HN-EMU影视系统规化方案.docVIP

共12张第13张高铁影视系统规化方案综述1.1. 系统概述 为提高铁路客运的服务质量，让旅客有一个安全、舒适的乘车环境，在350公里时速客运列车部分车厢内加装适应车载环境使用的影视系统，免费为旅客提供休闲、娱乐等影视信息。其基本方案为：在列车车厢的客室和车厢的餐饮区为旅客提供音视频系统等多媒体服务，主机安装于乘务员室内，主机将流媒体节目信号通过车厢内部的局域网发送给每节车厢。本影视系统是一个应用于旅客列车上的集影视娱乐和信息发布为一体的全数字综合信息系统。1.2. 参照的标准和规范GB/T 2423.4-1993 电工电子产品基本环境试验规程Db：交变湿热试验方法GB 4943-1996 信息技术设备（包括电气事务设备）的安全GB 8898-1997 电网电源供电和类似一般用途的电子及有关设备的安全要求GB 9969.11998 工业产品使用说明书总则TB/T 3034-2002 机车车辆电气设备电磁兼容性试验及其限值（等同于EN 50121）TB/T 3021-2001 铁道机车车辆电子装置（等同于IEC 60571）TB/T 3058-2002 铁路应用机车车辆设备冲击和振动试验（等同于IEC 61373）TB/T 2702-1996 铁道客车电器设备非金属材料的阻燃要求TB/T 1759-2003 铁道客车配线布线规则TB/T 2402-1993 铁道客车非金属材料的阻燃要求TB/T3062:2002 铁道客车通信连接器技术条件1.3. 使用条件本影视系统在下列环境条件下可以正常工作：l 海拔不超过1500米；l 环境气温应在-25+40oC之间，年平均温度不超过25oC；允许在-30oC时存放；l 空气相对湿度：最湿月平均最大相对湿度不超过90%，最大湿度不超过97%。1.4. 与车辆之间的接口本系统将充分考虑列车车辆安装要求和接口关系，并提供与车辆之间的接口操作。(1) 电线、电缆及接插件l 系统设备所用的电线、电缆有足够的耐压和绝缘性能；l 系统设备之间的传输介质为5类屏蔽双绞线，车沟连接处采用加强的连接线；l 客室内的网络电缆连接器使用M12-L工业以太网连接器，防护等级为IP67；l 所用的电线、电缆容量满足使用要求并留有适当余量。(2) 互换性在系统设备和电子线路板按照功能模块化设计，具有良好的互换性。(3) 冗余度由于系统连接采用了总线形式的网络拓扑结构，跨车采用快速工业以太网络冗余环状拓扑结构，全负载情况下线路故障恢复时间200ms。所有液晶影视终端都具有接到DC100V电源母线上的自身的电源单元，并具有限流保护装置，当一台液晶影视终端的电源故障不会影响其它液晶影视终端。(4) 电磁兼容性充分采取有效的技术措施，确保系统不受电磁干扰及各种干扰对人体和其它设备的影响。同时，符合在列车运行环境中维护车载视频显示、声音广播和数据传输始终具有高的品质与完整性。所有装置和部件的箱体都具有低电感和低欧姆的专有屏蔽接地点，采用星型连接，该接地点与车辆外壳连接。每个功能模块都采用金属外壳进行屏蔽，各模块内所有电路板的接口部分和控制部分都有屏蔽罩，并接入屏蔽接地点，使电子装置具有与环境和屏蔽相同的电位，能有效屏蔽低、高频磁场与电磁场，从而显著地减少干扰耦合。(5) 质量控制提供具体的质量保证方案，提供高度的系统可用性，满足项目可靠性、可维护性和持久耐用性的要求。(6) 标识各种设备具有产品标识，标识内容包括产品、序号、型号、基本参数、出厂日期及厂家等，且标识牢固、不会被腐蚀或脱落。(7) 可靠性和可维修性产品设计、制造、测试、试运转和保修运营的整个过程中，执行“可靠性、可维护性和安全性规划”。此规划将确保并监控所有产品的设计和制造，并为买方提供可靠性、可维护性和安全性最高的产品。(8) 设备安装l 从整体上考虑液晶影视终端外壳和支架，考虑到人机工程学因素，使现有的内部布置和乘客可见度一致。在系统设计中，充分考虑检修时的可操作性和可接近性。l 电线、电缆的布置方式充分考虑电磁兼容问题。1. 设计方案1.1. 影视系统服务的区域和功能在列车车厢的客室和车厢的餐饮区为乘车旅客提供音视频娱乐服务。系统在实现乘客影视娱乐的基本功能外，兼顾实现与列车广播系统的切换对接。系统的主要功能有：u 车内乘客可通过吊装在客室顶板上和安装在客室两端间壁上数字液晶影视终端收看影视节目，餐饮区乘客可通过餐饮区两端安装的数字液晶影视终端收看影视节目。包厢内乘客可以通过线控按钮选择视频节目，坐车内播放统一的视频节目。u 乘客通过安装在顶上的扬声器收听影视节目伴音。包厢内乘客通过耳机收到音频，并可调节音量大小。正常情况下，车厢内扬声器静音，餐饮区扬声器和包厢内耳机在影视系统主机的控制下播放视频伴音或音频节目。当列车进行紧急人工语音广播或自动广播时，耳机和扬声器自动切换成广播内容（影视节目同步暂停或静音）。在紧急人工语音广播或自动广播结束后，自动切换为原来状态。1.2. 系统组成表1 影视系统构成表设备代号设备名称M4M5M6合计TV-19-ZY-EMU19寸数字液晶终端SFE02M6-910-04002液晶终端安装架（19寸）YINGSHIGUI-M4影视系统机箱（带安装架）YINGSHIGUI-M5影视系统机箱（带安装架）YINGSHIGUI-M6影视系统机箱（带安装架）MID连接器用交换机Han Quintax以太网连接器DAT座椅耳机YK-11线控选台和音量控制器LANMARK5F2TP以太网络用电缆（米）表2 跨车以太网连接器型号清单名称型号插销（M）09 14 002 3001 2pcs插孔（F）09 14 002 3101 2pcsZ针（M）09 15 004 3013 4pcs(6-9.5卡箍)Z针（F）09 15 004 3113 4pcs(6-9.5卡箍)压针（M）09 15 000 6124 16pcs压针（F）09 15 000 6224 16pcs活动框架（2个模块）公 09 14 006 0303，母 09 14 006 0313框架固定件（20pcs/号）09 14 000 9960金属适配器（接地用）09 14 000 9915（每个Z针用1个）2个电缆输出端封底下（IP65） 19 30 006 7296 (M25)金属旋紧件 19 00 000 5092封口金属螺栓19 00 000 5071上壳（IP65，M25）19 30 006 15411.3. 系统总体结构本影视系统的车载网络基于工业以太网标准，网络的连接和通信协议采用TCP/IP协议，采用高性能价格比的工业服务器作为前端流媒体服务器，采用核心数字解码终端作为影视播放的接入终端，并集成节目管理等软件模块，整个系统扩展性强。当系统启动时，前端服务器系统将视频流以IP数据包的方式通过以太网传送至工业以太网交换机，再由工业以太网交换机发送至解码信息终端，通过该信息终端在不同大小的LCD屏上实现视频节目的实时播放。系统的总体结构及综合布线根据车载状况，主要包括车载设备和网络等。其系统结构及安装大致位置如下图所示。图1 系统结构图图2 设备安装布置图车载管理服务器、车载交换机和工业以太网连接器等构成了车载局域网，车载信息终端通过车载工业以太网交换机连入此局域网中。1.4. 主要设备1)车载服务器车载视频服务器实现管理音视频节目的存储和发送，其结构如图3所示，采用19寸2U标准CompactPCI机箱，具有坚固、灵活、高集成度等特点，机箱内置的报警模块可以检测机箱内部的温度和散热风扇的状态。一旦机箱内部温度过高或某一个风扇不能工作,报警模块和LED会发出报警。前面板的热插拔风扇的轨道设计使机箱的维护更加简单方便。本服务器提供RS232、VGA、RJ45、USB等接口；其主要配置：DDR2内存1G、CPU为Pentiuma M 1.6GHz、120G SCSI硬盘、热插拔电源(90264VAC)。该设备的设计满足车载设备EMC（EN50121）、温度、湿度、振动和震动的全部要求。该设备的机壳等级将为IP54。服务器外形尺寸为：482.6 x 88.5 x 296.2(mm,W x H x D)。图3 车载服务器2）车载信息终端车载信息终端基于MIPS体系结构，支持多种标准的媒体格式，包括MPEG1，MPEG2、MPEG4、WMV9、H.263，DivX，XVID，MP3，WMA，WAV，ASF，AVI，JPEG；压缩后的影视内容从服务器传输至车载信息终端，经过解压缩后音视频信号分别通过VGA视频接口和音频接口发送到VAG视频分配器和扬声器。或者为复合视频信号输出。其中，VGA支持最高分辨率可达1024768；支持AES-128硬件资料加密/解密，以及AES128的ECB、CBC、CFB和OFB模式，并支持DRM（数字版权管理）。该设备的设计满足车载设备EMC（EN50121）、温度、湿度、振动和震动的全部要求。车载信息终端的外形尺寸为：202 x 42 x 144 (mm,W x H x D)。3) 连接器工业以太网连接器采用屏蔽型M12或Han-Max连接器。M12或Han-Max连接器采用了HARAX快速端接技术，可以实现更方便和更迅速的安装。这种连接器具有结实的金属结构，可以用于恶劣的工业环境，保护标准可以达到IP65或者IP67。其中，M12-L屏蔽型连接器属于4针D编码类型，符合工业以太网的标准(IEC61067-2-101，修正1)。图4 M12-L连接器图5 Han-Max连接器4) LCD显示器及机架20”和15”TFT 数字LCD显示器（水平视角170，垂直视角160）的大概安装位置如图2所示，为保证LCD正确安装并具有充分的可视性，所选择的位置将充分考虑来自列车车厢照明和外部日光的反射。机架将被完全封装在LCD显示器内，不露出任何非显示部件。机架的设计具有当代美学的特点，一体化的光滑边缘和圆角将使机架融合到列车车厢的内部装饰中。所有机架都有一种透明不反光的防刮擦防护膜，以保护显示器屏幕。防护膜不会扭曲LCD显示器上显示的图像，将根据所需要的IP等级在必要处设计，以提供对来自空调设备的空气飞尘和滴水的保护措施。机架外形结构如下图6所示。提供LCD显示器屏幕透明保护罩。保护罩不可破碎，符合破碎与防火的必要安全要求。透明保护罩可以防碎、防眩，不会发出刮擦声音。LCD显示器安装件将允许在LCD显示器屏幕表面与保护罩之间充分密封，避免灰尘进入或沉积在显示屏表面。 LCD显示器外壳设计可确保易于接近检查和维护，如图6所示盖板两端的小板。为安全起见，只能使用特殊工具才能卸下LCD显示器。安装件设计将考虑对乘客的视觉影响、LCD显示器的可见性以及在临界位置的视角。设备设计不会对车上乘客产生任何危险，如下图所示为垂直机架的三维图和平面结构图，其外形尺寸为：530427520（mm，WHD），垂直角度为20。LCD显示器对内部照明灯或阳光的反射应尽可能减小。机架最下端离车厢地板面为1850mm。此外，车厢两端19”LCD的安装也利用一金属外罩把其固定在车厢的两端，金属外罩最近端离车厢中心线的距离为675mm，离车厢地板面的距离为1455mm。图6 机架外形结构5）电源模块在车厢中将安装直流变直流电源模块，将100V直流电转换为驱动各种显示器、信息终端、交换机和视频分配器所要求的稳定电压。其中为服务器提供电源的DC-DC电源输入为100VDC，输出200VDC1.5A；为信息终端（DC:5V2A）、工业以太网交换机（DC:12V0.4A）和视频分配器(DC:12V1A)提供电源的DC-DC电源输入为100VDC，输出分别为：+5VDC3A，+12VDC4.5A，其外形尺寸为：22060150（mm，WHD），上述各模块的输出完全符合车载设备的技术要求。电源模块将通过MCB（微型断路器）直接连接到蓄电池电源。模块高度可靠的，瞬态功率损耗将不会影响系统的运行。各模块均具有当电源DC 100V10%（蓄电池为DC 100V%）及中断10ms时不会影响正常运行的能力。服务器在识别电源故障1ms后就会通告CPU，以便采取可能的自保护措施。6）电缆线路所提供的用于视频、音频和网络的电缆构成详述如下：l 使用5类屏蔽双绞线将车厢中的服务器设备车厢中的解码信息终端连接在一起，包括跨越车厢的工业以太网连接器。l 连接到每个车厢中LCD显示器的VGA电缆，VGA线符合UL2919标准，内部是为：3+4+1+B，屏蔽是128编的，线两端分别带一个磁环。或采用同轴电缆连接至显示屏的A/V输入口。l 100V直流和直流稳压电源布线。7）机柜车载服务器、电源模块、工业以太网交换机、信息终端和视频分配器安装在定制的机柜中，机柜结构及设备安装情况如下图所示，其尺寸为600550450（mm，WHD）。图7 机柜外形结构及设备安装图此外，工业以太网交换机的外形尺寸为：13556110（mm, WHD），视频分配器的外形尺寸为：13556110（mm, 20060110），上述设备的设计满足车载设备EMC（EN50121）、温度、湿度、振动和震动的全部要求。3系统软件整个系统软件主要包括面向服务器的流媒体管理系统、面向信息终端的流媒体解码软件等。流媒体管理系统提供：媒体制作乘务员或地面媒体制作人员通过媒体制作工具可以根据从各种媒体文件转换为本流媒体服务器支持的媒体格式，这样大大扩展了可发布媒体的兼容性；媒体发布流媒体的发布过程完全自动化，乘务员无需关心流媒体服务器的配置，实际地址及相关信息，只需配置好相关参数后，即可实现自动发布；媒体管理负责管理整个系统中的媒体文件，当乘务员将媒体文件上传到服务器以后，乘务员可通过管理平台对媒体进行进一步的处理，其中包括修改、发布、停止发布和删除等。操作系统启动后，流媒体管理系统自动运行，支持黑模式和手工操作。流媒体解码软件基于MIPS体系结构和嵌入式操作系统，主要实现流媒体的解码、缓存和播放等。4电磁兼容性系统设计将确保提供足够保护，以防止系统发射影响动车组车厢环境中其他系统运行的电磁干扰(EMI)以及系统受其他系统发射的EMI影响。所有设备都将在交流技术国家工程研究中心EMC实验室进行相关EMC实验，适用的主要EMC标准如下：EN 61000-6-2电磁兼容性(EMC)。通用标准，工业环境抗扰标准。IEC 6100