摘要：随着地铁建设日益延伸，覆盖城市的各个主要功能经济区域，对城市的地面交通起到一定的缓解作用。CCTV 系统可以给乘客提供信息交互平台，同时也在城市反恐领域起到不可或缺的作用。本文就CCTV 系统的功能、信息处理及系统等方面对功能实现进行分析。
关键词：城市轨道；CCTV 系统；PIDS 系统
一、PIS和CCTV 系统的组成实现
地面 PIS 系统主要完成节目的编辑、整理、播出控制，以及实时信息和紧急情况的发布。同时将各车辆内的监控图像调取显示在控制中心的大屏幕上。主要分为三个子系统：控制中心子系统，备用控制中心子系统和车站子系统。
二、地铁车载 PIDS 系统
车载乘客信息显示系统是专门用于轨道交通中乘客信息显示及广播通信的电子信息系统，它应用先进的、成熟的多媒体信息处理技术和计算机通信网络技术，在编组列车上构建一个多媒体信息处理与传输平台，实现多媒体列车广播通信和乘客信息显示，为列车乘客提供丰富的、高质量的信息服务。
乘客信息显示系统由一个宽带数字通信网和与网络连接的多媒体终端设备组成，乘客信息显示系统中的音频信号、视频信号经数字处理后变换成数据流，与系统控制信息一起以数据包方式分时在数字通信网络中传输，多类型信息流共享一个通信平台，实现了通信资源高度共享，为简化系统结构、增强系统功能、提高系统可靠性提供了有力保障。
车载乘客信息系统由车载多媒体服务器、交换机、LCD 显示器、LED 显示器以及客室信息处理器组成，系统的结构如图 2 所示。
系统主要有以下功能：
（一）信息接收、播放。通过无线客户端接收控制中心传来的媒体信息和播放列表，在车辆本地做缓存处理，然后按照播放列表播放。
（二）信息显示。客室内设置有 LCD 显示按既定格式采用分屏显示的方式播出媒体节目、实时信息以及到站信息。
（三）运营信息播放。系统从车辆获得特定速度、距离信号，经过计算，判断出车辆运行在那个站区内，并在 LCD显示屏的固定位置上显示这个站区的信息，并且提示到站情况。同时配合安装在车辆内的 LED 的显示器，可以明显的标志出车辆的到站情况和下一站的信息。
三、地铁 CCTV 系统
由于轨道交通人流密集，人员不确定，影响范围大，所以很容易成为恐怖活动的打击目标。为保障公共安全，避免人员伤亡、交通阻塞和公众恐慌，建设与轨道交通系统配套的地铁列车视频图像监控系统具有重大意义，起到威慑、取证、指挥救援、预警的作用，同时可以具备对客室内的乘客管理的功能。
地铁列车上的 CCTV 系统由分布在司机室和客室内的摄像机、编码器、司机室 LCD 监视器和多媒体服务器组成。主要有以下功能：
（一）监视功能。司机通过监视器可以看到对端司机室的画面和所有车厢内的活动情况。
（二）记录功能。所有的监视画面将在多媒体服务器上保存 7 天。
（三）联动功能。当客室发生乘客报警时，画面自动切换到当前报警位置，同时以独立的文件记录当时的情况，用来为以后的情况调查提供第一手资料。
四、地铁PIS和CCTV系统实现
（一）组网整个 PIS
系统都是构建在网路通路的基础之上的，网络系统主要由有线网络、车地无线网络、车载网络三部分组成。
1.地面网络构架
地面有限网络主要是“中心—车站”的地面传输网，用来传输中心到车站和车辆的各种数据信息、视频信息和控制信息。PIS 系统采用高可靠的双星型拓扑结构设计，控制中心到车站间采用双千兆链路，传输链路可选择裸光纤或 MSTP 传输。设置冗余网络系统，保证信息的传递可靠性。在站厅和隧道中采用无线信号覆盖。
无线局域网（WLAN）的主要标准是 IEEE802.11，主要包括 IEEE802.11a，IEEE802.11b 和 IEEE802.11g 等。IEEE802.11b 通常也被称作 Wi Fi，工作在 2.4 GHz 频段，最高可以支持 11 Mbit /s 的共享接入；IEEE802.11a 工作在 5.8 GHz 频段，速率高达54 Mbit /s，采用频分 OFDM（正交频分复用）技术，但是最高频率的接入距离为 50 m。IEEE802.11g 也采用 OFDM 技术，但可工作在 2. 4 GHz，速率能够达到同 IEEE802. 11a 一样的 54 Mbit /s，同时可以和 IEEE802.11b 兼容，速度是 IEEE802.11b 的 5 倍。
站台使用无线电台的组网方式，利用 1 根光缆将每 2个站的区间上下行的隧道组成封闭的光环网，通过 Ether-net 与车站无线网络交换机及隧道 AP 连接。控制中心发出的信息经过骨干网传输到车站子系统，再从车站交换机转发到隧道区间交换机，由隧道区间交换机把信息下发到连接到该交换机的所有 AP 上，最后通过 AP 与运行的地铁列车相互通信。无线 AP 组网示意图如图 3 所示。
2.车辆 PIDS 系统组网
车辆上的网络架构的铺设决定了车载 PIDS 系统的稳定性和可靠性。由于地铁列车是编组贯通的车辆，采用星型结构的网络模式不利于线路的铺设，而且也会给车辆的制造带来很大的麻烦。但是如果采用手拉手的串行网络，又会出现单点故障扩散的故障。一节车厢的网络链路故障就会导致整列车的网络瘫痪。为了解决这个问题，车辆的网络可以采用环型网络，或者是双环型网络架构铺设。采用双环型网络的模式有利于车辆的布线工程，也能够避免因为一节车厢网络设备出现故障而导致的单点故障扩散。车辆 PIDS 系统组网如图 4 所示。
（二）信息处理
多媒体的乘客信息系统正是在当前信息风暴的背景下诞生的。对信息的收集和处理显得尤为重要。控制子中心可以接收有线电视信号，将在实时的电视信息叠加上控制中心的文字信息、时钟信息、紧急公告等，按照规定的压缩编码标准，通过网传送到各个车站，同时上传到运行中的车辆中。运行的车辆和各站台上同步显示控制中心编辑的节目信息（车辆上会延时 10 ～ 20 s）。乘客可以根据显示的信息得知车辆的运行情况和周边信息，也可以通过设置在站台上的终端查询机交互式的查询自己想要得到的线路、车辆信息和站台周边信息。
车辆运行过程中的监控信息也通过网络传送到控制子中心，控制子中心可以通过特定的权限去调取、抽查任意一辆运行车辆上任意一个监控摄像头的信息。及时了解车辆运行中的安全问题，特别是当车辆运行过程中出现乘客报警时，控制子中心的一路显示图像会自动切换到报警的当前画面，有效协助了车辆的运营。
车辆在运行的过程中，车载乘客信息 LCD 显示屏，显示的节目信息来源于控制中心，与站台同步。当列车启动和到站时，会自动切换到报站信息上，播报完毕后又自动地切换回来。当无线网络出现故障时，地面信号无法正确地传送到车辆上，这时车载的显示器还可以播放存在列车头端服务器内的本地节目，用来弥补无线信号的缺陷。
所有的视频信息的处理都基于 MPEG－2（或 MPEG－4）标准，采用 PAL 制，分辨力为 720 × 576。
（三）系统运营管理
控制子中心负责整个系统的管理和各系统设备的监控。各子系统的设备自身都有自检测功能，能够检测自身故障，并将故障代码和本机 ID 发送到网关或者接口服务器。控制子中心通过特定的通信协议，去读取这些设备的故障代码，并显示在中心的显示屏上，通知工作人员及时处理故障，保障地铁系统的运营。
另外 PIS 系统还和其他系统间存在众多接口，控制子中心责接口管理工作。PIS 系统和其他系统之间交换信息，主要接口有通信系统接口、供电系统接口、车辆系统接口、ATS系统接口、换乘线路接口、TCC 接口、信息源接口、土建接口。
五、结束语
PIS及CCTV 系统作为轨道交通系统里一个面向乘客服务和运营安全的重要部分，是一个集地铁运营信息服务、多媒体实时资讯发布、广播电视节目制作与播出、地铁电视监控、地铁设备监控于一体的综合服务平台，为乘客提供上述各类信息，使乘客安全、高效地在地铁中行走，确保地铁系统高效安全运营。
论文作者:张竟良
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
标签：系统论文; 信息论文; 车辆论文; 乘客论文; 地铁论文; 网络论文; 接口论文; 《基层建设》2017年第16期论文;