一种基于MVB总线的全数字化列车乘客信息系统的制作方法

一种基于mvb总线的全数字化列车乘客信息系统
技术领域
1.本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于mvb总线的全数字化列车乘客信息系统。


背景技术：

2.随着城市轨道交通建设的快速发展，运营管理者越来越注重对乘客的服务质量，运营模式由以车辆为中心逐步发展为以服务乘客为中心。因此，乘客信息系统(pis)在城市轨道交通建设中的地位越来越重要，乘客信息系统以计算机为核心，以网络和多媒体技术为手段，为乘客及员工提供以运营信息为主、商业广告为辅的多媒体综合信息，极大地提高了城市轨道交通的运营效率、服务质量和市场竞争力。
3.乘客信息系统主要由3部分组成：广播系统、乘客信息显示系统、闭路电视监视系统。列车广播系统可向乘客广播列车到站、离站、跳站等运行信息；在发生故障或者火灾等紧急情况的时候，及时提供紧急疏导广播；司机可以进行人工广播；司机可以和司机对讲；乘客触发紧急对讲，司机可以和乘客对话。
4.如今常见的列车乘客信息系统采用以太网、can总线等通信方式。采用以太网的通信方式存在如下不足：对交换机的可靠性要求很高，甚至必须从拓扑结构上加以保证安全性；不保证实时，对于过程数据，一般由应用层负责周期发送数据，发送周期会有“抖动”；传输距离理论最长都是100m，断线将无法传输。采用can总线的通信方式存在如下不足：can的数据段长度最多为8个字节，可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求，但不适合传输数字音频数据这样的大数据量；can总线的带宽理论最高只能为1mbps，实际使用远低于1mbps；无法传输语音数据。综上所述，由于现有列车广播系统模拟语音传输的低灵活性和低冗余性，研究基于总线技术的全数字列车广播通信系统成为了亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于mvb总线的全数字化列车乘客信息系统。
6.本发明是通过以下技术方案予以实现：
7.一种基于mvb总线的全数字化列车乘客信息系统，包括：
8.i/o模块，将dacu、occ和多媒体播放器的信号变化以事件的形式放入事件处理模块中；
9.tcms通信模块，实时与tcms进行通信，当检测到控制信号的变化时，将广播信息放入所述事件处理模块中，等待自动广播处理；
10.内部mvb通信模块过程数据单元，与pacu、pecu、acsu进行通信，当检测到控制信号的变化时，放入所述事件处理模块中，等待紧急对讲处理；
11.事件处理模块，对事件处理队列中的广播类型按照优先级进行处理；
12.mvb消息通信单元和mp3编解码单元，负责传送数字语音。
13.根据上述技术方案，优选地，所述广播类型包括司机对讲、紧急对讲、自动广播、人工广播、occ广播、多媒体播放器。
14.根据上述技术方案，优选地，所述事件处理模块包括：当新广播到来时，查询当前广播类型，并判断广播优先级，若新广播优先级高于当前广播，当前广播会被打断，系统响应新广播，否则新广播被忽略。
15.根据上述技术方案，优选地，包括：主控制卡acsu、安装在每个驾驶室中的dacu、安装在客室的紧急对讲通话器pecu以及安装在每节车厢中的pacu。
16.根据上述技术方案，优选地，所述主控制卡acsu通过rs485与tcms进行通信连接，获得广播控制信号，并上传自动广播信息。
17.根据上述技术方案，优选地，所述自动广播信息包括站点广播和紧急广播。
18.根据上述技术方案，优选地，所述dacu与主控制卡acsu通过i/o模块进行通信连接。
19.根据上述技术方案，优选地，所述主控制卡acsu、pecu、pacu之间通过mvb总线进行通信连接。
20.本发明的有益效果是：
21.本发明采用mvb总线式结构，冗余度和可靠性高，其中任意一个设备坏掉都不会影响其他设备的广播功能；此外，本发明不仅可以提高广播音质，增加乘客舒适度，而且数字音频传输使得系统灵活性提高，仅用四根线实现了三路音频“两路全双工司机对讲和一路自动广播”同时进行，如果再增加一路广播同时播放，无需增加接线，提高了系统的可维护性，极大地降低了布线成本，同时较少的数据线降低了维护工作的难度，给列车联挂提供了简便的解决方案。
附图说明
22.图1是本发明全数字化列车乘客信息系统连接示意图。
23.图2是本发明列车广播应用软件框图。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
25.如图所示，本发明包括：i/o模块，将dacu、occ和多媒体播放器的信号变化以事件的形式放入事件处理模块中；tcms通信模块，实时与tcms进行通信，当检测到控制信号的变化时，将广播信息放入所述事件处理模块中，等待自动广播处理；内部mvb通信模块过程数据单元，与pacu、pecu、acsu进行通信，当检测到控制信号的变化时，放入所述事件处理模块中，等待紧急对讲处理；事件处理模块，对事件处理队列中的广播类型按照优先级进行处理，所述广播类型包括司机对讲、紧急对讲、自动广播(包括站点广播和紧急广播)、人工广播、occ广播、多媒体播放器，当新广播到来时，查询当前广播类型，并判断广播优先级，若新广播优先级高于当前广播，当前广播会被打断，系统响应新广播，否则新广播被忽略；mvb消
息通信单元和mp3编解码单元，负责传送数字语音。
26.本发明选择mvb作为列车广播通信网络，mvb消息数据作为数字语音的传输载体，mvb过程数据作为广播控制和状态信号的传输载体。由于数字化广播的带宽限制，本发明选择压缩比和信噪比较高的mp3数据作为数字语音表现形式。实现了全双工司机对讲、全双工紧急对讲、人工广播、自动广播、occ广播和多媒体播放器语音六种广播功能。在实际应用中，用户会根据需要改变广播的优先级，并且不同项目中广播的优先级可能会不相同，为了保证项目的通用性和系统维护的灵活性，将优先级定义存储在外部配置文件priority.txt中，其中优先级配置文件按照xml(可扩展标记语言)编码。
27.具体地，本发明中基于mvb总线的全数字化列车乘客信息系统包括：主控制卡acsu、安装在每个驾驶室中的dacu、安装在客室的紧急对讲通话器pecu以及安装在每节车厢中的pacu。其中，主控制卡acsu通过rs485与tcms进行通信连接，获得广播控制信号，并上传自动广播信息，所述dacu与主控制卡acsu通过i/o模块进行通信连接，所述主控制卡acsu、pecu、pacu之间通过mvb总线进行通信连接，用mvb总线作为内部广播网络，传递广播控制和音频信号。
28.基于上述技术方案，实现了全双工司机对讲、全双工紧急对讲、人工广播、自动广播、occ广播和多媒体播放器语音六种广播功能。
29.(1)司机对讲：
30.每个驾驶室安装有一个dacu，在司机操作面板上有一个“cc”按键，通过“cc”按键向另一个驾驶室发起司机对讲请求，当另一个驾驶室的司机看到这个司机对讲请求并按下“cc”按键确认，两端建立司机对讲全双工连接。在司机对讲建立连接之前，检查系统是否有其他广播正在进行，若有高优先级广播存在，此次司机对讲被忽略，若为低优先级广播，则打断当前广播，进行司机对讲连接，如果当前广播为自动广播，无需进行优先级判断，建立司机对讲连接。
31.(2)紧急对讲：
32.紧急对讲通话器(pecu)安装在客室，每个客室有2个连接到列车广播网络mvb总线上。乘客按下pecu的紧急呼叫按键，对司机室发起对讲请求，司机通过dacu面板上的“pei”按键应答此呼叫，通过“rst”按键取消紧急对讲连接。紧急对讲采用全双工通讯，建立在主控驾驶室和pecu客室之间。
33.此外，从紧急对讲全双工通信建立连接开始，直至司机复位，acsu主控制器需要全程录下通话语音，并保存在控制器的cf卡中，录音存储的格式为mp3，为方便用户查询，acsu主控制器所存储的语音文件包括如下信息－pecu位置信息(pecu所在列车号、车厢号、pecu设备号)和开始录音时间。
34.(3)人工广播：
35.通过dacu操作面板上的“pa”按键，驾驶员可以发起对乘客的人工广播。人工广播为mvb消息广播寻址模式，即点对多的通讯模型。客室的扬声器状态pacu上，每节车厢一个pacu，pacu在mvb网络中为总线式连接，任何一个pacu故障都不会影响到其他pacu接收消息数据。
36.(4)自动广播：
37.自动广播包括站点广播和紧急广播两种，自动广播无需进行音频输入采集、压缩
编码的过程，直接播放内置cf卡中存储的mp3格式的语音文件。无论站点广播还是紧急广播，acsu控制器接收来自tcms的自动广播触发信号，先根据优先级判断是否有比自动广播更高级别的通信在进行，如果没有，则允许进行自动广播操作，如果有，则忽略请求，继续进行高级别通信，如果此时有比数字广播更低级别通信在进行，则终止低级别通信，并进行自动广播。
38.(5)occ/多媒体播放器
39.acsu提供与车载radio系统的接口，允许occ通过车载radio系统经广播系统向乘客进行广播。车载radio系统的接口与acsu中的i/o模块相连接，i/o模块接收occ广播请求和语音信号，并传递给acsu。如果请求通过，开始occ广播。多媒体播放器与acsu也通过i/o相连，多媒体播放器广播触发原理和occ广播一样。occ广播和多媒体播放器广播都为点对多广播模型，acsu主控制器的处理方法与人工广播相同。
40.本发明采用mvb总线式结构，冗余度和可靠性高，其中任意一个设备坏掉都不会影响其他设备的广播功能；此外，本发明不仅可以提高广播音质，增加乘客舒适度，而且数字音频传输使得系统灵活性提高，仅用四根线实现了三路音频“两路全双工司机对讲和一路自动广播”同时进行，如果再增加一路广播同时播放，无需增加接线，提高了系统的可维护性，极大地降低了布线成本，同时较少的数据线降低了维护工作的难度，给列车联挂提供了简便的解决方案。
41.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种基于mvb总线的全数字化列车乘客信息系统，其特征在于，包括：i/o模块，将dacu、occ和多媒体播放器的信号变化以事件的形式放入事件处理模块中；tcms通信模块，实时与tcms进行通信，当检测到控制信号的变化时，将广播信息放入所述事件处理模块中，等待自动广播处理；内部mvb通信模块过程数据单元，与pacu、pecu、acsu进行通信，当检测到控制信号的变化时，放入所述事件处理模块中，等待紧急对讲处理；事件处理模块，对事件处理队列中的广播类型按照优先级进行处理；mvb消息通信单元和mp3编解码单元，负责传送数字语音。2.根据权利要求1所述一种基于mvb总线的全数字化列车乘客信息系统，其特征在于，所述广播类型包括司机对讲、紧急对讲、自动广播、人工广播、occ广播、多媒体播放器。3.根据权利要求2所述一种基于mvb总线的全数字化列车乘客信息系统，其特征在于，所述事件处理模块包括：当新广播到来时，查询当前广播类型，并判断广播优先级，若新广播优先级高于当前广播，当前广播会被打断，系统响应新广播，否则新广播被忽略。4.根据权利要求1所述一种基于mvb总线的全数字化列车乘客信息系统，其特征在于，包括：主控制卡acsu、安装在每个驾驶室中的dacu、安装在客室的紧急对讲通话器pecu以及安装在每节车厢中的pacu。5.根据权利要求4所述一种基于mvb总线的全数字化列车乘客信息系统，其特征在于，所述主控制卡acsu通过rs485与tcms进行通信连接，获得广播控制信号，并上传自动广播信息。6.根据权利要求5所述一种基于mvb总线的全数字化列车乘客信息系统，其特征在于，所述自动广播信息包括站点广播和紧急广播。7.根据权利要求4或5所述一种基于mvb总线的全数字化列车乘客信息系统，其特征在于，所述dacu与主控制卡acsu通过i/o模块进行通信连接。8.根据权利要求7所述一种基于mvb总线的全数字化列车乘客信息系统，其特征在于，所述主控制卡acsu、pecu、pacu之间通过mvb总线进行通信连接。

技术总结
本发明涉及一种基于MVB总线的全数字化列车乘客信息系统，包括：I/O模块、TCMS通信模块、内部MVB通信模块过程数据单元、事件处理模块、MVB消息通信单元和MP3编解码单元。本发明采用MVB总线式结构，冗余度和可靠性高，其中任意一个设备坏掉都不会影响其他设备的广播功能，此外，本发明不仅可以提高广播音质，增加乘客舒适度，而且数字音频传输使得系统灵活性提高，仅用四根线实现了三路音频“两路全双工司机对讲和一路自动广播”同时进行，如果再增加一路广播同时播放，无需增加接线，提高了系统的可维护性，极大地降低了布线成本，同时较少的数据线降低了维护工作的难度，给列车联挂提供了简便的解决方案。简便的解决方案。简便的解决方案。


技术研发人员：刘全利 聂文旭 王志刚
受保护的技术使用者：大连海天兴业科技有限公司
技术研发日：2022.10.26
技术公布日：2023/1/31