將數字電視節目引入地鐵列車和站臺

將數字電視節目引入地鐵列車和站臺

上海地鐵數字電視覆蓋系統建設與網絡管理主要由上海東方明珠廣播電視研究發展有限公司完成，該項目充分結合了上海現有軌道交通的建設特點及系統資源，采用無線接收，光纜傳輸，漏纜覆蓋構成地上、地下無縫連接的完整的信號覆蓋系統，完成了地鐵電視覆蓋系統設計與建設，并自主研發了達到國內先進水平的地鐵電視覆蓋系統遠程網絡管理軟件，將數字電視節目引入了地鐵列車車廂與站臺。

無線數字廣播電視技術應用的不斷發展，使數字廣播電視出現了許多新的業務形態，如移動電視、手機電視、地鐵電視等，這些業務的開展對無線數字廣播電視傳輸覆蓋提出了更高的要求，尤其需要解決室內、地下隧道等特殊場所的數字電視信號覆蓋問題。上海地鐵電視覆蓋系統總體設計綜合考慮了系統覆蓋效果，建設周期，建設成本，采用控制中心近端系統+遠端覆蓋系統的組網方式。由控制中心近端機的室外天線將信號引入，再通過光鏈路將近端機處理后的射頻信號逐級傳輸至遠端覆蓋系統，再由遠端機經過信號濾波和放大處理與移動通信信號進行合路，最后由共纜系統進行無線信號覆蓋，該設計方式能保證地上地下信號的一致性，為地上地下的覆蓋網絡無縫連接提供了基礎。其中關鍵技術之一是采用了與移動通信網絡共纜傳輸技術，另外組網方式采用了共纜傳輸、光纖鏈路、多頻點覆蓋等在國內具有一定先進性的技術，確保地上、地下數字電視信號的無縫覆蓋。

上海地鐵線路經過十幾年的努力已經實現了12條線規模在420公里左右，規模居世界第二，目前每天有將近600萬人次的乘客。為了向地鐵乘客提供更好的服務，豐富乘客的乘車生活，如何實施將數字電視節目引入地鐵列車車廂及站臺，建立一套地鐵視訊系統，成為了迫切的要求。地鐵電視是將移動電視信號引入280個地鐵站臺和300列車廂中，目前有近2萬個屏幕在工作，方便了乘客及時了解地鐵列車的運行情況并可實時收看新聞時事和列車班次等資訊信息。該覆蓋工程項目全部完成了上海12條運行線路地鐵電視的開通，并正式投入使用，2009年5月地鐵電視正式開播。地鐵網管系統開發完成并應用于上海1-13號線的地鐵電視覆蓋系統的監控管理中，在世博期間為地鐵電視安全穩定播出發揮重要的技術保障作用。

上海地鐵電視（SMTV）覆蓋工程建設主要包括地鐵地下隧道和地面高架區域的數字電視信號覆蓋，地下隧道信號覆蓋是通過地鐵隧道現有的泄漏電纜完成，地面高架區域主要通過東方明珠發射塔和虹橋發射塔完成覆蓋。SMTV系統包括覆蓋系統，接收系統和播出系統。覆蓋系統是SMTV系統中的重要組成部分。整個系統的規劃、設計與實施工作由上海東方明珠（集團）承擔。2002年，東方明珠已在上海搭建了基于DVB-T標準的移動電視單頻網，上海地區地面信號覆蓋率達到95%，軌道交通地上路段的數字電視信號接收來自地面數字電視單頻網的信號。同時，地鐵電視地下覆蓋信號源是接收數字電視單頻網的同一信號，確保了地上路段與地下路段地鐵電視節目的同步性。

目前，上海大部分地鐵在地下運行，因此SMTV覆蓋系統項目主要研究通過共纜傳輸方式實現列車在隧道內穩定地接收數字電視信號。SMTV覆蓋系統總體設計綜合考慮了系統覆蓋效果，建設周期，建設成本，采用控制中心信號源集中處理系統 + 隧道覆蓋系統的組網方式。控制中心通過室外天線將信號引入，信號經過處理后通過光鏈路逐級傳輸至各站臺的覆蓋系統，在各站信號被濾波和放大處理并與移動通信信號在漏纜中進行合路傳輸實現共纜無線信號覆蓋，該設計方式能保證地上地下數字電視信號的一致性，滿足了地上地下的移動電視信號無縫覆蓋。

為了對上海地鐵1-13號線（12號線在建）的所有線路中數字電視傳輸覆蓋設備和接收設備的實時監測及控制，及時發現地鐵電視系統中的各種故障，幫助維護人員克服地鐵中站點多，線路長，地理環境復雜等等不利因素，在最短的時間內確認故障并進行搶修工作，保障地鐵電視系統的正常工作，保護乘客、運營商、廣告商等等的各方利益，項目組自主研發地鐵電視覆蓋系統遠程網管軟件。該軟件針對分布在地鐵不同區域的傳輸和覆蓋設備，對地鐵電視信號接收狀態實施監測，及時掌握和了解地鐵電視系統的運行情況，實時對數字電視傳輸覆蓋設備、接收設備如遠端機（射頻遠端直放站、光纖遠端直放站）、近端機（射頻近端直放站）、光傳輸設備（光纖發射機、光纖放大器）和接收機頂盒等狀態進行監控。地鐵電視覆蓋網絡管理軟件制定覆蓋網絡各種類型設備的傳輸數據定義規范，利用GIS地鐵顯示模塊標注設備位置，24小時在線管理，數據回傳利用GPRS和短信方式，管理界面由WEB界面和手機界面組成，確保維護人員隨時隨地查看設備狀態。目前，國內外尚無地鐵電視覆蓋網絡管理系統，此系統已達到了國內外先進水平，具有一定的創新性和實用性。

上海地鐵數字電視覆蓋系統的規劃設計具有多項技術創新，首先充分結合了上海現有軌道交通的建設特點及系統資源，采用了有線和無線相結合的覆蓋方式，其中覆蓋信號引入采用了無線接收方式，覆蓋組網方式采用了光纖傳輸，共纜傳輸覆蓋的有線方式，并采用同頻轉發技術，確保地上、地下地鐵數字電視信號的無縫覆蓋。其次，隨著數字電視業務的快速發展，現有的覆蓋網絡將面臨技術標準轉化（DVB-T向DTMB轉換），業務增加等新的建設需求，因此在覆蓋網絡的近端機系統考慮多頻點傳輸，可滿足覆蓋網絡中多種制式的數字廣播電視業務同時傳輸。第三，該項目通過對地鐵電視信號與移動通信信號共纜傳輸覆蓋進行了干擾分析，得出了合路器隔離度大于80dB的關鍵指標。第四，工程配套的上海地鐵電視遠程網管系統根據制定的“數字電視覆蓋設備網管接口技術規范”解決了不同類型、不同廠家的覆蓋設備統一管理。最后，自主研發網管軟件，通過GIS界面實時顯示各站臺設備狀態。采用數據傳輸模塊（DTM）和自主開發的嵌入式軟件解決了網管系統中無通訊模塊的設備接入網管的難題。地鐵網管中監控設備的數據傳送采用GPRS為主、短信作為備份的方式，提高了網管的通信效率，降低了通信成本。

圖1 地鐵電視覆蓋系統示意圖

圖2為數字廣播覆蓋網管監控系統組成圖

地鐵電視作為一種新的媒體播出平臺，不僅為乘客提供實時新聞、列車信息等公益服務，同時其巨大的商業廣告價值可帶來可觀的經濟收益。數字電視應用領域的不斷擴大，對數字電視信號覆蓋提出了更高的要求，地鐵電視覆蓋系統規劃設計項目的提出滿足了數字電視在地鐵列車中的應用。系統設計從地鐵電視的運營角度出發，兼顧了信號覆蓋效果及建設成本，提出了與移動通信網絡共纜傳輸的新技術。項目中的關鍵技術是解決了與移動信號相互干擾，多頻點覆蓋，信號源傳輸等問題，設計中引入了覆蓋網絡遠程監控技術，確保日后系統運行的安全性和穩定性。通過二號線地鐵電視示范系統的建設，目前多個城市都相繼開播了地鐵電視，各地在系統建設中采用了不同的覆蓋方式，而該項目設計的覆蓋系統，從覆蓋效果來看滿足了地鐵電視節目的穩定接收，從建設成本分析，系統建設采用了小功率直放設備及合路傳輸技術，大大降低了系統的建設費用，同時系統設計中兼顧了日后的系統監控和設備管理工作。通過上海二號線地鐵電視示范網絡的驗證，該設計的地鐵電視覆蓋系統方案成功的地鐵電視信號覆蓋解決方案，具有可行性、可靠性和較大的推廣價值。

上海地鐵數字電視覆蓋系統建設與網絡管理項目的研究成果已成功應用于上海地鐵1-13號線（12號線在建），上海地鐵列車內5700個LCD顯示屏與站臺內1500個PDP顯示屏將實時播出地鐵電視節目、地鐵運營信息及新聞、娛樂等綜合資訊。以上線路的地鐵電視已全面開通，通過專業測試，數字電視節目播放流程，乘客收看滿意度較高，全線地鐵電視信號覆蓋效果完全滿足地鐵電視的運營要求。