CN112153577A - 一种地铁列车车地广播通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地铁列车车地广播通信设备，包括：天线、车载无线控制器、广播控制器、司机室广播主机、司机室工业以太网交换机、客室工业以太网交换机、客室广播分机、乘客紧急呼叫装置、客室扬声器，广播控制器外部交互设备及乘客紧急呼叫装置外部交互设备；本发明的通信设备能够实现地铁列车驾驶室与地铁控制中心操作台之间的语音交互，地铁控制中心操作台对列车车厢实时语音广播，以及地铁列车驾驶室与乘客对讲。

Description

一种地铁列车车地广播通信设备
技术领域
本发明属于地铁音频通信设备技术领域，具体指代一种地铁列车车地广播通信设备。
背景技术
语音通信作为信息最完整、最友好、最有效的通信手段，是轨道交通建设项目中不可或缺的一部分；车地广播系统成为列车驾驶室工作人员与控制中心调度员、乘客之间沟通的桥梁。
随着技术的发展，数字广播系统摆脱了模拟音频信号传输介质和距离的限制，应用场景日趋广泛。
同时随着社会发展，安全维稳、应急处置等工作也对地铁通信提出了新要求，原有单向的音频传输的已经不能满足地铁控制中心对地铁列车内发生突发情况的管控措施，地铁公司确实存在对远程语音双向交互，远程广播等功能的需求，开发基于数字音频传输的通信设备是一种发展趋势，以满足地铁用户日益丰富的需求。
目前市场上的列车内部广播已经有了成熟的产品，采用模拟传输技术，将司机室工作人员音频传输至各车厢扬声器。但是，目前国内还没有轨道交通领域的基于车地数字语音双向通话的产品，因此，需要针对地铁用户的系统需求开发数字语音通信设备。
发明内容
针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种地铁列车车地广播通信设备，其能够实现地铁列车驾驶室与地铁控制中心操作台之间的语音交互，地铁控制中心操作台对列车车厢实时语音广播，以及地铁列车驾驶室与乘客对讲。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的一种地铁列车车地广播通信设备，包括：天线、车载无线控制器、广播控制器、司机室广播主机、司机室工业以太网交换机、客室工业以太网交换机、客室广播分机、乘客紧急呼叫装置、客室扬声器，广播控制器外部交互设备及乘客紧急呼叫装置外部交互设备；其中，
天线安装在列车顶部，其通过馈线与车载无线控制器连接，用于接收/发送以太网信号，同时通过与地铁沿线布设的通信传输系统AP信号节点连接，实现以太网信号的列车与地面控制中心传输；
车载无线控制器，其通过网线与司机室工业以太网交换机连接，用于与车内以太网总线进行音频数据和控制数据的交互；
广播控制器，其通过广播专用线缆与司机室广播主机连接，用于传输音频数据、控制数据以及电源信号；
司机室广播主机，其通过网线与司机室工业以太网交换机连接，接入车内以太网总线，用于传输音频数据、控制数据；
司机室工业以太网交换机，其通过网线与客室工业以太网交换机连接，搭建车内以太网总线，连接各车厢与司机室设备之间的通信，传输音频数据、控制数据；
客室工业以太网交换机，其通过网线与客室广播分机连接，用于传输音频数据、控制数据；
客室扬声器，其通过屏蔽双绞音频线与客室广播分机连接，用于音频信号输出；
客室广播分机，其通过8芯线缆与乘客紧急呼叫装置连接，用于传输音频信号和控制信号；
广播控制器外部交互设备，其安装于与广播控制器表面，用于实现人机交互；
乘客紧急呼叫装置外部交互设备，其安装于乘客紧急呼叫装置表面，用于乘客与司机进行交互。
进一步地，所述网线为超5类线。
进一步地，所述广播专用线缆包含：广播音频线、对讲控制线、扬声器监听音频线、电源线及RS485通信控制线。
进一步地，所述8芯线缆包含屏蔽双绞音频线和电平控制线。
进一步地，所述广播控制器外部交互设备包括：信号输入设备按键、第一麦克风和第一信号输出设备扬声器，所述信号输入设备按键安装于所述广播控制器表面，采用薄膜按键或丹麦按键；所述第一麦克风作为模拟音频数据输入端口，通过音频线与广播控制器表面的卡农座连接；所述第一信号输出设备扬声器内置于所述广播控制器表面，用于音频信号输出。
进一步地，所述信号输入设备按键用于采集列车驾驶室工作人员输入的指令，并将命令通过RS485通信控制线发送给司机室广播主机，第一麦克风用于采集列车驾驶室工作人员的语音数据，第一信号输出设备扬声器用于播放乘客语音数据和地铁控制中心调度员语音数据；广播控制器通过信号输入设备按键、第一麦克风采集列车驾驶室工作人员的控制指令、语音并通过司机室广播主机进行编码，再通过以太网发送给地铁控制中心调度员或客室乘客。
进一步地，所述乘客紧急呼叫装置外部交互设备包括：报警按钮、第二麦克风和第二信号输出设备扬声器；所述报警按钮作为信号触发器安装于乘客紧急呼叫装置表面；所述第二麦克风安装于所述乘客紧急呼叫装置内部，用于乘客语音输入；所述第二信号输出设备扬声器安装于乘客紧急呼叫装置内部，用于音频信号输出。
进一步地，所述报警按妞用于采集客室乘客触发的报警信号，第二麦克风用于采集客室乘客的语音数据，第二信号输出设备扬声器用于播放司机室工作人员语音数据；乘客紧急呼叫装置通过报警按钮、第二麦克风采集客室乘客的控制信号、语音并通过客室广播主机进行编码，再通过以太网发送给司机室工作人员。
进一步地，所述信号输入设备按键采用薄膜按键方式，通过GPIO连接至中央处理器并上拉到高电平，当工作人员按下按键时，按键所在的GPIO信号电平会由高变低变化，中央处理器检测到电平变化后判断按键被按下。
进一步地，所述第一麦克风采用手持式，麦克风采集到工作人员的声音模拟信号后，将模拟信号转换为电信号，电信号传输至司机室广播主机的编译码器，经过编译码器进行AD转换为可识别的数字信号并发送给中央处理器处理，并将编码后的语音数字信号通过以太网传输至以太网交换机，再通过天线及所述车载无线控制器将以太网数据传输至地铁控制中心；地铁控制中心发来的语音数字信号，通过以太网传输至司机室广播主机，司机室广播主机将需要播放的数字音频数据发送给编译码器，编译码器将数字音频数据转换为模拟电信号，并经过滤波电路滤波后发送给第一信号输出设备扬声器，第一信号输出设备扬声器发出声音播报。
本发明的有益效果：
本发明解决了地铁发生突发事件时地铁控制中心值班员、列车司机、乘客之间的远程语音三方交互，加强地铁控制中心对地铁列车内发生突发情况的管控，实现基于数字音频传输的语音对讲和语音广播，丰富了地铁公司的管理手段和服务手段。
附图说明
图1为本发明设备的原理图。
图2为广播控制器与司机室广播主机连接的原理图。
图3为乘客紧急呼叫装置与客室广播主机的原理图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
参照图1所示，本发明的一种地铁列车车地广播通信设备，包括：天线1、车载无线控制器2、广播控制器3、司机室广播主机4、司机室工业以太网交换机5、客室工业以太网交换机6、客室广播分机7、乘客紧急呼叫装置8、客室扬声器9，广播控制器外部交互设备及乘客紧急呼叫装置外部交互设备；其中，
天线1安装在列车顶部，其通过馈线与车载无线控制器2连接，用于接收/发送以太网信号（包含音频数据、控制数据），同时通过与地铁沿线布设的通信传输系统AP信号节点连接，实现以太网信号的列车与地面控制中心传输；
车载无线控制器2，其通过超5类线与司机室工业以太网交换机5连接，用于与车内以太网总线进行音频数据和控制数据的交互；
广播控制器3，其通过广播专用线缆（详见图2）与司机室广播主机4连接，用于传输音频数据、控制数据以及电源信号（广播控制器的电源需要司机室广播主机提供）；
司机室广播主机4，其通过网线与司机室工业以太网交换机5连接，接入车内以太网总线，用于传输音频数据、控制数据；广播专用线缆包含：广播音频线、对讲控制线、扬声器监听音频线、电源线及RS485通信控制线；
司机室工业以太网交换机5，其通过网线与客室工业以太网交换机6连接，搭建车内以太网总线，连接各车厢与司机室设备之间的通信，传输音频数据、控制数据；
客室工业以太网交换机6，其通过网线与客室广播分机7连接，用于传输音频数据、控制数据；
客室扬声器9，其通过屏蔽双绞音频线与客室广播分机7连接，用于音频信号输出；
客室广播分机7，其通过8芯线缆与乘客紧急呼叫装置8连接，用于传输音频信号和控制信号；
广播控制器外部交互设备，其安装于与广播控制器3表面，用于实现人机交互；
乘客紧急呼叫装置外部交互设备，其安装于乘客紧急呼叫装置8表面，用于乘客与司机进行交互。
所述广播控制器外部交互设备包括：信号输入设备按键、第一麦克风和第一信号输出设备扬声器，所述信号输入设备按键安装于所述广播控制器表面，采用薄膜按键或丹麦按键；所述第一麦克风作为模拟音频数据输入端口，通过音频线与广播控制器表面的卡农座连接；所述第一信号输出设备扬声器内置于所述广播控制器表面，用于音频信号输出。
所述信号输入设备按键用于采集列车驾驶室工作人员输入的指令，并将命令通过RS485通信控制线发送给司机室广播主机，第一麦克风用于采集列车驾驶室工作人员的语音数据，第一信号输出设备扬声器用于播放乘客语音数据和地铁控制中心调度员语音数据；广播控制器通过信号输入设备按键、第一麦克风采集列车驾驶室工作人员的控制指令、语音并通过司机室广播主机进行编码，再通过以太网发送给地铁控制中心调度员或客室乘客。
所述乘客紧急呼叫装置外部交互设备包括：报警按钮、第二麦克风和第二信号输出设备扬声器；所述报警按钮作为信号触发器安装于乘客紧急呼叫装置表面；所述第二麦克风安装于所述乘客紧急呼叫装置内部，用于乘客语音输入；所述第二信号输出设备扬声器安装于乘客紧急呼叫装置内部，用于音频信号输出。
所述报警按妞用于采集客室乘客触发的报警信号（按压触发），第二麦克风用于采集客室乘客的语音数据，第二信号输出设备扬声器用于播放司机室工作人员语音数据；乘客紧急呼叫装置通过报警按钮、第二麦克风采集客室乘客的控制信号、语音并通过客室广播主机进行编码，再通过以太网发送给司机室工作人员。详见图3。
所述信号输入设备按键采用薄膜按键方式，通过GPIO（通用I/O端口）连接至中央处理器并上拉到高电平，当工作人员按下按键时，按键所在的GPIO信号电平会由高变低变化， 中央处理器检测到电平变化后判断按键被按下。
所述第一麦克风采用手持式，麦克风采集到工作人员的声音模拟信号后，将模拟信号转换为电信号，电信号传输至司机室广播主机的编译码器（CODEC），经过编译码器进行AD转换为可识别的数字信号并发送给中央处理器处理，并将编码后的语音数字信号通过以太网传输至以太网交换机，再通过天线及所述车载无线控制器将以太网数据传输至地铁控制中心；地铁控制中心发来的语音数字信号，通过以太网传输至司机室广播主机，司机室广播主机将需要播放的数字音频数据发送给编译码器，编译码器将数字音频数据转换为模拟电信号，并经过滤波电路滤波后发送给第一信号输出设备扬声器，第一信号输出设备扬声器发出声音播报。
当列车出现故障时，乘客通过报警按钮触发报警，模拟电平控制信号发送至客室广播分机，接通语音通道；第二麦克风采集乘客音频数据，将声音模拟信号转换为声音电信号并发送至客室广播分机中的编译码器，经过编译码器进行AD转换为中央处理器可识别的数字信号并发送给中央处理器处理，将编码后的语音数字信号通过以太网传输至以客室工业太网交换机，通过以太网将信号传输至司机室工业以太网交换机，司机室工业以太网交换机将数据发送至司机室广播主机，其中的编译码器将音频数字信号转换为模拟电信号，并经过滤波电路滤波后发送给第一信号输出设备扬声器，第一信号输出设备扬声器发出声音。
司机室工作人员与乘客沟通，了解车厢状况后，可将乘客语音挂起或者挂断，并开始与地铁控制调度员进行通话。控制中心调度地铁列车控制中心值班人员可以对列车进行广播，安抚乘客，并指导列车司机采取紧急处置措施，避免事故发生，及时解决故障。
挂起的乘客语音呼叫可以由司机室工作人员进行恢复，并继续通话。
本发明具体应用途径很多，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，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种地铁列车车地广播通信设备，其特征在于，包括：天线、车载无线控制器、广播控制器、司机室广播主机、司机室工业以太网交换机、客室工业以太网交换机、客室广播分机、乘客紧急呼叫装置、客室扬声器，广播控制器外部交互设备及乘客紧急呼叫装置外部交互设备；其中，
天线安装在列车顶部，其通过馈线与车载无线控制器连接，用于接收/发送以太网信号，同时通过与地铁沿线布设的通信传输系统AP信号节点连接，实现以太网信号的列车与地面控制中心传输；
车载无线控制器，其通过网线与司机室工业以太网交换机连接，用于与车内以太网总线进行音频数据和控制数据的交互；
广播控制器，其通过广播专用线缆与司机室广播主机连接，用于传输音频数据、控制数据以及电源信号；
司机室广播主机，其通过网线与司机室工业以太网交换机连接，接入车内以太网总线，用于传输音频数据、控制数据；
司机室工业以太网交换机，其通过网线与客室工业以太网交换机连接，搭建车内以太网总线，连接各车厢与司机室设备之间的通信，传输音频数据、控制数据；
客室工业以太网交换机，其通过网线与客室广播分机连接，用于传输音频数据、控制数据；
客室扬声器，其通过屏蔽双绞音频线与客室广播分机连接，用于音频信号输出；
客室广播分机，其通过8芯线缆与乘客紧急呼叫装置连接，用于传输音频信号和控制信号；
广播控制器外部交互设备，其安装于与广播控制器表面，用于实现人机交互；
乘客紧急呼叫装置外部交互设备，其安装于乘客紧急呼叫装置表面，用于乘客与司机进行交互。
2.根据权利要求1所述的地铁列车车地广播通信设备，其特征在于，所述网线为超5类线。
3.根据权利要求1所述的地铁列车车地广播通信设备，其特征在于，所述广播专用线缆包含：广播音频线、对讲控制线、扬声器监听音频线、电源线及RS485通信控制线。
4.根据权利要求1所述的地铁列车车地广播通信设备，其特征在于，所述8芯线缆包含屏蔽双绞音频线和电平控制线。
5.根据权利要求1所述的地铁列车车地广播通信设备，其特征在于，所述广播控制器外部交互设备包括：信号输入设备按键、第一麦克风和第一信号输出设备扬声器，所述信号输入设备按键安装于所述广播控制器表面，采用薄膜按键或丹麦按键；所述第一麦克风作为模拟音频数据输入端口，通过音频线与广播控制器表面的卡农座连接；所述第一信号输出设备扬声器内置于所述广播控制器表面，用于音频信号输出。
6.根据权利要求5所述的地铁列车车地广播通信设备，其特征在于，所述信号输入设备按键用于采集列车驾驶室工作人员输入的指令，并将命令通过RS485通信控制线发送给司机室广播主机，第一麦克风用于采集列车驾驶室工作人员的语音数据，第一信号输出设备扬声器用于播放乘客语音数据和地铁控制中心调度员语音数据；广播控制器通过信号输入设备按键、第一麦克风采集列车驾驶室工作人员的控制指令、语音并通过司机室广播主机进行编码，再通过以太网发送给地铁控制中心调度员或客室乘客。
7.根据权利要求6所述的地铁列车车地广播通信设备，其特征在于，所述信号输入设备按键采用薄膜按键方式，通过GPIO连接至中央处理器并上拉到高电平，当工作人员按下按键时，按键所在的GPIO信号电平会由高变低变化， 中央处理器检测到电平变化后判断按键被按下。
8.根据权利要求1所述的地铁列车车地广播通信设备，其特征在于，所述乘客紧急呼叫装置外部交互设备包括：报警按钮、第二麦克风和第二信号输出设备扬声器；所述报警按钮作为信号触发器安装于乘客紧急呼叫装置表面；所述第二麦克风安装于所述乘客紧急呼叫装置内部，用于乘客语音输入；所述第二信号输出设备扬声器安装于乘客紧急呼叫装置内部，用于音频信号输出。
9.根据权利要求8所述的地铁列车车地广播通信设备，其特征在于，所述报警按妞用于采集客室乘客触发的报警信号，第二麦克风用于采集客室乘客的语音数据，第二信号输出设备扬声器用于播放司机室工作人员语音数据；乘客紧急呼叫装置通过报警按钮、第二麦克风采集客室乘客的控制信号、语音并通过客室广播主机进行编码，再通过以太网发送给司机室工作人员。
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