动车组旅客信息系统发展分析与展望

动车组旅客信息系统发展分析与展望

梁龙1田久贤2谢瑞道3

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东省青岛市 266111

摘要：通过互联网向乘客提供无线网络，让乘客在任何时间、任何地点都可以使用互联网，这是高铁系统功能完善的一个重要标志。同时，由于高铁站属于人口密度较大、人流较多、运行速度较快的地区，因此为了保证列车运行的安全性，需要在列车上加装车载视频监控系统。本文重点对现有动车组列车的乘客信息系统进行分析，并对其进行比较，同时介绍新一代的列车乘客信息系统，包括视频监控、车载无线网络。

关键词：新型动车组；旅客信息系统；视频监控；车载无线网络

引言

随着城市交通智能化和高速铁路建设的快速发展，现有的高速列车乘客信息系统（包括广播、显示、音视频娱乐）已无法满足人们的需要。在现有的动车组乘客信息系统基础上，新增视频监控、车厢视频监控、车载无线网络等多种功能。

1既有各车型动车组旅客信息系统主要功能

目前国内使用的动车组有CRH1系列、CRH2系列、CRH3系列和CRH5系列，列车列车乘客信息系统包括广播、显示、娱乐三大子系统。广播子系统主要完成列车人工广播、员工对讲、列车全列语音广播等多种功能。显示子系统实现车次、站点、车号及其它各种业务信息的显示。娱乐子系统实现语音、视频的娱乐，包括：普通的汽车音频、视频在车厢顶部的电视、喇叭的共同播放；视频播放是在车厢顶部的电视上进行的，而在座位上的音响中，则是单独的播放；VIP车厢内的VIP旅客可以透过座椅电视进行单独的点播。

2新型动车组旅客信息系统

2.1 设计思路

结合现有列车旅客信息系统的特性和新的功能要求，对其进行如下的研究：

(1)功能范畴。除了原有动车组广播、对讲、车内外信息显示、娱乐功能之外，还新增车载无线网络、车载视频监控等功能。

(2)系统架构。在系统结构上，运用列车级设定系统控制器，车厢级设定车厢控制器，列车级广播、娱乐、视频监控和汽车的无线网络都有相应的控制器。为了节省费用及设备空间，将车厢级的广播与娱乐合并为一个控制器，并包括以太网交换机，用于列车级组网。在动车上，通过独立的控制器实现视频监视和车载无线网络的控制，并按3U或1U的标准进行设计。

(3)总线架构。列车总线是一条以太网总线，取代RS485总线（CAN或电流环总线）、同轴总线（Circuit）。为了保证应急广播的优先次序及重要性，本文提出一种以硬线形式进行音频传送的方案，并保留UIC568总线。列车总线采用百兆以太网总线，而电视则以VGA差分总线或百兆以太网总线为主要特征。

(4)广播逻辑。在自动报站系统中，采用GPS报站优先、里程报站冗余的方法。应急广播采取相邻车辆交叉冗余的方式，除了本车的功率放大器驱动本车的一半外，相邻车厢的一半喇叭也由相邻车厢的一半喇叭供电，两个车厢之间相互独立，以防止因单节喇叭的故障而无法接收到应急广播。

(5)终端设备。为改善车内、外屏的显示效果，采用琥珀色LED灯管，并对其安装结构及位置进行优化，便于维修。为了便于旅客观看，15英寸电视由18.5英寸电视取代，而传送总线则由VGA差分总线取代。一等车厢座位接收装置采用胶片按键，另外，旅客的应急警报系统也有所新增。

2.2 设计方案

列车客运信息系统包括广播、显示、娱乐、视频监控、车载无线网络等多个子系统。

2.2.1 列车内部通信子系统

《客车广播和电话系统技术特性》是根据UIC568-1996的一种铁路内通讯子系统，其中包括乘客信息系统控制器、各个车厢的扬声器、驱动扬声器的车辆控制器等。预先录制的广播通知可以由乘客资讯系统控制器手动启动；预录的广播通知可以由GPS资料和事先设定的线路资料自动启动。列车内通讯系统采用专用的语音总线，按照UIC568-1996的要求进行广播和通话，采用硬件的优先权，保证在列车发生故障时及时播放应急广播的消息。同时，该系统还可以利用操作系统的信息控制屏幕来激活系统控制器内的语音档案，从而使各个车厢都能听到背景歌曲。

2.2.2 信息显示子系统

该信息显示子系统主要包括车辆内部的2个显示屏和外部4个监视器。该显示器经RS485总线与客车的乘客资讯系统车控制器相连，由RS485总线从乘客资讯系统控制器接收和传送显示资料。在乘客信息系统启动之后，该系统的数据和预先存储的数据、数据与铁路系统之间的数据交互为该子系统实现自主的功能。乘客的信息管理和屏幕被设置在中段车厢内，乘客的信息管理系统通过显示屏进行。

2.2.3 车载无线子系统

基于IEEE802.11n的无线网络技术，为乘客提供便捷、丰富的娱乐和音像服务，是今后动车娱乐系统的一个主要发展趋势。利用车载WIFI无线接入站，旅客可以利用手机、PAD、笔记本等设备连接到铁路上的无线上网，从而达到对外界因特网的访问。另外，在局域内还可以提供本地的视频点播、新闻预览、列车信息查询等，方便以后的功能扩充。车载无线系统包括3G/4G天线、WIFI吊顶天线、车载无线网关等，由于车身具有屏蔽信号和3G/4G网络的特性，所以需要将3G/4G的无线通信系统置于汽车外部，并将其置于汽车的车顶。

3 远期展望

新一代的动车组乘客信息系统总线体系结构采用千兆以太网总线，所有系统级、车厢级和终端设备都可以通过以太网进行连接，所有设备都可以接入因特网，未来还可以引进“Internet+乘客信息系统”。视频监控子系统可以对受电弓的火花、异物击打、姿态异常等进行分析，对人脸识别、遮挡报警、防爆预警、人员拥堵等进行分析。车载无线网络系统可以与地面数据、监控中心连接，并对数据进行分析、维护；引进网络音像娱乐内容提供商，以适应专业节目的多元化需要。由于联通3G网络覆盖范围较广，因此该系统使用联通3G网络模块，该模块支持联通HSPA+标准，支持5.76Mbit/s，下行21Mbit/s。经过测试，在WCDMA标准下，该路由器的下行速度最高为5.2Mbit/s，而上行最高为4.5Mbit/s，而列车的无线信号覆盖没有明显的盲区，可以同时容纳30人以上的乘客，但只能浏览网页，不能观看视频。已有的系统已预留界面，可以进行二次扩充，随着4G网络的出现和发展，4G网络可以按照用户的需要进行升级，从而为用户提供更高速率、更高质量的无线网络服务。高铁视频监控系统具有实时显示、存储等多种功能，未来将会朝着更加智能的方向发展。在已有的系统中加入智能分析主机，以提升其智能化水平，如将人脸记忆与识别功能结合起来，以侦测到潜在的威胁；此外，还可以添加旅客人数统计等功能。

4 结束语

总而言之，人们需要通过对现有列车乘客信息系统的比较，并对其广播、显示、娱乐功能进行完善，增加视频监控、车载无线网络等功能，使其更加可靠、更先进，但还需适应未来的物联网应用和使用者的发展要求。

参考文献

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[3]魏佳.CRH5型动车组新型旅客信息系统控制单元的设计实现与优化提升[J].铁路计算机应用,2017,26(02):54-56.