铁路应急通信中实现多媒体业务传送的方法

专利名称：铁路应急通信中实现多媒体业务传送的方法
技术领域：
本发明属于铁路应急通信领域，尤其是一种铁路应急通信中实现 多媒体业务传送的方法和设备。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，铁路客货运力随之快速发展，在1997 年4月1日至U 2007年的4月18日先后10年的时间里进行了 6次铁 路大提速，从最初80-100公里的时速到第六次大面积提速，目前的 最高运行时速达200公里以上，京哈、京沪、京广、胶济等提速干线 部分区段可达到时速250公里。列车运行速度的提高也对铁路安全及 应急抢险工作提出了更高的要求， 一旦发生影响铁路正常行车安全的 事故，如何能够迅速排除事故，恢复正常通车，降低事故损失，铁路 应急通信系统是必不可少的。
目前普遍用于铁路应急通信的方法和手段还比较落后，主要采用 "117"事故救援台的方式进行抢险联络和指挥调度，铁路沿线铺设 区间线缆，每隔1.5km左右会提供一个通话柱作为接入点， 一般提供 一至二路电话，这种采用普通电话进行应急通信的交流方式信息量 小，无法使中心的指挥人员准确全面了解现场情况。
市场已有公司提供用于铁路应急通信的数字复用设备，能够在原 来的一对区间电缆上传送四路电话，容量方面较原来有所改善，但仍 然是一种语音上的沟通，无法给指挥人员以亲临现场的感觉。
还有一种静图上传的铁路应急通信手段，利用传送电话信号的区 间电缆，采用笔记本电脑拨号上网的方式，将现场拍摄的照片上传到 路局的指挥中心，供相关领导和专家进行参考及分析。该手段可以提 供现场的场景信息供指挥人员参考，使得指挥人员能够较直观地了解现场状况，但上传的静图存在非实时和所看非所需的弊端。
可以看出，目前的铁路应急通信方式不能提供充分的实时信息特 别是动态图像，以帮助中心指挥人员分析现场状况，从而快速做出准 确的判断并实施正确的指挥调度。
因此，能够利用铁路既有的区间电缆和通话柱资源，为现场和指 挥中心提供包括话音、数据、静图、动态图像等在内的多媒体业务是 铁路应急通信的发展方向。

发明内容
本发明的目的是利用铁路现有的区间电缆和通话柱资源，通过采
用C0FDM无线调制技术、SHDSL传输技术、MPEG-4/H. 264/Mot ion-JPEG 编解码技术以及IP交换和VoIP等相关技术，为铁路应急通信提供传 递包括话音、数据、静图、动图等在内的多媒体业务的方法和设备。 本发明的目的是通过以下技术方案实现的用于铁路应急通信中
实现多媒体业务传送的方法，其特征在于包括以下步骤
-一建立以路局为单位的应急抢险指挥中心，配备中心侧应急通
信接入设备，实现点对点应急通信及点对多点的应急通信；
-一根据本段铁路线的现场地理条件和既有线路条件为依据，配 置应急通信现场侧和/或车站侧设备，所述应急通信现场侧和/或车站 侧设备与中心侧应急通信接入设备能够进行点对点应急通信及点对 多点的应急通信。
所述中心侧应急通信接入设备能够以包括有线、野战光缆、无线 宽带和宽带卫星传输方式在内通信方式与现场侧和/或车站侧应急通 信接入设备进行通信。
所述应急通信现场侧和/或车站侧设备的配置方式以下列方式选 择具备区间通信电缆的区段配置有线传输方式的接入设备；无区间 电缆但光纤接入间隔在5km以内的区段配置野战光纤传输方式的接 入设备；无区间电缆但光纤接入间隔在5km以内的区段，且具备视距 传输条件的也可以配备无线宽带传输方式的接入设备；其他情况配备 宽带卫星传输方式的接入设备。
所述应急中心的通信接入设备与车站和/或现场侧的通信接入设 备可实现现场与中心间包括8路以内的语音通信、2路数据通信/静图通信和1路动图通信在内的多媒体通信功能。应急中心的通信接入设备与车站及现场侧的通信接入设备事先 进行通信配置和测试，保证在应急条件下能快速有效的建立应急现场 侧和/或车站侧和应急中心侧三点之间的应急多媒体通信。应急现场侧利用无线图像发射机和无线图像接收机实现现场图 像采集的无线传送功能，应急现场侧无线图像接收机接收到的图像经 现场接入设备进行图像压縮及编码后可通过既定的传输通道实时传 送到应急中心侧的图像解码器，图像解码器在解码和解压縮后将图像 送至应急中心的显示大屏，所述图像的压縮和解压縮方式包括MPEG-4、 H. 264或Motion-JPEG。应急现场侧利用现场接入设备的无线交换功能实现现场多达8 路的无线语音通信功能。应急现场侧利用笔记本电脑与中心侧进行数据通信和静图通信。应急现场侧到应急中心侧的静图的通信方式包括从中心对现场 内置读卡器进行的SD卡和CF卡存取的方式。现场侧应急通信接入设备的供电方式有电池供电、便携发电机供 电、通过车站设备进行远供的供电方式。应急中心侧的动图服务器实时存贮和转发来自现场的动图，也可 利用与动图服务器所在网络上的电脑终端进行实时浏览和事后的点 播业务。应急中心侧的静图服务器可随时接收并存贮来自现场接入设备 的静图，并将静图进行转发。应急中心侧利用PSTN的号段资源事先为多个现场侧接入设备配 置一组或多组电话号码，供单点抢险时进行点对点的应急通信以及多 点同时抢险时的点对多点的应急通信使用。本发明的有益效果是能够为铁路应急现场和应急中心之间提供 包括多路语音、数据、静图以及动图在内的多媒体通信业务，为应急 抢险的指挥提供准确、全面和充足的决策依据，提高事故抢险的效率， 减少事故损失。下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。


图l是本发明采用有线通信方式时的组网示意图2是本发明采用野战光缆通信方式时的组网示意图； 图3是本发明采用无线宽带通信方式时的组网示意图； 图4是本发明采用宽带卫星通信方式时的组网示意图； 图5是本发明现场侧应急通信接入设备内部组成示意图； 图6是本发明中心侧应急通信接入设备内部组成示意图。
具体实施例方式
本发明提供一种传送多媒体信息的铁路应急通信的方法和设备， 从而为应急现场与应急指挥中心间架设一条准确、全面、实时的应急 信息通道，提供包括话音、数据、静图和动图等在内的多媒体信息业 务，以使应急中心的指挥者能够及时准确地了解现场状况，并据此进 行分析、研究、判断继而发出正确的有针对性的指挥命令，使应急现 场的抢险工作快捷高效，把事故造成的各种损失降到最低。
用于铁路应急通信中实现多媒体业务传送的方法，包括以下步 骤建立以路局为单位的应急抢险指挥中心，配备中心侧应急通信接 入设备，实现点对点应急通信及点对多点的应急通信；根据本段铁路
线的现场地理条件和既有线路条件为依据，配置应急通信现场侧和/ 或车站侧设备，所述应急通信现场侧和/或车站侧设备与中心侧应急 通信接入设备能够进行点对点应急通信及点对多点的应急通信。
中心侧应急通信接入设备能够以包括有线、野战光缆、无线宽带 和宽带卫星传输方式在内通信方式与现场侧和/或车站侧应急通信接
入设备进行通信，图1、图2和图3中，中心侧应急通信接入设备是 以光缆传输方式与车站侧通信接入设备进行通信的，图4中中心侧应 急通信接入设备是以宽带卫星传输方式与现场侧通信接入设备进行 通信。
应急通信现场侧和/或车站侧设备的配置方式以下列方式选择 具备区间通信电缆的区段配置有线传输方式的接入设备(参见图1); 无区间电缆但光纤接入间隔在5km以内的区段配置野战光纤传输方 式的接入设备(参见图2);无区间电缆但光纤接入间隔在5km以内 的区段，且具备视距传输条件的也可以配备无线宽带传输方式的接入 设备(参见图3);其他情况配备宽带卫星传输方式的接入设备(参见图4)。
应急中心的通信接入设备与车站和/或现场侧的通信接入设备可 实现现场与中心间包括8路以内的语音通信、2路数据通信/静图通 信和1路动图通信在内的多媒体通信功能。
应急中心的通信接入设备与车站及现场侧的通信接入设备事先 进行通信配置和测试，保证在应急条件下能快速有效的建立应急现场 侧和/或车站侧和应急中心侧三点之间的应急多媒体通信。
应急现场侧利用无线图像发射机和无线图像接收机实现现场图 像采集的无线传送功能，应急现场侧无线图像接收机接收到的图像经 现场接入设备进行图像压縮及编码后可通过既定的传输通道实时传 送到应急中心侧的图像解码器，图像解码器在解码和解压縮后将图像 送至应急中心的显示大屏，所述图像的压縮和解压縮方式包括 MPEG-4、 H. 264或Motion-JPEG。
应急现场侧利用现场接入设备的无线交换功能实现现场多达8 路的无线语音通信功能。
应急现场侧利用笔记本电脑与中心侧进行数据通信和静图通信。
应急现场侧到应急中心侧的静图的通信方式包括从中心对现场 内置读卡器进行的SD卡和CF卡存取的方式。
现场侧应急通信接入设备的供电方式有电池供电、便携发电机供 电、通过车站设备进行远供的供电方式。
应急中心侧的动图服务器实时存贮和转发来自现场的动图，也可 利用与动图服务器所在网络上的电脑终端进行实时浏览和事后的点 播业务。
应急中心侧的静图服务器可随时接收并存贮来自现场接入设备 的静图，并将静图进行转发。
应急中心侧利用PSTN的号段资源事先为多个现场侧接入设备配 置一组或多组电话号码，供单点抢险时进行点对点的应急通信以及多 点同时抢险时的点对多点的应急通信使用。
本实施例中
每套应急通信现场侧设备包括以下设备的部分或全部(1)、 一台无线图像发射机，实现无线图像发射功能；(2)、 一台无线图 像接收机，实现无线图像接收功能；(3)、 一台数码摄像机，实现 现场摄像；(4)、 一台数码照相机，实现现场照相；(5)、 一台现场应急通信接入设备，实现现场图像、话音、数据的接入，具备有线、光纤、无线宽带和宽带卫星等多种接入方式；(6)、多部电话机， 现场话音通信终端；(7)、 一台便携电脑，现场数据通信终端；(8) 一套现场卫星接入设备。每套车站侧设备包括以下设备的一种(1)、 一台 SHDSL(Single-pair High-speed Digital Subscriber Line,单线对 高速数字用户线)设备，实现现场到车站有线电缆方式的接入；(2)、 一台以太网光纤接入设备和一台以太网/El协议转换设备，实现现场 到中心光纤方式的接入；(3)、 一台采用2. 4G或5. 8G的无线宽带接入设备，实现现场到车站的无线接入；每套中心侧应急通信设备包括以下设备(1)、 一台中心应急通信接入设备，实现话音接入、图像解码、以太网交换等功能；(2)、 一台静图服务器，实现现场到中心的静图接入功能并实现中心静图存 贮和转发；(3)、 一台动图服务器，实现对接收到的来自现场的图 像进行实时存贮和转发，供专家和领导使用与动图服务器所在网络上 的电脑终端进行实时浏览和事后的点播业务；(4)、 一台显示大屏， 实现现场上传图像的显示；(5)、多条来自PSTN的用户线对，实现 现场电话放号和电路交换功能；(6) —台数据服务器，实现现场与 中心的数据共享服务。与铁路应急通信系统相关的传输通道除了利用铁路沿线区间电 缆连接现场到车站的有线通信方式(见附图1)外还可以包括以下几 种方式利用野战光缆连接现场与车站(或基站)的光纤通信方式(见 附图2);利用2.4G或5.8G无线设备连接现场与车站的无线宽带通 信方式(见附图3);利用宽带卫星连接现场与中心的宽带卫星通信 方式(见附图4)。图5是本发明应急接入设备内部组成示意图，由用户语音网关模 块、SHDSL模块、MPEG-4/H.264/Motion-JPEG视频编码器模块、内部 网络交换模块、液晶模组和电源模块组成，其中，液晶模组和 MPEG-4/H.264/Motion-JPEG视频编码器模块音视频接口相连，网络 交换模块分别与SHDSL模块、用户语音网关模块以及 MPEG-4/H.264/Motion-JPEG视频编码器模块相连，网络交换模块与 数据接口连接，SHDSL模块与区间电缆接口连接，用户语音网关模块 与语音接口连接，电源模块为设备提供电源。图6是本发明中心恻应急通信接入设备内部组成示意图，中继语 音网关模块、MPEG-4/H. 264/Motion-JPEG视频解码器模块、网络交 换模块和电源模块组成，其中网络交换模块分别中继语音网关模块和 MPEG-4/H. 264/Motion-JPEG视频解码器模块相连，网络交换模块和 数据接口连接，中继语音网关模块和语音接口连接， MPEG-4/H. 264/Motion-JPEG视频解码器模块和音视频接口连接。
上述设备的使用方法为
1、 铁路事故现场的移动摄像机拍摄的视频信号通过C0F匿(编 码正交频分复用)调制方式的无线发射机传递到现场应急中心的无线 接收机；
2、 无线接收机将收到的视频信号通过音视频连线传递给现场应 急接入设备；
3 、现场应急接入设备首先对收到的图像进行基于 MPEG-4/H. 264/Motion-JPEG标准的压縮编码，形成的数据流经网络 交换后与接入的其他数据包包括话音、数据和静图等内容的业务进行 基于SHDSL方式的编码和调制，通过连接就近的通话柱送到区间电缆 上；
4、 现场的数据流通过区间电缆连接到附近的车站，车站的SHDSL 设备对来自现场的数据信号进行解调、解码并转化为标准2M信号通 过车站光端机接入到铁路光传输网络；
5、 经铁路光传输网络传递的应急通信信息到达中心传输机房的 光端机，来自光端机的信号送至协议转换器；
6、 协议转换器将2M信号转换为IP网络信号，送到中心的应急
通信设备；
7、 中心应急通信设备对来自现场的数据流分别进行音频和视频 的解码、解压縮和数模转换后恢复出音频信息至铁路公用电话PSTN 网，恢复出的音视频AV信号传送到指挥中心的显示大屏上，这样中 心的指挥人员可以通过实时观看现场的视频画面并对抢险现场人员 进行指挥调度；
8、 中心应急通信设备还可以通过以太网方式连接到中心的静图 服务器和数据服务器上，构建现场静图上传业务和现场与中心之间的 数据通信业务。
10为对本发明有进一步理解，下面以一个应急抢险过程的通信实例 对本发明进行说明，具体包括
1、 某铁路沿线发生一影响铁路行车安全的事故，事故上报至路 局应急抢险中心，路局中心值班人员开启中心应急通信设备；
2、 路局应急抢险中心派离事故现场最近的通信工区的抢修人员 携带便携应急通信设备赶往事故临近侧的车站，在那里安装车站接入
设备，并确认2M 口一侧与中心的应急通信设备已对接，另一侧与事
故现场方向的区间电缆己对接；
3、 抢修人员携带现场应急通信设备赶到现场，将现场设备包括
接收机、现场应急接入设备、电话机、便携电脑等快速连接并加电，
可以采用设备本身自带的电池也可以采用便携发电机供电；
4、 现场摄像人员背负连接好的发射机和摄像机在事故现场周围 进行拍摄，在现场应急接入设备上能观察到摄像机拍摄的图像；5、 应急中心的指挥人员和专家可在应急指挥中心的显示大屏观 看现场摄像人员拍摄的动态图像；
6、 在传送图像的同时，现场人员还可使用现场应急接入设备上 接出的电话机拨打中心的应急指挥电话，实现与中心的电话交流，中 心领导可通过电话对现场摄像人员进行远程指挥；
7、 在传送图像和进行电话交流的同时，现场人员还可利用现场 应急接入设备上的数据接口通过便携电脑与应急中心人员进行数据 通信；
8、 利用数据共享方式，还可以将现场数码相机拍摄的照片传送 到中心静图服务器上，供中心人员对现场进行细节场景的分析；
9、 现场抢险工作完毕，工作人员关闭现场应急接入设备、发射 机、摄像机的电源，拆除设备间连线，将设备有序收起；
10、 应急通信人员到达临近的车站收起车站应急通信设备，本次 应急通信工作宣告结束。
上面进行的过程式描述，为本发明典型的实施方式，但本发明的 保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭 露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保 护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为 准。
权利要求
1、一种用于铁路应急通信中实现多媒体业务传送的方法，其特征在于包括以下步骤---建立以路局为单位的应急抢险指挥中心，配备中心侧应急通信接入设备，实现点对点应急通信及点对多点的应急通信；---根据本段铁路线的现场地理条件和既有线路条件为依据，配置应急通信现场侧和/或车站侧设备，所述应急通信现场侧和/或车站侧设备与中心侧应急通信接入设备能够进行点对点应急通信及点对多点的应急通信。
2、 根据权利要求1所述的用于铁路应急通信中实现多媒体业务传送的方法，其特征在于所述中心侧应急通信接入设备能够以包括有 线、野战光缆、无线宽带和宽带卫星传输方式在内通信方式与现场侧 和/或车站侧应急通信接入设备进行通信。
3、 根据权利要求1或2所述的用于铁路应急通信中实现多媒体 业务传送的方法，其特征在于所述应急通信现场侧和/或车站侧设备 的配置方式以下列方式选择具备区间通信电缆的区段配置有线传输 方式的接入设备；无区间电缆但光纤接入间隔在5km以内的区段配置 野战光纤传输方式的接入设备；无区间电缆但光纤接入间隔在5km以 内的区段，且具备视距传输条件的也可以配备无线宽带传输方式的接 入设备；其他情况配备宽带卫星传输方式的接入设备。
4、 根据权利要求1所述的用于铁路应急通信中实现多媒体业务 传送的方法，其特征在于所述应急中心的通信接入设备与车站和/或 现场侧的通信接入设备可实现现场与中心间包括8路以内的语音通 信、2路数据通信/静图通信和1路动图通信在内的多媒体通信功能。
5、 根据权利要求1所述的用于铁路应急通信中实现多媒体业务 传送的方法，其特征在于应急中心的通信接入设备与车站及现场侧的 通信接入设备事先进行通信配置和测试，保证在应急条件下能快速有 效的建立应急现场侧和/或车站侧和应急中心侧三点之间的应急多媒 体通信。
6、 根据权利要求1所述的用于铁路应急通信中实现多媒体业务 传送的方法，其特征在于应急现场侧利用无线图像发射机和无线图像 接收机实现现场图像采集的无线传送功能，应急现场侧无线图像接收机接收到的图像经现场接入设备进行图像压縮及编码后可通过既定 的传输通道实时传送到应急中心侧的图像解码器，图像解码器在解码 和解压縮后将图像送至应急中心的显示大屏，所述图像的压縮和解压縮方式包括MPEG-4、 H. 264或Motion-JPEG。
7、 根据权利要求1所述的用于铁路应急通信中实现多媒体业务 传送的方法，其特征在于应急现场侧利用现场接入设备的无线交换功 能实现现场多达8路的无线语音通信功能。
8、 根据权利要求1所述的用于铁路应急通信中实现多媒体业务 传送的方法，其特征在于应急现场侧利用笔记本电脑与中心侧进行数 据通信和静图通信。
9、 根据权利要求1所述的用于铁路应急通信中实现多媒体业务 传送的方法，其特征在于应急现场侧到应急中心侧的静图的通信方式 包括从中心对现场内置读卡器进行的SD卡和CF卡存取的方式。
10、 根据权利要求1所述的用于铁路应急通信中实现多媒体业务 传送的方法，其特征在于现场侧应急通信接入设备的供电方式有电池 供电、便携发电机供电、通过车站设备进行远供的供电方式。
11、 根据权利要求1所述的用于铁路应急通信中实现多媒体业务 传送的方法，其特征在于应急中心侧的动图服务器实时存贮和转发来 自现场的动图，也可利用与动图服务器所在网络上的电脑终端进行实 时浏览和事后的点播业务。
12、 根据权利要求1所述的用于铁路应急通信中实现多媒体业务 传送的方法，其特征在于应急中心侧的静图服务器可随时接收并存贮 来自现场接入设备的静图，并将静图进行转发。
13、 根据权利要求l所述的用于铁路应急通信中实现多媒体业务 传送的方法，其特征在于应急中心侧利用PSTN的号段资源事先为多个 现场侧接入设备配置一组或多组电话号码，供单点抢险时进行点对点 的应急通信以及多点同时抢险时的点对多点的应急通信使用。
全文摘要
利用铁路现有的区间电缆和通话柱资源，为铁路应急通信提供传递包括话音、数据、静图、动图等在内的铁路应急通信中实现多媒体业务传送的方法。技术方案是包括以下步骤建立以路局为单位的应急抢险指挥中心，配备中心侧应急通信接入设备，实现点对点应急通信及点对多点的应急通信；根据本段铁路线的现场地理条件和既有线路条件为依据，配置应急通信现场侧和/或车站侧设备，所述应急通信现场侧和/或车站侧设备与中心侧应急通信接入设备能够进行点对点应急通信及点对多点的应急通信。本发明还公开了一种铁路应急通信中实现多媒体业务传送的设备。
文档编号H04L1/18GK101296129SQ20081005674
公开日2008年10月29日 申请日期2008年1月24日 优先权日2008年1月24日
发明者李军辉, 李英成, 赵志伟 申请人:北京佳讯飞鸿电气股份有限公司