用384Kbps，則總帶寬需求超過8Mbps。如此高的帶寬需要在非雙絞銅線上實現(xiàn)，顯然對研發(fā)人員的一個巨大挑戰(zhàn)。面對著鐵路/地鐵列車的巨大市場，眾多在銅線傳輸領(lǐng)域卓有成樹的公司均表現(xiàn)了濃厚的興趣，其中不乏國際、國內(nèi)均十分知名的大公司，他們選用的方案幾乎函括了所有的基于銅線的傳輸技術(shù)包括:以太網(wǎng)、xDSL、HomePNA> HomePlug等方案,經(jīng)過近兩年的努力，他們所開發(fā)的樣機要么無法達(dá)到視頻傳輸所需的帶寬，要么始終無法達(dá)到穩(wěn)定的視頻效果。最終，他們都放棄了基于39芯電纜和廣播線傳輸?shù)姆桨?，認(rèn)為在電力線上雙向傳輸如此高的視頻流存在著無法克服的技術(shù)障礙。在這個時候，人們很容易想到了無線傳輸方案。理論上，通過采用無線射頻傳輸方式可以良好的解決列車上布線困難和車廂重新編組的兼容和管理問題。其更具優(yōu)勢的是，無線方案可以在不破壞車廂原有結(jié)構(gòu)的情況下，方便地將多個車廂的被監(jiān)測點與監(jiān)控中心連接起來，迅速建立起無線網(wǎng)絡(luò)鏈路。但無法解決列車拐彎及上下坡連接中斷的現(xiàn)象發(fā)生。目前，大部分處在試驗階段的列車無線視頻系統(tǒng)采用的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議均是IEEE802.11a，該協(xié)議定義的網(wǎng)絡(luò)帶寬為54Mbps，有效數(shù)據(jù)傳輸帶寬為22Mbps?，F(xiàn)有的無線組網(wǎng)方案有兩種，分別是無線點對點方案與無線點對多點傳輸方案。無線點對點傳輸方案:采用點對點連接的方案，傳輸線路靠車廂兩頭相對安裝的兩個點對點無線網(wǎng)橋進(jìn)行連接。而車廂內(nèi)采用有線傳輸方式，在車廂內(nèi)部進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布線，并用電纜連接攝像機和位于一節(jié)車廂兩端的無線網(wǎng)橋，每列機車選擇一列車廂作為監(jiān)控中心點，監(jiān)控中心一般設(shè)于列車的中部，兩邊的信號相向傳輸。無線點對點方式很容易實現(xiàn)車廂之間的高速數(shù)據(jù)傳輸，但視頻信號在車廂內(nèi)的傳輸仍然需要重新布線來實現(xiàn)，很顯然是這種方案無法回避一個問題。無線點對多點傳輸方案:鑒于無線點對點傳輸方案存在著無法克服的問題，有部分設(shè)備供應(yīng)商又提出了無線點對多點的方案。該方案通過無線寬帶接入設(shè)備采用點對多點方式建立覆蓋列車各車廂的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)。每列車選擇一節(jié)車廂作為監(jiān)控中心點，監(jiān)控中心點一般選擇在列車中部或乘警值班車廂，兩邊的信號相向傳輸。該方案的最大優(yōu)勢是通過車頂點對多點的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)繞開了車廂內(nèi)的視頻信號傳輸難題，以監(jiān)控點作為Master，各車廂作為Slave，從而可以實現(xiàn)監(jiān)控點到各個車廂的視頻傳輸。由于無線傳輸方案工作在2.5G 5G左右的短波頻段，在視距范圍內(nèi)有很好的傳輸效果，換言之在列車平直運行區(qū)域內(nèi)，這種方案基本可實現(xiàn)視頻圖像的上傳與下發(fā)(但要保證鐵路/地鐵隧道的一定高度)。問題在于該頻段不具有繞射能力，也就是說只要鐵路/地鐵列車一轉(zhuǎn)彎，作為Master的監(jiān)控點一旦看不到車廂，傳輸鏈馬上中斷，在這個時候，無論是視頻監(jiān)控還是視頻廣播均是一片空白。對于鐵路/地鐵運行來說，無法保證鐵路/地鐵隧道一定是平直的，很顯然這種方案根本無法滿足視頻傳輸與監(jiān)控的需要。故仍然需要對現(xiàn)有的軌道列車寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸方案進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。確保網(wǎng)絡(luò)信號的穩(wěn)定性、高速性、安全性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于軌道列車寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸控制器，它可克服現(xiàn)有軌道列車視頻傳輸、監(jiān)控、寬帶上網(wǎng)系統(tǒng)中存在的缺點和不足。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是:一種用于軌道列車寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸控制器，它主要包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)有集成電路板，集成電路板處設(shè)有電源電路，其特征在于:所述集成電路板處還設(shè)管理交換模塊和物理層聯(lián)接模塊，管理交換模塊的各路輸出端和物理層聯(lián)接模塊的各路輸入端依次連接。本實用新型公開了一種用于軌道列車寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸控制器，其為高速軌道列車寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心部件，其利用車廂內(nèi)現(xiàn)有閑置廣播線，實現(xiàn)穩(wěn)定的高速網(wǎng)絡(luò)信號傳輸，保證在高速運行的列車上穩(wěn)定工作，適應(yīng)列車開車、停車、運行、急剎車等產(chǎn)生的震動、沖擊條件，在圖像信號傳輸方面，可傳輸多路畫面，畫面清晰、流暢，延時小，產(chǎn)品相比現(xiàn)有技術(shù)而言，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著進(jìn)步。

圖1為本實用新型模塊連接框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步的描述。本實用新型包括外殼1，外殼I內(nèi)設(shè)有集成電路板,集成電路板處設(shè)有電源電路，其特征在于:所述集成電路板處還設(shè)管理交換模塊2和物理層聯(lián)接模塊3，管理交換模塊2的各路輸出端和物理層聯(lián)接模塊3的各路輸入端依次連接，所述集成電路板處設(shè)有中央處理器4)，中央處理器4與管理交換模塊2連接，所述物理層聯(lián)接模塊3的輸出端與廣播線5連接。在具體實施時，所述物理層聯(lián)接模塊3內(nèi)設(shè)有復(fù)雜可編程邏輯器。在具體實施時，所述管理交換模塊2與電可擦可編程只讀存儲器6連接。在具體實施時，管理交換模塊可采用IP-1826C型，物理層聯(lián)接模塊采用VX-168及VX-110B型組件，中央處理器采用IP-1826C型的內(nèi)置CPU。產(chǎn)品針對鐵路/地鐵視頻及寬帶部署遇到的“不可克服”的難題，經(jīng)過深入的調(diào)研，憑借領(lǐng)先的寬帶接入技術(shù)，開創(chuàng)性地提出了基于平行銅線的高速長距離分組接入技術(shù)(High Speed Long Reach Packet Access, HSLRPA)。HSLRPA 技術(shù)是在唯上科技研發(fā)的VXl 10/2402芯片組基礎(chǔ)上開發(fā)的，它采用現(xiàn)階段被廣泛采用的OFDM編碼技術(shù)，具有極強的抗干擾和抗衰減能力，在長達(dá)100米的平行銅線對上可稱傳輸20/100Mbps數(shù)據(jù)，從而從根本上解決了高速視頻數(shù)據(jù)流在列車車廂內(nèi)傳輸?shù)募夹g(shù)難題?；贖SLRPA芯片組，唯上科技自主開發(fā)了鐵路/地鐵視頻傳輸與監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用列車現(xiàn)有的39芯供電電纜或一對廣播線雙向傳輸高速視頻信號，穩(wěn)定提供最大18節(jié)車廂共36路MPEG-4格式視頻信號的傳輸和監(jiān)控，從而真正實現(xiàn)了列車不間斷的視頻監(jiān)控與視頻廣播功能，具有良好的可靠性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)可以作為承載列車娛樂和商業(yè)節(jié)目數(shù)據(jù)的新型平臺，通過該系統(tǒng)的實施，廣大旅客不僅可以在車上了解到最新的娛樂資訊、欣賞到剛剛上映的影視大片，甚至還支持視頻點播功能讓旅客可以方便點播各項主要的體育賽事等精彩節(jié)目；同時商業(yè)廣告內(nèi)容也可以伴隨著節(jié)目對密集的旅客群滾動播出，讓商家隨列車行駛在商海中占盡先機。除此之外，系統(tǒng)還具有非常強的可擴展性，根據(jù)實際需要可兼容其他各種類型的工業(yè)接口，提供符合各種業(yè)務(wù)需要的傳輸通道。如煙霧傳感器、自動門鎖控制系統(tǒng)等設(shè)備都可以依托提供的傳輸平臺，從而順利實現(xiàn)對鐵路及地鐵列車行車環(huán)境各項關(guān)鍵參數(shù)的安全檢測。
權(quán)利要求1.一種用于軌道列車寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸控制器，它包括外殼(1)，外殼(I)內(nèi)設(shè)有集成電路板，集成電路板處設(shè)有電源電路，其特征在于:所述集成電路板處還設(shè)管理交換模塊(2)和物理層聯(lián)接模塊(3)，管理交換模塊(2)的各路輸出端和物理層聯(lián)接模塊(3)的各路輸入端依次連接，所述集成電路板處設(shè)有中央處理器(4)，中央處理器(4)與管理交換模塊(2 )連接，所述物理層聯(lián)接模塊(3 )的輸出端與廣播線(5 )連接，所述物理層聯(lián)接模塊(3 )內(nèi)設(shè)有復(fù)雜可編程邏輯器，所述管理交換模塊(2)與電可擦可編程只讀存儲器(6)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種用于軌道列車寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸控制器，其特征在于所述集成電路板處還設(shè)管理交換模塊和物理層聯(lián)接模塊，管理交換模塊的各路輸出端和物理層聯(lián)接模塊的各路輸入端依次連接，其為高速軌道列車寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心部件，其利用車廂內(nèi)現(xiàn)有閑置廣播線，實現(xiàn)穩(wěn)定的高速網(wǎng)絡(luò)信號傳輸，保證在高速運行的列車上穩(wěn)定工作，適應(yīng)列車開車、停車、運行、急剎車等產(chǎn)生的震動、沖擊條件，在圖像信號傳輸方面，可傳輸多路畫面，畫面清晰、流暢，延時小，產(chǎn)品相比現(xiàn)有技術(shù)而言，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著進(jìn)步。
文檔編號H04L12/24GK202918320SQ201220511140
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者郭德林, 郭洪林 申請人:上海由威通信科技有限公司