地铁车厢VGA信号模拟传输技术
摘要:主要介绍了在地铁列车车厢内，实现乘客资讯系统的高清视频模拟传输技术。并分析了视频模拟传输技术的优缺点，介绍了国内多条地铁线路的成功应用案例。
关键词:地铁；视频；VGA信号；模拟传输
作为城市轨道交通建设重要组成部分的乘客资讯系统，可以持续地向乘客播放轨道交通列车到达预告、换乘信息、导向及时间等与乘车有关的信息等，同时也可播放重要新闻、天气预报、娱乐、电视节目、广告等资讯信息，还可用来传递紧急救灾、安防反恐信息；在发生紧急情况时，可立即中断正常信息发布，并通过声音和图像报警的形式，提醒乘客紧急避险。国内已有很多条地铁线路在车厢内安装乘客资讯系统。国内最先在车厢内安装此系统的是上海地铁一、二号线，国内多条新建地铁线路已把这套系统归入最初的规划设计中。
在车载乘客资讯系统中，车载媒体控制器通过无线以太网从站台服务器实时下载视频文件、播表、导乘信息，列车的不同运营方向下载不同的导乘信号，用于提示乘客到站信息，同时即时更新紧急及特发事件信息。经过软件对上述信息进行合成，再通过媒体控制器的图形显示卡以VGA方式输出，经过VGA信号传输设备送至车厢内的终端显示屏上。
一、VGA信号模拟传输技术
VGA信号传输器是一款VGA信号长距离传输的设备，传输介质为CAT5网线。由VGA信号发送器和VGA信号接收器组成，传输距离由VGA信号接收器决定, VGA信号传输器是专为大屏幕显示工程、工业自动化控制、医疗设备、安防监控、多媒体教学等显示系统工程中高质量视频信号长距离传输的需求而专业设计的。它集成了VGA信号转换、分配、驱动、接收和还原功能为一身的信号传输系统。它将VGA信号通过非屏蔽五类网线上平衡传输，以增强对共模噪声及干扰信号的抑制，利用CAT5网线作为VGA信号传输电缆，可以大幅度地节约线材成本并简化了工程布线。VGA信号传输器采用专利技术将H和V信号编码至RGB信号上加重处理后发送，仅利用CAT5网线电缆的三对双绞线完成VGA、SVGA、SXGA、XGA、SXGA的RGBHV信号的平衡编解码，并采用远距离高频补偿加重处理，带宽高达350MHz。高品质的图像以满足大型工程投影机、显示器、TFT-LCD TV、PDP信号传输的需要。由于整个传输系统采用了加权零值拆分的平衡传输的专利技术，因此CAT5网线在传输信号时不会对外造成EMI的干扰。 此外，多出的一对双绞线可以传输音频信号。
传输原理如图2：
图2
应 用：
- 地铁乘客资讯系统视频传输
- 液晶广告机、液晶电视广告机、楼宇液晶电视
- 等离子显示广告工程
- 大屏幕LCD幕墙显示工程
- 工业自动化控制系统
- 医疗显示系统
- 银行、证券、金融显示系统
- 国防军事演习显示系统
- 安防监控显示系统
- 多媒体网络教室显示系统
- 长距离KVM延长切换器
二、 车厢视频模拟信号传输技术
以下介绍车厢内车载媒体控制器至显示屏的音视频信号的传输技术：
VGA信号模拟传输设备
车厢用VGA信号模拟传输由VGA信号发送器和多台VGA信号接收发送器组成。车载媒体播放器一般安装于列车驾驶室，VGA信号发送器安装于车载媒体播放器处，VGA信号接收发送器分别安装于每节车厢内（中部），VGA信号接收发送器之间采用级联传输方式，由一根超五类网线从驾驶室至列车的另一端。这根超五类网线完成VGA信号和音频信号的传输。每节车厢内的VGA信号接收发送器输出的VGA信号可通过VGA电缆直接送到显示屏上，也可以增加一套网线传输设备，通过超五类网线送至显示屏内的VGA信号接收板上。应用系统图如图20：
图20
车厢内的应用示意图如图21
车厢内接线示意图
图21
车厢内产品外型如图22
图22
上海轨道交通二号线
上海轨道交通三号线
广州地铁四号线
广州地铁五号线
重庆轻轨二号线
天津地铁一号线
北京地铁五号线
四、视频传输技术的总结
从技术角度上讲，音视频传输过程可以分为两类：一是模拟的传输过程，二是数字的传输过程。这两类相互之间有本质的不同，对模拟系统而言，有其优点也有缺点。优点在于应用时间比较长，工程经验比较丰富；缺点在于由于衰减和干扰的影响，传输距离不能过长，如果要保证图象质量，对工程方案和施工要求较高。而对最近兴起的数字传输系统而言，优点在于技术领先，图象质量极好，极大的提高了系统的档次，充分表现显示设备的高指标，达到更好的广告效果，而且易于集成，工程实施容易。缺点在于当前系统价格略高，工程经验也相对比较匮乏。然而，虽然作为一种全新的技术实现方式，但是由于效果十分显著，随着推广工作的加大以及成本的下降，数字传输系统会很快的取代模拟传输系统，成为今后的应用主流。
通过以上对VGA信号模拟传输和数字传输的技术介绍，作为站台乘客资讯系统的视频长距离传输采用模拟传输方式性价比最高。VGA信号模拟传输完全能满足传输50米至300米的长距离传输，图像质量能达到高清标准。显示屏可以采用单一的带VGA输入的接口的显示器，此款显示屏价格低，图像质量高于一般的带VGA接口的大屏幕电视机。如果想在站台采用VGA信号数字传输方案的话，需采用光纤局域网（网线这能在100米左右），或无线局域网，同时VGA信号数字传输器的价格高，相对于系统造价比模拟传输高。如果你还想采用HDMI数字传输方式的话，需采用光纤的HDMI传输器，此设备价格很高，同时视频信号源还没达到完全的数字方式制作，因此在站台内采用HDMI传输方式是不可取的，但随着传输技术的发展，HDMI传输技术在站台内的应用也是今后发展的方向。
而作为列车乘客资讯系统传输，采用VGA信号数字传输方式是最好的选择，方便列车内的布线，一个局域网（100M）能完全乘客资讯系统的视频传输，同时也能完全车厢内监控视频信号的传输，一网二用，节约了投资。采用VGA信号数字传输方式，完全能保证每节车厢图像质量相同。设备安装调试维修方便，更有利于车厢数量的随时增减。同时很容易就能把列车运营信息，特发事件，火灾信息等及时的告知乘客。也利于驾驶员随时了解列车内乘客的情况，保障了列车安全运营。
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