一種高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)，包括司機(jī)室設(shè)備和客室設(shè)備，司機(jī)室設(shè)備包括廣播主控制器、廣播控制臺(tái)、麥克風(fēng)和司機(jī)室揚(yáng)聲器；廣播控制臺(tái)和廣播主控制器分別與列車以太網(wǎng)總線及列車廣播總線相連，廣播控制臺(tái)與廣播主控制器之間采用兩對(duì)模擬音頻線纜相連，廣播控制臺(tái)通過(guò)模擬音頻線連接麥克風(fēng)和司機(jī)室揚(yáng)聲器設(shè)備；客室設(shè)備包括廣播客室控制器、噪聲傳感器、客室揚(yáng)聲器和乘客緊急報(bào)警器；廣播客室控制器與列車以太網(wǎng)總線及列車廣播總線相連，廣播客室控制器通過(guò)模擬音頻線連接噪聲傳感器和客室揚(yáng)聲器，乘客緊急報(bào)警器通過(guò)以太網(wǎng)連接列車以太網(wǎng)總線。本發(fā)明具有接口簡(jiǎn)單、支持遠(yuǎn)程維護(hù)和診斷、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】ー種高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及到列車車載廣播系統(tǒng)領(lǐng)域，特指ー種高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]列車廣播系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)營(yíng)信息廣播，在發(fā)生災(zāi)害或其它緊急情況下，可以進(jìn)行緊急廣播或緊急對(duì)講和報(bào)警，以指揮旅客疏散，調(diào)度工作人員搶險(xiǎn)救災(zāi)，減少意外造成的損失；列車廣播系統(tǒng)一般具有司機(jī)對(duì)講、司機(jī)對(duì)客室廣播、司機(jī)與乘客緊急通話、數(shù)字化報(bào)站、媒體伴音、無(wú)線電廣播等語(yǔ)音功能。
[0003]當(dāng)前，列車廣播系統(tǒng)主要包括2種技木，即傳統(tǒng)的模擬廣播技術(shù)和新興的數(shù)字化廣播技木。傳統(tǒng)的列車廣播系統(tǒng)采用模擬廣播方式，設(shè)備接ロ復(fù)雜導(dǎo)致成本増加和施工維護(hù)難度的増加，可擴(kuò)展性和兼容性較差，不方便進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和系統(tǒng)升級(jí)；同時(shí)，容易受到使用環(huán)境的干擾導(dǎo)致功能異常。數(shù)字化廣播可以克服模擬廣播的上述缺點(diǎn)，但是卻帶來(lái)了可靠性的降低，一旦網(wǎng)絡(luò)故障或廣播主機(jī)故障，將喪失列車廣播功能，影響到了列車的正常運(yùn)營(yíng)。
[0004]因此，目前大多列車車載廣播系統(tǒng)基本均為模擬廣播系統(tǒng)，其存在ー些固有缺點(diǎn):
(I)接ロ復(fù)雜，成本較高；
模擬廣播系統(tǒng)通常采用3條列車總線，包括I條控制總線(LonWorks、RS485、CAN等)、I條廣播總線和I條對(duì)講總線。模擬廣播系統(tǒng)的對(duì)講設(shè)備均需設(shè)計(jì)控制接口和模擬音頻接□。
[0005]( 2 )不方便遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷；
由于受設(shè)備硬件局限，模擬廣播系統(tǒng)通常只支持本地更新程序。
[0006]( 3 )抗干擾特性較差；
由于模擬廣播系統(tǒng)米用模擬傳輸方式進(jìn)行廣播和對(duì)講，在電磁環(huán)境復(fù)雜的列車環(huán)境下容易受到外部干擾，導(dǎo)致功能失常。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種接ロ簡(jiǎn)單、支持遠(yuǎn)程維護(hù)和診斷、抗干擾能力強(qiáng)的高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
ー種高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)，包括司機(jī)室設(shè)備和客室設(shè)備，所述司機(jī)室設(shè)備包括廣播主控制器、廣播控制臺(tái)、麥克風(fēng)和司機(jī)室揚(yáng)聲器；所述廣播控制臺(tái)和廣播主控制器分別與列車以太網(wǎng)總線及列車廣播總線相連，所述廣播控制臺(tái)與廣播主控制器之間采用兩對(duì)模擬音頻線纜相連，所述廣播控制臺(tái)通過(guò)模擬音頻線連接麥克風(fēng)和司機(jī)室揚(yáng)聲器設(shè)備；所述客室設(shè)備包括廣播客室控制器、噪聲傳感器、客室揚(yáng)聲器和乘客緊急報(bào)警器；所述廣播客室控制器與列車以太網(wǎng)總線及列車廣播總線相連，所述廣播客室控制器通過(guò)模擬音頻線連接噪聲傳感器和客室揚(yáng)聲器，所述乘客緊急報(bào)警器通過(guò)以太網(wǎng)連接列車以太網(wǎng)總線。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn):
所述廣播主控制臺(tái)包括麥克風(fēng)、麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路、第一模擬開(kāi)關(guān)、第一處理器、回聲抑制単元、第一差分轉(zhuǎn)換單元和衰減器，所述第一模擬開(kāi)關(guān)由第一處理器控制，從所述麥克風(fēng)送來(lái)的音頻信號(hào)經(jīng)麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路、第一模擬開(kāi)關(guān)、回聲抑制単元、第一差分轉(zhuǎn)換單元后送至廣播主控制器；所述回聲抑制単元用來(lái)抑制來(lái)自監(jiān)聽(tīng)揚(yáng)聲器的回聲，所述第一差分轉(zhuǎn)換單元?jiǎng)t是將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)。
[0010]所述廣播主控制器包括第一増益電路、第二増益電路、第二差分轉(zhuǎn)換單元、第二處理器、數(shù)字編碼單元、第一交換機(jī)、總線功放単元、第二模擬開(kāi)關(guān)和第一變壓器，所述第二差分轉(zhuǎn)換單元、第一増益電路、第二模擬開(kāi)關(guān)和第二増益電路依次相連，所述第二差分轉(zhuǎn)換單元將來(lái)自廣播主控制臺(tái)中第一差分轉(zhuǎn)換單元的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)；所述第一增益電路調(diào)節(jié)由第二差分轉(zhuǎn)換單元送來(lái)的輸入信號(hào)増益，第二模擬開(kāi)關(guān)由第二處理器控制，第二增益電路用來(lái)調(diào)節(jié)輸出信號(hào)増益；經(jīng)過(guò)所述第二增益電路后輸出的信號(hào)分成兩個(gè)回路，一路經(jīng)數(shù)字編碼單元、第一交換機(jī)送至廣播客室控制器，所述數(shù)字編碼單元用來(lái)將OdB量級(jí)的模擬音頻信號(hào)采用16KHz采樣頻率進(jìn)行ADPCM編碼，然后打包為RTP/RTCP數(shù)據(jù)包進(jìn)行以太網(wǎng)傳輸；另一路經(jīng)所述總線功放単元、第一變壓器送至廣播客室控制器，所述總線功放單元用來(lái)將OdB量級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換為6V量級(jí)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)廣播總線；所述第一變壓器用來(lái)將廣播模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為定壓100V制式的平衡信號(hào)；監(jiān)聽(tīng)音頻經(jīng)由廣播主控制器中的總線功放単元、廣播控制臺(tái)的衰減器驅(qū)動(dòng)司機(jī)室揚(yáng)聲器進(jìn)行廣播監(jiān)聽(tīng)。
[0011]所述廣播客室控制器包括第二交換機(jī)、數(shù)字解碼單元、第三増益電路、第二變壓器、第三模擬開(kāi)關(guān)、第四模擬開(kāi)關(guān)、第三處理器、定壓功放単元、可控增益電路，所述數(shù)字解碼單元經(jīng)第二交換機(jī)接收RTP/RTCP數(shù)據(jù)包，采用ADPCM方式進(jìn)行解碼還原為模擬音頻信號(hào)后送至第三模擬開(kāi)關(guān)；所述第二變壓器將定壓100V信號(hào)轉(zhuǎn)換為OdB量級(jí)的模擬音頻信號(hào)，并經(jīng)所述第三増益電路調(diào)節(jié)輸入信號(hào)増益后送至第三模擬開(kāi)關(guān)；所述第三模擬開(kāi)關(guān)輸出的信號(hào)經(jīng)可控増益電路、第四模擬開(kāi)關(guān)、定壓功放単元后送至客室揚(yáng)聲器，所述第三模擬開(kāi)關(guān)和第四模擬開(kāi)關(guān)由第三處理器控制，所述可控增益電路通過(guò)第三處理器的DA輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述定壓功放單元將OdB量級(jí)的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為定壓100V制式的信號(hào)并提供客室揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)功率。
[0012]所述廣播客室控制器還包括噪聲檢測(cè)電路，用來(lái)與噪聲傳感器相連，并將噪聲傳感器的檢測(cè)信號(hào)送至第三處理器、可控增益電路處理。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn):還包括司機(jī)室對(duì)講組件，每個(gè)所述廣播控制臺(tái)的司機(jī)室對(duì)講組件均包括用來(lái)觸發(fā)司機(jī)室對(duì)講的人機(jī)界面以及對(duì)講模擬處理電路、數(shù)字編解碼單元、對(duì)講功放単元、對(duì)講揚(yáng)聲器以及對(duì)講交換機(jī)，人機(jī)界面與第一處理器相連，經(jīng)麥克風(fēng)、麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路送入的對(duì)講信號(hào)經(jīng)過(guò)第一選擇開(kāi)關(guān)后送入對(duì)講模擬處理電路，對(duì)講模擬處理電路通過(guò)數(shù)字編解碼単元、對(duì)講交換機(jī)與其余廣播控制臺(tái)進(jìn)行信號(hào)傳輸。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn):還包括乘客緊急報(bào)警器，所述乘客緊急報(bào)警器包括撥號(hào)電路、報(bào)警處理器、報(bào)警對(duì)話模擬處理電路、報(bào)警數(shù)字編解碼単元、報(bào)警交換機(jī)、報(bào)警功放単元、報(bào)警對(duì)講揚(yáng)聲器、報(bào)警麥克風(fēng)；經(jīng)過(guò)報(bào)警麥克風(fēng)、報(bào)警麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路送入的信號(hào)經(jīng)報(bào)警對(duì)話模擬處理電路后，通過(guò)報(bào)警數(shù)字編解碼単元、報(bào)警交換機(jī)與廣播控制臺(tái)相連；經(jīng)廣播控制臺(tái)輸入的信號(hào)經(jīng)過(guò)報(bào)警數(shù)字編解碼単元、報(bào)警對(duì)話模擬處理電路、報(bào)警功放単元后由報(bào)警對(duì)講揚(yáng)聲器輸出；報(bào)警處理器由撥號(hào)電路控制。
[0015]所述廣播主控制器向廣播客室控制器同時(shí)輸出兩路廣播音頻，一路經(jīng)列車以太網(wǎng)總線以數(shù)字方式傳輸，另外一路經(jīng)列車廣播總線以模擬定壓100V方式傳輸。
[0016]在列車的每個(gè)司機(jī)室安裝一臺(tái)廣播主控制器和ー個(gè)廣播控制臺(tái)，通過(guò)固定設(shè)備地址的方式使同一司機(jī)室的廣播控制臺(tái)和廣播主控制器相互綁定，通過(guò)外部激活信號(hào)可選擇主用設(shè)備，主從設(shè)備通過(guò)列車以太網(wǎng)總線實(shí)時(shí)交互工作狀態(tài)和心跳信號(hào)。
[0017]當(dāng)出現(xiàn)兩臺(tái)廣播主控制器均發(fā)生故障的嚴(yán)重情況時(shí)，廣播控制臺(tái)通過(guò)處理器控制模擬開(kāi)關(guān)選通總線功放或選通數(shù)字編解碼単元，通過(guò)列車廣播總線或列車以太網(wǎng)總線向廣播客室控制器進(jìn)行ロ播。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1、本發(fā)明采用2條列車總線，包括I條以太網(wǎng)總線和I條廣播總線，簡(jiǎn)化了設(shè)備接ロ，可有效降低系統(tǒng)成本。本發(fā)明的對(duì)講設(shè)備只需I個(gè)以太網(wǎng)接ロ即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。
[0019]2、本發(fā)明采用以太網(wǎng)通信方式，支持在列車任意位置接入以太網(wǎng)對(duì)全列車所有設(shè)備進(jìn)行程序更新和故障診斷，同時(shí)借助車地寬帶網(wǎng)絡(luò)或公網(wǎng)可方便實(shí)現(xiàn)在地面監(jiān)控中心對(duì)列車車載設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和診斷，可成為鐵路信息化的重要組成部分。
[0020]3、本發(fā)明主要采用數(shù)字方式進(jìn)行廣播及對(duì)講，大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力。
[0021]4、本發(fā)明采用一條模擬廣播總線實(shí)現(xiàn)數(shù)字化廣播的熱備份，一旦偵測(cè)到數(shù)字廣播鏈路發(fā)生故障，可立即切換至備份總線完成廣播功能，同時(shí)，本發(fā)明在廣播主機(jī)及以太網(wǎng)總線均發(fā)生故障的惡劣情形下，通過(guò)廣播控制臺(tái)的冗余機(jī)制也可實(shí)現(xiàn)全列車的廣播功能，保障列車運(yùn)營(yíng)安全。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框架原理示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明中廣播控制臺(tái)、廣播主控制器、廣播客室控制器的結(jié)構(gòu)框架原理示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明中司機(jī)室對(duì)講組件、乘客緊急報(bào)警器的結(jié)構(gòu)框架原理示意圖。
[0025]圖4是本發(fā)明在具體應(yīng)用實(shí)例中采用廣播干線冗余設(shè)計(jì)的原理示意圖。
[0026]圖5是本發(fā)明在具體應(yīng)用實(shí)例中采用廣播設(shè)備冗余設(shè)計(jì)的原理示意圖。
[0027]圖6是本發(fā)明在具體應(yīng)用實(shí)例中采用廣播控制臺(tái)冗余設(shè)計(jì)的原理示意圖。
[0028]圖7是本發(fā)明在具體應(yīng)用實(shí)例中設(shè)備接ロ設(shè)計(jì)的原理示意圖。
[0029]圖8是傳統(tǒng)列車廣播系統(tǒng)中設(shè)備接ロ設(shè)計(jì)的原理示意圖。
[0030]圖9是本發(fā)明在具體應(yīng)用實(shí)例中進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和遠(yuǎn)程維護(hù)的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。
[0032]如圖1所示，本發(fā)明的高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)，包括司機(jī)室設(shè)備和客室設(shè)備；其中，司機(jī)室設(shè)備主要包括廣播主控制器、廣播控制臺(tái)、麥克風(fēng)和司機(jī)室揚(yáng)聲器；廣播控制臺(tái)和廣播主控制器分別與列車以太網(wǎng)總線及列車廣播總線相連，廣播控制臺(tái)與廣播主控制器之間采用兩對(duì)模擬音頻線纜相連，廣播控制臺(tái)通過(guò)模擬音頻線連接麥克風(fēng)和司機(jī)室揚(yáng)聲器設(shè)備?？褪以O(shè)備主要包括廣播客室控制器、噪聲傳感器、客室揚(yáng)聲器和乘客緊急報(bào)警器；廣播客室控制器與列車以太網(wǎng)總線及列車廣播總線相連，廣播客室控制器通過(guò)模擬音頻線連接噪聲傳感器和客室揚(yáng)聲器，乘客緊急報(bào)警器通過(guò)以太網(wǎng)連接列車以太網(wǎng)總線。
[0033]如圖2所示，廣播主控制臺(tái)包括麥克風(fēng)、麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路、第一模擬開(kāi)關(guān)、第一處理器、回聲抑制単元、第一差分轉(zhuǎn)換單元和衰減器，第一模擬開(kāi)關(guān)由第一處理器控制，從麥克風(fēng)送來(lái)的音頻信號(hào)經(jīng)麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路、第一模擬開(kāi)關(guān)、回聲抑制單元、第一差分轉(zhuǎn)換單元后送至廣播主控制器；回聲抑制単元用來(lái)抑制來(lái)自監(jiān)聽(tīng)揚(yáng)聲器的回聲，避免廣播嘯叫，第一差分轉(zhuǎn)換單元?jiǎng)t是將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)，提高模擬音頻信號(hào)的抗干擾能力。
[0034]廣播主控制器包括第一増益電路、第二増益電路、第二差分轉(zhuǎn)換單元、第二處理器、數(shù)字編碼單元、第一交換機(jī)、總線功放単元、第二模擬開(kāi)關(guān)和第一變壓器，第二差分轉(zhuǎn)換単元、第一増益電路、第二模擬開(kāi)關(guān)和第二増益電路依次相連，第二差分轉(zhuǎn)換單元將來(lái)自廣播主控制臺(tái)中第一差分轉(zhuǎn)換單元的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)，方便進(jìn)行音頻處理；第一增益電路調(diào)節(jié)由第二差分轉(zhuǎn)換單元送來(lái)的輸入信號(hào)増益，第二模擬開(kāi)關(guān)由第二處理器控制，第二增益電路用來(lái)調(diào)節(jié)輸出信號(hào)増益；經(jīng)過(guò)第二增益電路后輸出的信號(hào)分成兩個(gè)回路，一路經(jīng)數(shù)字編碼單元、第一交換機(jī)送至廣播客室控制器，數(shù)字編碼單元用來(lái)將OdB量級(jí)的模擬音頻信號(hào)采用16KHz采樣頻率進(jìn)行ADPCM編碼，然后打包為RTP/RTCP數(shù)據(jù)包進(jìn)行以太網(wǎng)傳輸；另一路經(jīng)總線功放単元、第一變壓器送至廣播客室控制器，總線功放単元用來(lái)將OdB量級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換為6V量級(jí)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)廣播總線；第一變壓器則用來(lái)將廣播模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為定壓100V制式的平衡信號(hào)，提高抗干擾能力，，放大比為6:100。監(jiān)聽(tīng)音頻經(jīng)由廣播主控制器中的總線功放単元、廣播控制臺(tái)的衰減器驅(qū)動(dòng)司機(jī)室揚(yáng)聲器進(jìn)行廣播監(jiān)聽(tīng)。
[0035]廣播客室控制器包括第二交換機(jī)、數(shù)字解碼單元、第三増益電路、第二變壓器、第三模擬開(kāi)關(guān)、第四模擬開(kāi)關(guān)、第三處理器、定壓功放単元、可控增益電路，數(shù)字解碼單元經(jīng)第ニ交換機(jī)接收RTP/RTCP數(shù)據(jù)包，采用ADPCM方式進(jìn)行解碼還原為模擬音頻信號(hào)后送至第三模擬開(kāi)關(guān)；第二變壓器將定壓100V信號(hào)轉(zhuǎn)換為OdB量級(jí)的模擬音頻信號(hào)，并經(jīng)第三增益電路調(diào)節(jié)輸入信號(hào)増益后送至第三模擬開(kāi)關(guān)；第三模擬開(kāi)關(guān)輸出的信號(hào)經(jīng)可控増益電路、第四模擬開(kāi)關(guān)、定壓功放単元后送至客室揚(yáng)聲器，第三模擬開(kāi)關(guān)和第四模擬開(kāi)關(guān)由第三處理器控制，可控增益電路通過(guò)第三處理器的DA輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)，定壓功放單元將OdB量級(jí)的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為定壓100V制式的信號(hào)并提供客室揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)功率。
[0036]廣播客室控制器還包括噪聲檢測(cè)電路，用來(lái)與噪聲傳感器相連，并將噪聲傳感器的檢測(cè)信號(hào)送至第三處理器、可控增益電路處理。
[0037]如圖2所示，采用上述廣播系統(tǒng)后，ロ播功能(司乘人員ロ播)的實(shí)現(xiàn)方法為:麥克風(fēng)將ロ播音頻通過(guò)非平衡傳輸方式接入廣播控制臺(tái)，經(jīng)由廣播控制臺(tái)的麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路轉(zhuǎn)換為低噪聲的OdB量級(jí)的信號(hào)、經(jīng)由廣播控制臺(tái)的第一模擬開(kāi)關(guān)、回聲抑制単元、第一差分轉(zhuǎn)換單元等輸出到廣播主控制器的第二差分轉(zhuǎn)換單元、第一増益電路、第二模擬開(kāi)關(guān)、第二増益電路，然后分成兩個(gè)回路傳輸?shù)綇V播客室控制器。第一回路經(jīng)由數(shù)字編碼單元、第一交換機(jī)、第二交換機(jī)、數(shù)字解碼單元傳輸?shù)綇V播客室控制器的第三模擬開(kāi)關(guān)。第二回路經(jīng)由總線功放単元、第一變壓器、第二變壓器、第三增益電路傳輸?shù)綇V播客室控制器的第三模擬開(kāi)關(guān)；再經(jīng)由可控增益電路、第四模擬開(kāi)關(guān)、定壓功放単元驅(qū)動(dòng)客室揚(yáng)聲器進(jìn)行ロ播。
[0038]如圖2所示，采用上述廣播系統(tǒng)后，數(shù)字廣播功能的實(shí)現(xiàn)方法為(如:到站換乘提示、預(yù)置緊急廣播、廣告等數(shù)字語(yǔ)音信息播報(bào)等):廣播主控制器中的放音模塊將預(yù)先錄制的mp3格式語(yǔ)音解碼為OdB量級(jí)的模擬信號(hào)，經(jīng)由第二模擬開(kāi)關(guān)、第二増益電路，然后分兩個(gè)回路傳輸?shù)綇V播客室控制器。第一回路經(jīng)由數(shù)字編碼單元、第一交換機(jī)、第二交換機(jī)、數(shù)字解碼單元傳輸?shù)綇V播客室控制器的第三模擬開(kāi)關(guān)。第二回路經(jīng)由總線功放単元、第一變壓器、第二變壓器、第三增益電路傳輸?shù)綇V播客室控制器的第三模擬開(kāi)關(guān)，再經(jīng)由可控增益電路、第四模擬開(kāi)關(guān)、定壓功放驅(qū)動(dòng)客室揚(yáng)聲器進(jìn)行數(shù)字廣播。
[0039]如圖2所示，采用上述廣播系統(tǒng)后，司機(jī)室監(jiān)聽(tīng)功能的實(shí)現(xiàn)方法為:監(jiān)聽(tīng)音頻經(jīng)由廣播主控制器中的總線功放単元、廣播控制臺(tái)的衰減器驅(qū)動(dòng)司機(jī)室揚(yáng)聲器進(jìn)行廣播監(jiān)聽(tīng)。
[0040]如圖2所示，采用上述廣播系統(tǒng)后，客室廣播音量自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的實(shí)現(xiàn)方法為:噪聲傳感器(有源)檢測(cè)客室噪聲并轉(zhuǎn)換為OdB非平衡模擬信號(hào)輸出至廣播客室控制器的噪聲檢測(cè)電路，經(jīng)由第三處理器進(jìn)行分析處理，通過(guò)第三處理器的模擬量輸出動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)可控增益電路的放大倍數(shù)，噪聲大則將放大倍數(shù)調(diào)大，噪聲小則將放大倍數(shù)調(diào)小，使客室揚(yáng)聲器的輸出音量能夠根據(jù)客室噪聲情況進(jìn)行智能調(diào)節(jié)。
[0041]如圖3所示，本發(fā)明的廣播系統(tǒng)進(jìn)ー步還包括司機(jī)室對(duì)講組件。每個(gè)廣播控制臺(tái)的司機(jī)室對(duì)講組件均包括用來(lái)觸發(fā)司機(jī)室對(duì)講的人機(jī)界面以及對(duì)講模擬處理電路、數(shù)字編解碼單元、對(duì)講功放単元、對(duì)講揚(yáng)聲器以及對(duì)講交換機(jī)，人機(jī)界面與第一處理器相連，經(jīng)麥克風(fēng)、麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路送入的對(duì)講信號(hào)經(jīng)過(guò)第一選擇開(kāi)關(guān)后送入對(duì)講模擬處理電路，對(duì)講模擬處理電路通過(guò)數(shù)字編解碼単元、對(duì)講交換機(jī)與其余廣播控制臺(tái)進(jìn)行信號(hào)傳輸。以兩個(gè)司機(jī)室對(duì)講組件為例，司機(jī)室對(duì)講功能的實(shí)現(xiàn)方法為:通過(guò)廣播控制臺(tái)的第一人機(jī)界面和第二人機(jī)界面觸發(fā)司機(jī)室對(duì)講，第一廣播控制臺(tái)中的麥克風(fēng)講話音頻經(jīng)由麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路(將麥克風(fēng)采集的小信號(hào)放大為低噪聲的OdB量級(jí)的信號(hào))、第一模擬開(kāi)關(guān)、對(duì)講模擬處理電路(提升對(duì)講模擬音頻信號(hào)品質(zhì)、提高信噪比)、數(shù)字編解碼単元(將輸入的OdB量級(jí)的模擬音頻信號(hào)采用16KHz采樣頻率進(jìn)行ADPCM編碼，然后打包為RTP/RTCP數(shù)據(jù)包進(jìn)行以太網(wǎng)傳輸；同時(shí)，將輸入的RTP/RTCP以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包采用ADPCM方式進(jìn)行解碼還原為模擬音頻信號(hào))、對(duì)講交換機(jī)傳輸?shù)降诙V播控制臺(tái)中的對(duì)講交換機(jī)、數(shù)字編解碼単元、對(duì)講模擬處理電路、對(duì)講功放単元驅(qū)動(dòng)對(duì)講揚(yáng)聲器播放第一廣播控制臺(tái)輸入的講話聲音。第二廣播控制臺(tái)的麥克風(fēng)講話音頻信號(hào)經(jīng)由麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路、第一模擬開(kāi)關(guān)、對(duì)講模擬處理電路、數(shù)字編解碼単元、對(duì)講交換機(jī)傳輸?shù)降谝粡V播控制臺(tái)的對(duì)講交換機(jī)、數(shù)字編解碼単元、對(duì)講模擬處理電路、對(duì)講功放単元驅(qū)動(dòng)對(duì)講揚(yáng)聲器播放第二廣播控制臺(tái)輸入的講話聲音，從而實(shí)現(xiàn)司機(jī)室對(duì)講功能。
[0042]如圖3所示，本發(fā)明的廣播系統(tǒng)進(jìn)ー步還包括乘客緊急報(bào)警器。乘客緊急報(bào)警器包括撥號(hào)電路、報(bào)警處理器、報(bào)警對(duì)話模擬處理電路、報(bào)警數(shù)字編解碼単元、報(bào)警交換機(jī)、報(bào)警功放単元、報(bào)警對(duì)講揚(yáng)聲器、報(bào)警麥克風(fēng)。經(jīng)過(guò)報(bào)警麥克風(fēng)、報(bào)警麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路送入的信號(hào)經(jīng)報(bào)警對(duì)話模擬處理電路后，通過(guò)報(bào)警數(shù)字編解碼単元、報(bào)警交換機(jī)與廣播控制臺(tái)相連；經(jīng)廣播控制臺(tái)輸入的信號(hào)經(jīng)過(guò)報(bào)警數(shù)字編解碼単元、報(bào)警對(duì)話模擬處理電路、報(bào)警功放単元后由報(bào)警對(duì)講揚(yáng)聲器輸出。報(bào)警處理器由撥號(hào)電路控制。采用上述乘客緊急報(bào)警器后，乘客緊急對(duì)講功能的實(shí)現(xiàn)方法為:假設(shè)第一廣播控制臺(tái)位于主司機(jī)室，乘客緊急報(bào)警器通過(guò)撥號(hào)電路觸發(fā)進(jìn)入乘客緊急對(duì)講エ況，乘客緊急報(bào)警器的報(bào)警麥克風(fēng)采集乘客聲音，經(jīng)由報(bào)警麥克風(fēng)前級(jí)放大、報(bào)警對(duì)講模擬處理電路、報(bào)警數(shù)字編解碼器、報(bào)警交換機(jī)傳輸至第一廣播控制臺(tái)的對(duì)講交換機(jī)、數(shù)字編解碼器、對(duì)講模擬處理電路、對(duì)講功放驅(qū)動(dòng)對(duì)講揚(yáng)聲器播放乘客報(bào)警聲音；而第一廣播控制臺(tái)的麥克風(fēng)米集司機(jī)講話聲音，經(jīng)由麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路、第一模擬開(kāi)關(guān)、對(duì)講模擬處理電路、數(shù)字編解碼単元、對(duì)講交換機(jī)傳輸至乘客緊急報(bào)警器的報(bào)警交換機(jī)、報(bào)警數(shù)字編解碼単元、報(bào)警對(duì)講模擬處理電路、報(bào)警功放單元驅(qū)動(dòng)報(bào)警對(duì)講揚(yáng)聲器播放司機(jī)聲音，從而實(shí)現(xiàn)乘客緊急報(bào)警功能；若第二廣播控制臺(tái)位于主司機(jī)室，實(shí)現(xiàn)方法同第一廣播控制臺(tái)即可。
[0043]如圖4所示，本實(shí)施例中，進(jìn)ー步増加了廣播干線的冗余設(shè)計(jì)，為:廣播主控制器向廣播客室控制器同時(shí)輸出兩路廣播音頻，一路經(jīng)列車以太網(wǎng)總線以數(shù)字方式傳輸，另外一路經(jīng)列車廣播總線以模擬定壓100V方式傳輸。當(dāng)正常運(yùn)行時(shí)，廣播客室控制器的處理器通過(guò)控制模擬開(kāi)關(guān)將數(shù)字解碼和音頻檢測(cè)電路選通，處理器通過(guò)音頻檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)前音頻回路的工作狀態(tài)，一旦檢測(cè)到當(dāng)前回路工作不正常，處理器即可控制模擬開(kāi)關(guān)斷開(kāi)數(shù)字解碼和音頻檢測(cè)電路的連接，再選通增益電路和音頻檢測(cè)電路，從而在數(shù)字廣播回路出現(xiàn)故障時(shí)可快速啟用熱備份的模擬廣播回路，提高系統(tǒng)可靠性。
[0044]如圖5所示，本實(shí)施例中，進(jìn)ー步増加了廣播主設(shè)備的冗余設(shè)計(jì)，為:系統(tǒng)采用兩套硬件完全相同的主控設(shè)備，即在每個(gè)司機(jī)室安裝一臺(tái)廣播主控制器和ー個(gè)廣播控制臺(tái)，通過(guò)固定設(shè)備地址的方式使同一司機(jī)室的廣播控制臺(tái)和廣播主控制器相互綁定，通過(guò)外部激活信號(hào)(通訊或I/O)可選擇主用設(shè)備，主從設(shè)備通過(guò)列車以太網(wǎng)總線實(shí)時(shí)交互工作狀態(tài)和心跳信號(hào)，一旦檢測(cè)到激活端的設(shè)備發(fā)生故障，從設(shè)備自動(dòng)接替主用設(shè)備完成系統(tǒng)功能。廣播控制臺(tái)與列車以太網(wǎng)總線相連，當(dāng)與其綁定的主用廣播主控制器故障時(shí)，只要列車以太網(wǎng)總線正常工作，則主用廣播控制臺(tái)仍能控制另外一端的廣播主控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字廣播的控制。
[0045]如圖6所示，本實(shí)施例中，進(jìn)ー步増加了廣播控制臺(tái)的冗余設(shè)計(jì)，為:當(dāng)出現(xiàn)兩臺(tái)廣播主控制器均發(fā)生故障的嚴(yán)重情況時(shí)，廣播控制臺(tái)可以通過(guò)處理器控制模擬開(kāi)關(guān)選通總線功放或選通數(shù)字編解碼単元，通過(guò)列車廣播總線或列車以太網(wǎng)總線向廣播客室控制器進(jìn)行ロ播，以保障列車運(yùn)營(yíng)安全；在此模式下，在列車廣播總線和列車以太網(wǎng)總線之一發(fā)生故障吋，也可通過(guò)廣播控制臺(tái)處理器對(duì)模擬開(kāi)關(guān)的切換實(shí)現(xiàn)對(duì)廣播客室控制器的ロ播功能。
[0046]如圖7所示，本實(shí)施例中，共有列車以太網(wǎng)總線和列車廣播總線兩條列車總線，廣播控制臺(tái)、廣播主控制器和廣播客室控制器分別有兩個(gè)與列車總線的接ロ，乘客緊急報(bào)警器只需ー個(gè)與總線的接ロ。
[0047]如圖8所示，本實(shí)施例中，為傳統(tǒng)的列車廣播系統(tǒng)總線接ロ圖，廣播控制臺(tái)、廣播主控制器和廣播客室控制器分別有3個(gè)與列車總線的接ロ，乘客緊急報(bào)警器需要2個(gè)與總線的接ロ，提高了施工、維護(hù)的難度和系統(tǒng)成本。
[0048]如圖9所示，本實(shí)施例中，廣播控制臺(tái)、廣播主控制器、廣播客室控制器、乘客緊急報(bào)警器設(shè)備均支持通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行狀態(tài)讀取、指令下發(fā)、程序升級(jí)等操作，在列車任意位置將維護(hù)設(shè)備接入列車以太網(wǎng)總線可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有以太網(wǎng)在線設(shè)備的診斷和維護(hù)，同時(shí)，通過(guò)車地?zé)o線寬帶可以實(shí)現(xiàn)在地面管理中心對(duì)車載以太網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)。
[0049]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.ー種高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)，其特征在于，包括司機(jī)室設(shè)備和客室設(shè)備，所述司機(jī)室設(shè)備包括廣播主控制器、廣播控制臺(tái)、麥克風(fēng)和司機(jī)室揚(yáng)聲器；所述廣播控制臺(tái)和廣播主控制器分別與列車以太網(wǎng)總線及列車廣播總線相連，所述廣播控制臺(tái)與廣播主控制器之間采用兩對(duì)模擬音頻線纜相連，所述廣播控制臺(tái)通過(guò)模擬音頻線連接麥克風(fēng)和司機(jī)室揚(yáng)聲器設(shè)備；所述客室設(shè)備包括廣播客室控制器、噪聲傳感器、客室揚(yáng)聲器和乘客緊急報(bào)警器；所述廣播客室控制器與列車以太網(wǎng)總線及列車廣播總線相連，所述廣播客室控制器通過(guò)模擬音頻線連接噪聲傳感器和客室揚(yáng)聲器，所述乘客緊急報(bào)警器通過(guò)以太網(wǎng)連接列車以太網(wǎng)總線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)，其特征在于，所述廣播主控制臺(tái)包括麥克風(fēng)、麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路、第一模擬開(kāi)關(guān)、第一處理器、回聲抑制単元、第一差分轉(zhuǎn)換單元和衰減器，所述第一模擬開(kāi)關(guān)由第一處理器控制，從所述麥克風(fēng)送來(lái)的音頻信號(hào)經(jīng)麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路、第一模擬開(kāi)關(guān)、回聲抑制単元、第一差分轉(zhuǎn)換單元后送至廣播主控制器；所述回聲抑制単元用來(lái)抑制來(lái)自監(jiān)聽(tīng)揚(yáng)聲器的回聲，所述第一差分轉(zhuǎn)換單元?jiǎng)t是將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)，其特征在于，所述廣播主控制器包括第一増益電路、第二増益電路、第二差分轉(zhuǎn)換單元、第二處理器、數(shù)字編碼單元、第一交換機(jī)、總線功放単元、第二模擬開(kāi)關(guān)和第一變壓器，所述第二差分轉(zhuǎn)換單元、第一增益電路、第二模擬開(kāi)關(guān)和第二増益電路依次相連，所述第二差分轉(zhuǎn)換單元將來(lái)自廣播主控制臺(tái)中第一差分轉(zhuǎn)換單元的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)；所述第一增益電路調(diào)節(jié)由第二差分轉(zhuǎn)換單元送來(lái)的輸入信號(hào)増益，第二模擬開(kāi)關(guān)由第二處理器控制，第二增益電路用來(lái)調(diào)節(jié)輸出信號(hào)増益；經(jīng)過(guò)所述第二增益電路后輸出的信號(hào)分成兩個(gè)回路，一路經(jīng)數(shù)字編碼單元、第一交換機(jī)送至廣播客室 控制器，所述數(shù)字編碼單元用來(lái)將OdB量級(jí)的模擬音頻信號(hào)采用16KHz采樣頻率進(jìn)行ADPCM編碼，然后打包為RTP/RTCP數(shù)據(jù)包進(jìn)行以太網(wǎng)傳輸；另一路經(jīng)所述總線功放単元、第一變壓器送至廣播客室控制器，所述總線功放単元用來(lái)將OdB量級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換為6V量級(jí)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)廣播總線；所述第一變壓器用來(lái)將廣播模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為定壓100V制式的平衡信號(hào)；監(jiān)聽(tīng)音頻經(jīng)由廣播主控制器中的總線功放単元、廣播控制臺(tái)的衰減器驅(qū)動(dòng)司機(jī)室揚(yáng)聲器進(jìn)行廣播監(jiān)聽(tīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)，其特征在于，所述廣播客室控制器包括第二交換機(jī)、數(shù)字解碼單元、第三増益電路、第二變壓器、第三模擬開(kāi)關(guān)、第四模擬開(kāi)關(guān)、第三處理器、定壓功放単元、可控增益電路，所述數(shù)字解碼單元經(jīng)第二交換機(jī)接收RTP/RTCP數(shù)據(jù)包，采用ADPCM方式進(jìn)行解碼還原為模擬音頻信號(hào)后送至第三模擬開(kāi)關(guān)；所述第二變壓器將定壓100V信號(hào)轉(zhuǎn)換為OdB量級(jí)的模擬音頻信號(hào)，并經(jīng)所述第三増益電路調(diào)節(jié)輸入信號(hào)増益后送至第三模擬開(kāi)關(guān)；所述第三模擬開(kāi)關(guān)輸出的信號(hào)經(jīng)可控増益電路、第四模擬開(kāi)關(guān)、定壓功放単元后送至客室揚(yáng)聲器，所述第三模擬開(kāi)關(guān)和第四模擬開(kāi)關(guān)由第三處理器控制，所述可控增益電路通過(guò)第三處理器的DA輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述定壓功放単元將OdB量級(jí)的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為定壓100V制式的信號(hào)并提供客室揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)，其特征在于，所述廣播客室控制器還包括噪聲檢測(cè)電路，用來(lái)與噪聲傳感器相連，并將噪聲傳感器的檢測(cè)信號(hào)送至第三處理器、可控增益電路處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述的高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)，其特征在于，還包括司機(jī)室對(duì)講組件，每個(gè)所述廣播控制臺(tái)的司機(jī)室對(duì)講組件均包括用來(lái)觸發(fā)司機(jī)室對(duì)講的人機(jī)界面以及對(duì)講模擬處理電路、數(shù)字編解碼単元、對(duì)講功放単元、對(duì)講揚(yáng)聲器以及對(duì)講交換機(jī)，人機(jī)界面與第一處理器相連，經(jīng)麥克風(fēng)、麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路送入的對(duì)講信號(hào)經(jīng)過(guò)第一選擇開(kāi)關(guān)后送入對(duì)講模擬處理電路，對(duì)講模擬處理電路通過(guò)數(shù)字編解碼單元、對(duì)講交換機(jī)與其余廣播控制臺(tái)進(jìn)行信號(hào)傳輸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)，其特征在干，還包括乘客緊急報(bào)警器，所述乘客緊急報(bào)警器包括撥號(hào)電路、報(bào)警處理器、報(bào)警對(duì)話模擬處理電路、報(bào)警數(shù)字編解碼単元、報(bào)警交換機(jī)、報(bào)警功放単元、報(bào)警對(duì)講揚(yáng)聲器、報(bào)警麥克風(fēng)；經(jīng)過(guò)報(bào)警麥克風(fēng)、報(bào)警麥克風(fēng)前級(jí)放大處理電路送入的信號(hào)經(jīng)報(bào)警對(duì)話模擬處理電路后，通過(guò)報(bào)警數(shù)字編解碼単元、報(bào)警交換機(jī)與廣播控制臺(tái)相連；經(jīng)廣播控制臺(tái)輸入的信號(hào)經(jīng)過(guò)報(bào)警數(shù)字編解碼單元、報(bào)警對(duì)話模擬處理電路、報(bào)警功放単元后由報(bào)警對(duì)講揚(yáng)聲器輸出；報(bào)警處理器由撥號(hào)電路控制。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述的高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)，其特征在于，所述廣播主控制器向廣播客室控制器同時(shí)輸出兩路廣播音頻，一路經(jīng)列車以太網(wǎng)總線以數(shù)字方式傳輸，另外一路經(jīng)列車廣播總線以模擬定壓IOOV方式傳輸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~5中任意一項(xiàng)所述的高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)，其特征在于，在列車的每個(gè)司機(jī)室安裝一臺(tái)廣播主控制器和ー個(gè)廣播控制臺(tái)，通過(guò)固定設(shè)備地址的方式使同一司機(jī)室的廣播控制臺(tái)和廣播主控制器相互綁定，通過(guò)外部激活信號(hào)可選擇主用設(shè)備，主從設(shè)備通過(guò)列車以太網(wǎng)總線實(shí)時(shí)交互工作狀態(tài)和心跳信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高可靠性的數(shù)字化列車廣播系統(tǒng)，其特征在干，當(dāng)出現(xiàn)兩臺(tái)廣播主控制器均發(fā)生故障的嚴(yán)重情況時(shí)，廣播控制臺(tái)通過(guò)處理器控制模擬開(kāi)關(guān)選通總線功放或選通數(shù)字編解碼単元，通過(guò)列車廣播總線或列車以太網(wǎng)總線向廣播客室控制器進(jìn)行ロ播。
【文檔編號(hào)】H04H20/62GK103532651SQ201310448717
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】王偉, 梁彥鋒, 周衛(wèi)成, 廖資陽(yáng), 代少飛 申請(qǐng)人:株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司