CN106851363A - 一种基于pis数据的地铁列车流媒体服务设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于PIS数据的地铁列车流媒体服务设计方法，属于嵌入式计算机领域。该方法由4个模块组成，分别为客户端模块、数据处理模块、事件处理模块和流媒体控制模块。客户端模块负责与事件处理模块建立连接，获取乘客选择的终点站信息和流媒体信息，并发送到事件处理模块。数据处理模块负责获取并分析ACSU发送的PIS数据，当PIS数据发生变化时，以事件的形式通知事件处理模块。事件处理模块的功能为监听来自其他模块的事件通知，根据不同事件类型做不同处理。流媒体控制模块的功能是根据事件处理模块中已保存的连接描述符及其关联数据，结合实时PIS数据，向乘客提供不同分辨率的流媒体数据。

Description

一种基于PIS数据的地铁列车流媒体服务设计方法

技术领域

本发明属于嵌入式计算机领域，涉及一种基于PIS数据的地铁列车流媒体服务设计方法。

背景技术

我国经济的快速发展、城市化的不断推进，导致城市人口不断增长，城市的交通压力不断加重。城市轨道交通包括轻轨、地铁等，有运载量大、速度快、舒适安全且路线固定的特点，可以很好地缓解城市的交通压力，因此全国很多城市都在加速城市轨道交通的建设。

乘客信息系统(Passenger In-formation System，PIS系统)是运用网络技术与多媒体技术进行信息多样化显示的系统。PIS系统作为与乘客交互的最直接参与者，在乘客引导、应急疏散、大客流疏导等客流组织管理方面发挥着巨大的作用。PIS系统主要包括列车广播与视频控制单元(Announcement Control System Unit，ACSU)和客室广播与视频控制单元(Passenger Announcement Control Unit，PACU)两部分，如图1所示。ACSU放置在司机室控制机柜中，包括广播控制卡、视频编码器和车载以太网交换机。广播控制卡和视频编码器通过车载以太网交换机接入到列车以太网络。广播控制卡根据列车触发的不同广播信号，生成列车实时运行信息数据，即PIS数据，并通过车载以太网交换机将PIS数据发送到列车以太网络上。视频编码器对视频数据进行编码，通过车载以太网交换机将编码后的数据发送到列车以太网络上。PACU放置在客室控制机柜中，包括功率放大器、视频解码器、LCD屏、列车流媒体服务器和车载以太网交换机。PACU通过车载以太网交换机接入列车以太网络，实时接收ACSU发送的PIS数据。功率放大器用于列车广播语音的播报；视频解码器用于解码ACSU发送的视频数据；LCD屏用于显示视频数据；列车流媒体服务器用于提供车载WIFI，并提供列车流媒体服务，其硬件连接如图2所示。列车流媒体服务器采用基于ARM架构的多核处理器作为控制核心，连接一片DDR3缓存，一片NorFlash存储器，一个SATA硬盘，一个WIFI模块并通过车载以太网交换机接入到列车以太网络。

地铁列车通过PACU中的LCD屏为乘客提供流媒体播放显示服务，通过这种方式，用户只能够观看ACSU统一提供的流媒体数据，不能够自主选择播放。并且由于车载LCD屏的数量有限，列车上的许多乘客无法观看到车载流媒体数据。针对这种现状，本文提供一种新的设计方法，利用乘客手中的移动终端播放车载流媒体数据，并通过获取乘客设置的终点站信息，结合实时的PIS数据为乘客提供不同分辨率的流媒体数据。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于PIS数据的地铁列车流媒体服务设计方法，使用乘客的终端设备播放车载流媒体数据，并获取各乘客的到站信息以及选择播放的流媒体信息，结合实时的PIS数据，为乘客提供不同分辨率的流媒体数据。

本发明的技术方案：

基于PIS数据的地铁列车流媒体服务设计方法整体流程如图3所示，包含四个模块：客户端模块、数据处理模块、事件处理模块、流媒体控制模块。

客户端模块负责与事件处理模块建立连接，并获取乘客选择的终点站信息和流媒体信息；客户端模块开始运行后，首先发起与事件处理模块之间的连接请求，建立连接后，等待读取事件处理模块发送的列车站点列表数据，读取成功后，处理并显示数据；乘客从显示的站点列表中选择自己的终点站信息，客户端模块把乘客选择的终点信息发送到事件处理模块；客户端模块显示流媒体数据列表，乘客自由选择列表中的流媒体数据；客户端模块根据乘客的选择获取流媒体数据并播放，同时将用户选择的流媒体信息发送到事件处理模块；当乘客退出播放时，客户端模块断开与事件处理模块之间的连接；

数据处理模块负责获取并分析ACSU发送的PIS数据包；数据处理模块开始运行后，创建网络套接字，监听来自ACSU的PIS数据包；若首次收到数据包直接解析保存，并继续监听PIS数据包；否则，针对PIS数据包中的关键数据进行比较，关键数据包括列车运行线路信息、列车运行起始站点信息、列车运行终点站点信息、列车当前站点信息、列车当前运行状态信息以及列车紧急消息信息；若关键数据中有任何一处发生改变，则触发事件处理模块的数据变化事件，并替换之前数据，保存最新数据，继续监听PIS数据包；若所有关键数据都没有发生变化，则直接替换之前数据并保存最新数据，继续监听PIS数据包；

事件处理模块用于监听来自其他模块的事件通知，根据不同事件类型做不同处理；事件处理模块开始运行后，监听来自其他模块的事件通知，判断是否为连接请求事件，如果是，则建立连接，并保存返回的连接描述符，继续监听事件；如果不是连接请求事件，则判断是否为消息到来事件，如果是，则读取消息数据，并与对应的连接描述符关联保存，继续监听事件；如果不是消息到来事件，则判断是否为断开连接事件，如果是，则关闭对应的连接描述符，并把保存的连接描述符及其关联数据删除，继续监听事件；如果不是断开连接事件，则判断是否为数据变化事件，如果是，则遍历保存的连接描述符，把最新的PIS数据包发送到客户端模块，继续监听事件通知；如果不是数据变化事件，则不做任何处理，继续监听事件通知；

流媒体控制模块根据事件处理模块中已保存的连接描述符及其关联数据，结合实时PIS数据，向乘客提供不同分辨率的流媒体数据；流媒体控制模块开始运行后，实时监听来自客户端的流媒体数据请求，收到请求后，流媒体控制模块获取事件处理模块中已保存连接描述符的数量，如果数量小于临界值，则直接为新请求客户端分配高分辨率流媒体数据，并保存相应分辨率信息，继续监听客户端请求；如果数量大于临界值，则直接为新请求客户端模块分配低分辨率流媒体数据，并遍历已保存的连接描述符，读取其关联的分辨率信息，若为低分辨率，则不做任何处理，继续等待客户端请求；若为高分辨率，则查看其关联的终点站信息并与最新PIS数据包中的列车运行当前站信息比较，小于两站，则不做任何处理，继续监听客户端请求；大于两站，则把已分配的高分辨率流媒体数据改成低分辨率数据，并保存其分辨率信息，继续监听客户端请求。

本发明的有益效果在于能够使用乘客手中的移动终端设备播放列车提供的流媒体数据，并可实现对每位乘客播放的流媒体数据的分辨率进行控制，提高乘客的乘车体验。

附图说明

图1是本发明PIS整体结构图。

图2是本发明列车流媒体服务器硬件结构图。

图3是本发明整体流程图。

图4是本发明客户端模块流程图。

图5是本发明数据处理模块流程图。

图6是本发明事件处理模块流程图。

图7是本发明流媒体控制模块流程图。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图，详细说明本发明的具体实施方式。

一种基于PIS数据的地铁列车流媒体服务设计方法，步骤如下：

(1)客户端模块

客户端模块负责与乘客进行交互，播放流媒体数据，获取乘客选择的终点站信息以及流媒体信息。如图4所示，模块开始运行后，首先会发起与事件处理模块之间的连接请求，若连接建立失败，则等待100ms重新发起连接请求。若连接建立成功，则接收事件处理模块发送的数据。收到数据之后，解析数据中各站点名称及其详细信息，并保存在内存中，之后解析列车运行起始站点信息、列车运行终点站点信息、列车运行当前站信息三个列车运行相关信息并保存。遍历保存的站点信息，获取站点数据，判断此站点是否处在列车运行起始站点和列车运行终点站点之间。如果位于列车运行起始站与终点站之间，则使用此站点信息与列车运行当前站信息比较。若小于列车运行当前站信息，则以灰色字显示，并且设置为不可选择，继续遍历保存的站点信息。否则，以红色字显示，并设置为可被选择，继续遍历保存的站点信息。如果此站点信息不在列车运行起点站与终点站之间，则不做任何处理，继续遍历保存的站点信息。遍历完成后，乘客可选择客户端模块显示的站点信息，客户端模块会把相应站点信息作为乘客的终点站信息发送到事件处理模块，之后显示列车流媒体信息列表。客户端模块会根据乘客选择的流媒体信息请求对应的流媒体数据，在乘客的终端设备播放，同时将该流媒体信息发送到事件处理模块。若乘客停止连接车载WIFI或下车时，客户端模块会断开与事件处理模块之间的连接。否则，乘客可继续选择播放流媒体信息。

(2)数据处理模块

数据处理模块负责获取并分析ACSU发送的PIS数据包。如图5所示，模块开始运行后，初始化通信协议，建立与ACSU之间的组播通信，定义一个用于保存PIS数据包的变量S，实时监听读取ACSU发送的PIS数据包。数据处理模块收到PIS数据包后，首先判断变量S是否为空，若变量S为空，则按照PIS数据包中各字节的含义把PIS数据进行解析，将解析后的数据直接保存在变量S中，同时获取列车运行线路信息，解析对应线路的XML文档，把解析得到的站点及其详细信息数据保存在内存中；若变量S不为空，则定义一个临时的变量T，将解析得到的数据存入变量T，之后将变量T中的各字段与变量S中的字段进行比较，判断列车运行线路信息、列车运行起始站点信息、列车运行终点站点信息、列车当前站点信息、列车当前运行状态信息以及列车紧急消息信息这些关键数据是否发生变化。若所有关键数据都没有发生变化，则直接将变量T赋值给变量S，继续监听PIS数据包。若有任何一处关键数据发生变化，则触发事件处理模块的数据变化事件；若列车运行线路信息发生改变，则还需解析改变后线路对应的XML文件，并将解析后的站点数据替换之前保存的数据，之后将变量T赋值给变量S，若列车运行线路信息没有改变，则直接将变量T赋值给变量S。之后继续监听PIS数据包。

(3)事件处理模块

此模块的功能为监听来自其他模块的事件通知，根据不同事件类型做不同处理。如图6所示，模块开始运行后，实时监听来自客户端模块和数据处理模块的事件通知。若无事件通知，则循环等待；若有事件通知，则首先判断事件类型是否为来自客户端模块的连接请求事件，如果是连接请求事件，则建立与客户端之间的连接，保存返回的连接描述符，并通过此描述符发送最新PIS数据、内存中的站点及其详细信息数据到客户端模块，之后继续等待事件。如果不是连接请求事件，则判断事件类型是否为来自客户端模块的消息到来事件，如果是消息到来事件，则读取其对应连接描述符中的数据，判断数据是否为乘客选择的终点站信息或流媒体信息，若是，则把数据与对应的连接描述符关联保存，之后继续等待事件。若不是，则不做处理，继续等待事件通知。如果不是消息到来事件，则判断事件类型是否为来自客户端模块的连接断开事件，如果是连接断开事件，模块会关闭对应的连接描述符，删除保存的连接描述符及与连接描述符关联保存的终点站信息和流媒体信息，之后继续等待事件通知。如果不是连接断开事件，则继续判断事件类型是否为来自数据处理模块的数据变化通知事件，如果是数据变化通知事件，则遍历保存的连接描述符，把最新PIS数据及内存中的列车站点详细数据发送到每一个客户端模块，之后继续等待事件通知。如果不是数据变化通知事件，则不做任何处理，继续等待事件通知。(4)流媒体控制模块

流媒体控制模块功能是根据事件处理模块中已保存的连接描述符及与连接描述符关联保存的分辨率信息及终点站信息，结合实时PIS数据，向乘客提供不同分辨率的流媒体数据。如图7所示，模块开始运行后，实时监听客户端的流媒体数据请求。收到来自客户端模块的流媒体数据请求之后，获取事件处理模块保存的连接描述符的数量，判断数量是否小于临界值。如果数量小于临界值，则直接分配高分辨率流媒体数据给客户端模块，并把分辨率信息与对应的连接描述符关联保存，之后继续监听客户端流媒体数据请求。如果数量不小于临界值，则为新请求的客户端模块分配低分辨率流媒体数据，保存其分辨率信息，然后遍历已保存的连接描述符及其关联的分辨率信息，判断是否为低分辨率信息，如果是，则不做任何处理，继续遍历其他连接描述符。如果不是低分辨率信息，则读取与此分辨率信息关联保存的终点站信息，并与实时PIS数据中的列车运行当前站信息比较，判断是否相差两站之内，若相差小于两站，则不做任何处理，继续遍历其他连接描述符；若相差大于两站，则把对应流媒体数据改为低分辨率数据，并保存分辨率信息，继续遍历其他连接描述符。遍历完成之后继续监听客户端流媒体数据请求。

Claims (1)

1.一种基于PIS数据的地铁列车流媒体服务设计方法，包括客户端模块、数据处理模块、事件处理模块和流媒体控制模块，其特征在于：

客户端模块负责与事件处理模块建立连接，并获取乘客选择的终点站信息和流媒体信息；客户端模块开始运行后，首先发起与事件处理模块之间的连接请求，建立连接后，等待读取事件处理模块发送的列车站点列表数据，读取成功后，处理并显示数据；乘客从显示的站点列表中选择自己的终点站信息，客户端模块把乘客选择的终点信息发送到事件处理模块；客户端模块显示流媒体数据列表，乘客自由选择列表中的流媒体数据；客户端模块根据乘客的选择获取流媒体数据并播放，同时将用户选择的流媒体信息发送到事件处理模块；当乘客退出播放时，客户端模块断开与事件处理模块之间的连接；

数据处理模块负责获取并分析ACSU发送的PIS数据包；数据处理模块开始运行后，创建网络套接字，监听来自ACSU的PIS数据包；若首次收到数据包直接解析保存，并继续监听PIS数据包；否则，针对PIS数据包中的关键数据进行比较，关键数据包括列车运行线路信息、列车运行起始站点信息、列车运行终点站点信息、列车当前站点信息、列车当前运行状态信息以及列车紧急消息信息；若关键数据中有任何一处发生改变，则触发事件处理模块的数据变化事件，并替换之前数据，保存最新数据，继续监听PIS数据包；若所有关键数据都没有发生变化，则直接替换之前数据并保存最新数据，继续监听PIS数据包；

事件处理模块用于监听来自其他模块的事件通知，根据不同事件类型做不同处理；事件处理模块开始运行后，监听来自其他模块的事件通知，判断是否为连接请求事件，如果是，则建立连接，并保存返回的连接描述符，继续监听事件；如果不是连接请求事件，则判断是否为消息到来事件，如果是，则读取消息数据，并与对应的连接描述符关联保存，继续监听事件；如果不是消息到来事件，则判断是否为断开连接事件，如果是，则关闭对应的连接描述符，并把保存的连接描述符及其关联数据删除，继续监听事件；如果不是断开连接事件，则判断是否为数据变化事件，如果是，则遍历保存的连接描述符，把最新的PIS数据包发送到客户端模块，继续监听事件通知；如果不是数据变化事件，则不做任何处理，继续监听事件通知；

流媒体控制模块根据事件处理模块中已保存的连接描述符及其关联数据，结合实时PIS数据，向乘客提供不同分辨率的流媒体数据；流媒体控制模块开始运行后，实时监听来自客户端的流媒体数据请求，收到请求后，流媒体控制模块获取事件处理模块中已保存连接描述符的数量，如果数量小于临界值，则直接为新请求客户端分配高分辨率流媒体数据，并保存相应分辨率信息，继续监听客户端请求；如果数量大于临界值，则直接为新请求客户端模块分配低分辨率流媒体数据，并遍历已保存的连接描述符，读取其关联的分辨率信息，若为低分辨率，则不做任何处理，继续等待客户端请求；若为高分辨率，则查看其关联的终点站信息并与最新PIS数据包中的列车运行当前站信息比较，小于两站，则不做任何处理，继续监听客户端请求；大于两站，则把已分配的高分辨率流媒体数据改成低分辨率数据，并保存其分辨率信息，继续监听客户端请求。