主頁(yè)（http://www.130131.com）：軌道交通車廂智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案(2) 而列車與建筑物的最大不同在于列車是由幾節(jié)車廂連接而成，車廂之間的電氣連接要通過跨接電纜連接器(一般采用航空插頭)實(shí)現(xiàn)。使用連接器實(shí)際上造成了傳輸線路的“斷點(diǎn)”，考慮到“斷點(diǎn)”給傳輸帶來的損耗以及連接器本身空間的有限，在列車上構(gòu)建通信和傳輸系統(tǒng)時(shí)通過連接器的線纜必須要盡可能少，事實(shí)上前面講的列車總線干線電纜僅有兩條雙絞線通過車廂之間的連接器(其中有一條是備用的)。列車通信網(wǎng)絡(luò)采用分層和節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)也正是考慮了這一點(diǎn)。各節(jié)車廂的節(jié)點(diǎn)通過車輛總線與該節(jié)車廂的電子設(shè)備連接以接收數(shù)據(jù)和發(fā)送指令，對(duì)接收來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后上傳至列車總線并通過總線實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的互連，列車通信網(wǎng)絡(luò)的這種分層和節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)對(duì)于構(gòu)建列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有重要的借鑒作用。 有線傳輸網(wǎng)絡(luò) 基于上面的分析和討論，在列車上采用有線方式構(gòu)建視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，需要遵守“通過車廂之間電纜連接器的電纜盡可能少”的原則，因此可以基本上排除緒論中介紹的第一種方式(模擬CCTV方式)和第二種方式(數(shù)字視頻監(jiān)控方式)，因?yàn)檫@兩種方式要求所有攝像機(jī)的輸出信號(hào)電纜都要通過車廂間電纜連接器。以四節(jié)車廂編組的列車為例，給出這兩種方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
示意圖 從圖1可以看出，采用這種方案時(shí)，前端的攝像機(jī)傳輸電纜到末端司機(jī)室PC要經(jīng)過三次連接器，也就是要產(chǎn)生三個(gè)“斷點(diǎn)”，斷點(diǎn)帶來的損耗和噪聲將對(duì)傳輸造成影響；而末端車輛前一個(gè)連接器要通過六條電纜，占用了很多的空間。因此這種方案在實(shí)際應(yīng)用中是不可取的。 減少傳輸系統(tǒng)電纜數(shù)量的方法可以借鑒列車通信網(wǎng)絡(luò)(TCN)的節(jié)點(diǎn)和分層結(jié)構(gòu)。在每個(gè)車廂里設(shè)置“節(jié)點(diǎn)”與攝像機(jī)連接，“節(jié)點(diǎn)”之間通過簡(jiǎn)單的干線電纜連接以傳輸視頻數(shù)據(jù)到列車兩端司機(jī)室主計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)顯示和存儲(chǔ)等功能。這里“節(jié)點(diǎn)”所做的工作是對(duì)本節(jié)車廂里攝像機(jī)采集的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮并打包以便于傳輸，同時(shí)還要能夠轉(zhuǎn)發(fā)其它“節(jié)點(diǎn)”的數(shù)據(jù)。按照這個(gè)思路，以四節(jié)車輛編組的列車為例，可以得到下圖所示的車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)圖。 圖2所示模型中“節(jié)點(diǎn)”的功能一方面是對(duì)本節(jié)車廂視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼和打包，另一方面是轉(zhuǎn)發(fā)其它節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)。因此，“節(jié)點(diǎn)”應(yīng)由兩部分組成，即網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和交換機(jī)。帶嵌入式操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器(包括編碼器)可實(shí)現(xiàn)視頻壓縮編碼和打包的功能，交換機(jī)則可轉(zhuǎn)發(fā)其它節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。 這樣，圖3中整列車的監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成了一個(gè)小型局域網(wǎng)，主機(jī)和視頻服務(wù)器都通過交換機(jī)連入該局域網(wǎng)內(nèi)，形成了基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊曨l監(jiān)控系統(tǒng)。 局域網(wǎng)(LAN)的具體組織形式有以太網(wǎng)(Ethemet)、令牌總線、令牌環(huán)網(wǎng)、光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)等。選擇局域網(wǎng)的具體形式時(shí)要考慮下面幾個(gè)因素保證能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸視頻監(jiān)控圖像，組網(wǎng)簡(jiǎn)單而且通信協(xié)議成熟可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 與上述幾種網(wǎng)絡(luò)相比，以太網(wǎng)由于其協(xié)議簡(jiǎn)單實(shí)用(CSMA/CD)、組網(wǎng)方便等特點(diǎn)，目前幾乎滲透到了所有的LAN，而且經(jīng)過幾十年的改進(jìn)和發(fā)展已經(jīng)從最初的10M以太網(wǎng)發(fā)展到100M、1000M以太網(wǎng)。盡管以太網(wǎng)在傳輸多媒體業(yè)務(wù)時(shí)存在一定的缺陷，即當(dāng)在以太網(wǎng)上混合有對(duì)時(shí)間敏感業(yè)務(wù)和一般數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)，沒有對(duì)時(shí)間敏感業(yè)務(wù)提供優(yōu)先處理的機(jī)制。但是我們構(gòu)建的列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)僅僅傳輸視頻監(jiān)控圖像，而且視頻監(jiān)控系統(tǒng)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)與第三類業(yè)務(wù)基本相符，即視頻信息傳輸用于實(shí)時(shí)使用。因此不存在與其它業(yè)務(wù)混合的問題。鑒于以太網(wǎng)簡(jiǎn)單方便以及其應(yīng)用的普遍性，我們確定列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)車載部分的傳輸網(wǎng)絡(luò)具體形式為以太網(wǎng)(100Base-T)。 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和具體配置 確定了列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)車載部分采用100Base-T以太網(wǎng)作為傳輸網(wǎng)絡(luò)后，就可以確定系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和具體配置。 總體結(jié)構(gòu) 列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)車載部分從總體上可以分為三部分：前端攝像、編碼部分，網(wǎng)絡(luò)傳輸部分，終端顯示、存儲(chǔ)部分�？傮w結(jié)構(gòu)的模型示意圖如圖4所示。 具體配置 每節(jié)車廂配置兩臺(tái)彩色固定式攝像機(jī)，兩臺(tái)攝像機(jī)安裝在車廂兩端，具體的安裝位置應(yīng)該保證攝像機(jī)的視角能完全覆蓋整節(jié)車廂(包括貫通通道)，沒有視頻盲點(diǎn)。攝像機(jī)的水平分辨率應(yīng)不低于PAL制520TV線，保證實(shí)現(xiàn)較好的監(jiān)控效果。 每臺(tái)攝像機(jī)通過視頻同軸電纜(如前所述，距離較近時(shí)采用視頻同軸電纜傳輸模擬視頻信號(hào))與一臺(tái)單路視頻服務(wù)器連接。 單路視頻服務(wù)器應(yīng)包括編碼器、控制器、存儲(chǔ)器等。編碼器首先對(duì)輸入的模擬視頻信號(hào)進(jìn)行采樣、量化，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，然后按照一定的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行編碼。編碼的標(biāo)準(zhǔn)可選取MPEG-4，也可以選取H.264，因?yàn)檫@兩種壓縮標(biāo)準(zhǔn)均可產(chǎn)生適宜于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膲嚎s視頻碼流。 網(wǎng)絡(luò)傳輸部分 每節(jié)車廂配置一臺(tái)以太網(wǎng)交換機(jī)(具有100MbpsRJ-45端口)，車廂內(nèi)的兩臺(tái)單路視頻服務(wù)器均通過以太網(wǎng)線(雙絞線)與交換機(jī)連接，相鄰車廂的交換機(jī)也通過以太網(wǎng)線連接，兩端帶司機(jī)室車廂的交換機(jī)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)終端主機(jī)連接，這樣構(gòu)成了列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)車載部分的以太網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)。考慮到列車運(yùn)行中帶來的震動(dòng)和沖擊，交換機(jī)應(yīng)采用工業(yè)等級(jí)的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)；另外，考慮到前述城軌列車的特殊供電方式，以及開關(guān)元器件的頻繁啟停，造成了車內(nèi)復(fù)雜惡劣的電磁環(huán)境，以太網(wǎng)線應(yīng)采用具有一定抗干擾能力的屏蔽雙絞線來降低干擾。 終端顯示、存儲(chǔ)部分 城軌列車的兩端都帶有司機(jī)室，因此每個(gè)司機(jī)室內(nèi)配置一臺(tái)主機(jī)和一臺(tái)顯示器，兩臺(tái)主機(jī)一臺(tái)為主控一臺(tái)為備用，主控和備用之間可以通過切換程序切換。
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