广州地铁1 号线数字多媒体电视信息系统

摘　要　探讨了运用数字多媒体广播技术将无线通信和广告媒体有机结合,建立地铁内动态电视信息系统的基本原理。介绍了将数字多媒体广播技术植入广州地铁1 号线无线寻呼系统的具体做法,盘活了业已遭淘汰的地铁无线寻呼系统资源。关键词　电视广播系统, 数字多媒体技术, 无线寻呼
1 　引言
现代地铁已不仅仅是一项交通工具,而已成为为人们提供出行、广告、通信、购物、娱乐等多种服务的新型城市活动空间。随着技术的进步,各种服务功能将实现相互渗透、优势互补,共同为社会提供多样化的服务。
当前,地铁内的广告媒体与通信系统基本上形成各成体系、独立运作的格局。广告媒体主要是以站厅、站台的灯箱广告和列车内广告牌、站厅地铁有线电视等组成。由于灯箱广告是不可移动的静态画面,乘客只在经过登挂点时才能看到;有线电视是由控制中心播出信号,通过光纤传输,在沿线各地铁站同步显示声像,也同样不可移动,它们登挂的信息均不能与人们的移动而同步移动,不能满足人们在流动过程中连续获取信息的需要,同时,也存在广告媒体需要最大限度聚集人群和地铁站内不能滞留人群之间的矛盾。地铁内的通信系统主要包括有线、移动和无线寻呼三种普通通信系统,以及提供数字传输服务的光纤网络系统。由于移动通信的普及,寻呼业已逐步淡出了人们的日常生活,因而,无线寻呼系统网络在地铁内大部分已成为闲置资源。如广州地铁1 号线的寻呼通信系统建成时间较晚,已错过投资回报的最佳时机,大部份投资仅依靠寻呼业务已难以回收。
为解决广州地铁1 号线无线寻呼系统的困境, 作者研究了国外数字多媒体技术在地面铁路系统应用的成功案例,将数字多媒体技术植入地铁无线寻呼通信网络系统,并将该系统与地铁广告媒体(彩色液晶显示屏和闭路电视机) 有机结合,在地铁空间内建立全新的动态电视信息系统。
2 　当前数字多媒体广播技术的应用
所谓数字多媒体广播,是指将数字化的图像、音频信号及各种数据业务信号,在数字状态下进行各种编码、调制、传递等处理的系统, 它以1. 536 M Hz 带宽传送多至约1. 8 Mbit/s 的净数据率,完全可以把活动图像和音频、数据信号一起,作为电视信号在信道中传送,具有满意的声音和图像质量以及传输可靠性。数字多媒体信号的频率在30～3 000 MHz 之间,可通过地面、卫星和电缆信道传送,适合于固定、便携和移动接收。
2. 1 　德国法兰克福铁路的数字多媒体系统
目前德国法兰克福铁路线的旅客列车上运用的数字多媒体广播技术,在每一辆车装备8 个彩色液晶显示屏。这条221 km 长的铁路线上有18 座隧道(包括法兰克富附近2. 2 km 长的机场隧道) 和无数的峡谷,无线电覆盖的难度很大。为保证信号不中断,设置了8 个主发射台和27 个信号放大器(中继器) 来提供整条线路的信号。
通过这个系统,乘客可以在超过160 km/ h 的高速列车中收看n -tv 新闻频道节目,并通过屏幕上的字幕了解到交易行情、列车时刻表、下一站名等信息,如果乘客需要收听节目的声音,可以把耳机插到座椅扶手的插口上。
2. 2 　香港九广铁路的列车闭路电视广告媒体系统
香港九广铁路公司在九龙 罗湖的列车上安装了液晶显示屏广告系统。其做法是:在机车内安置一台电脑播放器,由电脑播放器通过电缆信号线把广告、资讯等信号送入安装于列车各节车厢的液晶显示屏上。每节车厢安装了6 面液晶显示屏。该系统的优点是结构简单、投资少;但由于在地面上新建无线发射基站投资巨大以及各方的制约,目前还未能像法兰克福铁路那样采用无线电技术传播模式,因而只能利用预先设置好的广告节目进行播放, 无法达到实时播放新闻、经济信息、广告等节目;而且广告播放时间对广告商要求的时间段难以准确无误地安排,满足不了广告商户的要求。
3 　地铁空间动态电视信息系统的原理
地铁空间动态电视信息系统包含两层含义:一是广告媒体以彩色液晶显示屏、彩色电视机和大屏幕等离子显示屏等作为连续不断播放节目画面的媒体;二是将设置在地铁站厅、站台、运行的列车上等多处广告媒体采用无线电视和有线电视的形式组网,统一在同一时间播放同一个节目源,使人们从进入地铁站开始的整个旅途过程中都可以通过沿途多处的广告媒体连继不断地追踪同一个节目。
下面以广州地铁1 号线为例介绍具体做法。
3. 1 　数字多媒体技术的植入
鉴于广州地铁1 号线内原已建有无线寻呼引入系统网络,因此利用该网络直接植入数字多媒体广播技术,而不必要参照法兰克福那样重新建立发射网络。鉴于数字多媒体广播技术的频率在国内所确定的频率区间为207～ 215 M Hz 之间,而广州地铁1 号线内已原建有无线寻呼引入系统网络的低端频率在137～163 MHz 之间、高端频率在270～287 M Hz 之间。因此,数字多媒体所选用的频率正好落在无线寻呼引入系统的频率区间;寻呼系统的功率放大器原设计的频率是88～400 M Hz ,因此在技术上完全可以兼容,而不需要对原有网络做任何改造;仅需在无线寻呼引入系统网络的信号输入接口前增加数字多媒体调制器和节目编辑设备而已。
　 2002 年5 月30 日,广州地铁1 号线植入数字多媒体技术取得初步调试成功,6 月3 日又以DVD 影碟机作为信号源进行了第二次调试,达到了满意的收视效果; 同年8 月6 日以转播中央电视台(CCTV -1) 、广东电视台和广州电视台的节目作为信号源进行技术论证演播,完全达到满意的收视效果。
3. 3 　动态电视媒体系统的工作原理
在现有的寻呼引入系统中心机房内设置节目编辑播放室,将有线电视信号、信息以及广告节目信号源,经过数字多媒体广播调制解调器,利用已有的无线寻呼引入系统网络传送到各地铁站厅、站台及隧道内的漏泄电缆;再将信号以无线电的形式发射出去,由设于列车车头的数字多媒体接收器接收,通过数据信号线再传送到每节车厢的彩色液晶显示屏上;设于站厅、站台的电视机或大屏幕等离子显示屏都可同步收看同一节目,形成地铁空间一个统一的动态电视信息系统,实现节目信息的实时编辑、发射和接收,图像显示和收音均俱。其网络结构示意图如图1 。
　　列车内采用46 cm (18 英寸) 彩色液晶显示屏或采用大屏幕等离子显示屏。乘客可以在高速运行的列车中实时收看电视频道节目(可根据需要安装成有伴音或无伴音模式) 。彩色液晶显示屏上下方同时将闪烁提示列车下一站的站名和列车即将到站开门的方向,指引乘客下车或换乘。如果乘客在收听同步的节目声音时嫌环境嘈杂,也可以把耳机插到自己携带的FM 收音机或有收音功能的手机插口上。
站厅、站台内采用74 cm(29 英寸) 彩电和大屏幕等离子显示屏。目前站台绝大部分是岛式建筑, 在长达120 m 的站台上,乘客候车的位置主要集中在两处自动电梯的出入口附近。过于聚集的候车客流和列车到站时下车的客流挤成一团,造成乘客上下车时的不便,而远离自动电梯出入口处的地方乘客却寥寥无几。因此设想在远离出入口的地方,增设数字多媒体电视以吸引部分候车乘客远离自动电梯出入口附近,达到引导候车乘客在站台上均匀分布、避免过度集中造成阻塞的目的。这样,乘客从进入地铁站开始到候车、乘车、出站都不必专门驻留就可以连续不断地欣赏节目,获取连贯的信息,也极大地满足了广告商的发布需求。

图1 　动态电视媒体系统的网络结构示意

4 　动态电视信息系统的优势分析
首先,将先进的数字多媒体广播技术引进地铁, 打造一个全新的动态电视信息系统,可以使乘客在出行的同时及时获取社会、经济、文化等方面的信息,进一步提升地铁为市民服务的附加值。特别是随着城市空间的不断扩展,人们在地铁内的乘车逗留时间也随之延长,这种附加服务的作用及其价值越来越重要。
其次,动态电视信息系统将站厅闭路电视、站台大屏幕等离子显示屏和列车内的彩色液晶显示屏统一为一个整体,使乘客从一进入地铁站开始至乘车直至出站为止,都始终可以触及连续不断的实时新闻、广告等节目。由于同一时间的节目覆盖了整个地铁空间,囊括了地铁全线巨大的客流量,可以最大限度地提高节目的商业价值。
第三,由于地铁全线的新闻广告信息都是同一个信号源,乘客对于各自喜好的节目可以毋须在站厅、站台专门长时间驻足观看,而可以在高速运行中的地铁列车里追踪欣赏丰富多彩的节目。站台大屏幕显示屏的合理分布则起到引导候车乘客均匀分布、避免上下车拥挤的效果,从而保证地铁列车的准点运行,实现地铁运营快速、舒适输送乘客宗旨,进一步提高经济收益。
最后,数字多媒体广播技术植入地铁无线寻呼系统,盘活了目前业已落后即将淘汰的地铁无线寻呼系统,为地铁无线寻呼系统在设备资源的再利用上开辟了一条新的途径。将数字多媒体广播技术与地铁无线通信网络有机地结合起来,在地铁空间内建立动态电视信息系统,将令地铁运营商进一步扩大运营服务的功能,提高服务质量,创造更大的经济效益和社会效益。