x轻轨IS系统培训硬件.docx

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武汉轻轨一号线培训硬件讲义

武汉轻轨一号线培训硬件讲义1

1培训目的：

2

2内容提要：

2

3培训内容：

2

系统工作流程概述2

3.1中心视频设备的连接5

3.1.1设备功能：

6

3.2PIS系统的网络结构7

3.2.1网络组成7

3.2.2IP规划8

3.3车站子系统10

3.3.1设备功能11

3.3.2车站连线图12

3.4车载子系统13

3.4.1设备功能14

3.4.2音视频解码卡14

3.4.3字符叠加卡15

4系统常见故障与排除方式15

4.1系统接口的故障与排除15

4.1.1PIS-广播接口故障与排除15

4.1.2PIS-时钟接口故障与排除15

4.1.3PIS-ISCS接口故障与排除15

4.1.4PIS-TCC接口故障与排除16

4.2PIS系统的故障与排除16

4.2.1媒体编辑工作站故障与排除16

媒体编辑系统的硬件故障与排除16

4.2.2中心视频服务器故障与排除17

4.2.3网络编码器故障与排除18

4.2.4视音频切换矩阵故障与排除18

4.2.5车站LCD控制器故障与排除19

车站LCD控制器的故障与排除19

4.2.6车站LCD控制器的故障与排除20

4.2.7车站服务器的硬件故障与排除21

4.2.8车载LCD控制器的故障与排除22

5系统的日常维护23

5.1系统的运行环境23

5.2系统设备的日常维护23

6系统的售后服务25

1培训目的：

为充分发挥武汉地铁1号线PIS设备功效，保证PIS设备的良好运行，保证运营，我公司郑重承诺为武汉地铁1号线培训一批质量合格的维护工作人员、系统管理及运用人员，在此基础上再培养高级工程技术和维护人员。

2内容提要：

武汉地铁1号线PIS系统由控制中心子系统、网络子系统、车站子系统和车载子系统组成。

●中心视频设备的连接

●网络子系统

●车站子系统

●车载子系统

3培训内容：

系统工作流程概述

●系统在指定的时间自动开关大部设备（车载LCD显示器除外）。

●播出版式规定给类不同信息的播出位置、大小、播出方式和内容。

系统通过播表管理版式的播出时间和播出长度。

●LCD控制器自动按照播表运行，播出相关版式和信息内容。

●系统自动监控设备的运行状态，受控设备在出现故障后可以自动报警。

●系统控制中心通过接口采集外部信息，经编辑、处理手段，生成内部信息，按既定规则或版式播出。

●实时高清视频送给视频服务器，视频服务器送数字视频信号给MV－450网络编码器形成组播视频流，通过网络传输至车站，车站视频高清视频服务器将组播数据还原成高清视频信号，送给车站LCD控制器，叠加各类信息后送至LCD显示终端。

●实时标清视频经有线电视解调器（DM-08）解调后送给VS-804XL矩阵，再由VS-804XL矩阵送给下级VS-606XL矩阵，通过VS-606XL输出母线分别送给标清视频服务器和上下行车载LCD控制器，上下行车载LCD控制器叠加各类信息后，通过视频电缆送给上下行视频编码器，编码以后的工作由另外的系统完成。

●考虑到高清视频源与标清视频源的共享问题，系统配置了高清至标清下变换器，标清至高清上变换器一台。

下变换器输入端连接到高清视频服务器输出端，输出端连接在VS-804XL矩阵；上变换器输入端连在VS-804XL矩阵输出端，输出端连接在高清视频服务器的输入端。

可以经上下变换器灵活调度各类信号，供系统使用。

●车站高清LCD控制器视频的流程：

车站的视频直播经过下面几个设备：

搞清有线电视解调器/中心高清视频服务器（并联）网络编码器中心交换机车站交换机车站高清视频服务器车站高清LCD控制器D/A转换器LCD屏，其中LCD屏为显示终端。

中心高清视频服务器和车站高清视频服务器均有本地视频缓存和播放功能，因此车站高清视频服务器本地播出过程只经过如下设备，即：

车站高清视频服务器车站高清LCD控制器D/A转换器LCD屏。

●屏幕控制由车站高清LCD控制器完成。

通过RS-232口控制电源适配器，实现开关屏幕的任务。

●各类LCD控制器的播出信息、版式、播表版式制作通过中心的发布管理工作站制作，若干不同的版式组成播表，播表完成后进行入库操作，系统自动将播表上载至中心服务器，不同的播表可以发给不同的设备组，播表通过审核后生效。

播表生效后，中心服务器通过网络发给各类LCD控制器。

LCD控制器下载完播表后即可按播表的播出时间播出/切换版式。

●PIS播出的内容除除外部信息、动态视频外还可以播出紧急信息。

紧急信息的播出办事和内容也有中心发布管理工作站完成，需要播出紧急信息的时候，由中心或车站网管工作站操作发布到指定设备或设备组直至整个线路。

●PIS系统具备4种运行模式：

正常运营模式：

显示控制器控制所有显示终端按播放列表播放。

中心子系统实时更新所有车站列车运行等文字类信息。

夜间停运模式

当列车夜间停运，中心子系统自动将娱乐等视频类节目下载到车站服务器，车站服务器分配到各区域显示控制器，准备第二天播放。

紧急模式

当列车、车站发生火灾，系统接收FAS的联动信号，控制车站触发火灾模式显示。

当列车阻塞，中心子系统接收到ATS的警报信号，控制车站触发阻塞模式显示。

维护维修模式

显示控制器能存储播放一定时间（最少一天）的节目，当控制中心或通信通道维护维修，显示控制器可以按默认格式控制显示器继续播放。

●本系统中每辆列车有两台车载显示控制器，车载显示控制器完成系统赋予的版式播出，并有分屏器完成视频传输以及D/A变换由LCD终端显示。

3.1中心视频设备的连接

控制中心子系统用于实现与外部信息源的接口；采集信息、处理系统内各类数据；管理控制系统设备；编辑生成播出版式；制定播放优先等级；播出信息的统计分析；提供系统安全机制；制定系统岗位操作规程。

同时负责视频流的转换及各类信息的播放；监视控制网络及终端设备的工作状态。

负责系统故障维修的集中管理，确保系统正常运营。

控制中心视音频连线如图1所示。

图表1中心视音频走向图

控制中心子系统视频发布设备如下表2所示

控制中心硬件设备配置清单

序号

设备名称

型号

品牌厂家

数量

1

视频服务器

GHG-VideoServer

1

控制软件

GHG-PlayCtrl

GHG/中国

1

录制存储设备

TURBOiDDR

THOMSON/美国

1

2

直播数字编码器

HD-Encoder

1

标清视频编码器

MV-100

哈雷/美国

1

高清ASI转换器

MV-450

哈雷/美国

1

高清视频编码器

MN-20

哈雷/美国

1

3

高清视音频上下变换设备

FS1

AJA/日本

1

4

视音频切换矩阵

VS-804XL

Kramer/以色列

1

5

播出控制工作站

DC7800

HP/中国

1

6

直播工作站

DC7800

HP/中国

2

7

媒体编辑工作站

GHG-EDIT-HD

GHG/中国

1

图表

图表控制中心设备配置清单

3.1.1设备功能：

控制中心各个设备的功能如下所示：

视频服务器实现对视频的录制、播出，是PIS系统视频的主要存储设备，也是PIS系统的播出核心。

标清视频编码器实现标清视频至IP视频流的转换功能。

高清ASI转换器及高清视频编码器实现高清信号至IP信号的转换功能。

视音频上下变换设备实现高清数字电视信号的下变换功能，以及标清数字电视信号的上变换功能。

视音频切换矩阵实现音视频信号的输入输出切换。

播出控制工作站对视频切换矩阵控制管理，制作及管理LCD控制器的播出版式、播出列表。

磁盘阵列/磁盘柜/网络存储作为系统的数据存储介质。

播出控制工作站控制音视频切换矩阵，实现各信号输入源之间切换。

媒体编辑工作站负责编辑、制作需要播出视频文件。

打印机打印日志、播放列表、播放时间表等各种管理信息。

3.2PIS系统的网络结构

网络子系统是利用系统自身构建的以太网络给PIS提供网络通道，该通道用来传输从中心到各车站、地铁车辆的各种数据信息、视频信息和控制信息。

网络子系统包括有线网络、无线网络和车载局域网络三个部分。

网络子系统是整个PIS系统的核心，为了保证系统不间断的服务，要求PIS网络系统具有高性能、高可靠性、高稳定性。

3.2.1网络组成

根据武汉地铁1号线的特点，武汉地铁1号线的有线网络采用星型组网结构，网络的整体拓扑结构如图表2所示。

图表2PIS系统网络拓扑图

有线网络子系统主要设备包括：

控制中心以太网核心交换机、车站以太网接入交换机、网关系统等。

设置在控制中心以太网上的交换机，经防火墙设备和路由器可以连接因特网。

有线局域网提供轨旁的无线AP接入。

车站交换机通过100Mbps以太网接口连接到传输网络，控制中心局域网与各车站局域网之间通过传输网络进行连接。

在控制中心部署2台S7510E核心交换机，供控制中心的主服务器、视频服务器、无线控制器接入，同时，广告工作站，系统管理工作站、发布管理工作站等业务工作站连接到二级交换机，再由二级交换机级联到核心交换机。

在网络出口处使用华三公司的SR6602，SR6602采用先进的高性能多核微处理器作为数据转发和业务处理引擎，同时设备内置了高达10Gbps线速的硬件加密引擎，通过NAT访问internet。

车站网络负责车站内各个系统的接入，以及无线AP的接入。

车站汇聚交换机使用华三公司的S3600-52P。

S3600-52P可以提供48个百兆电接口和4个千兆SFP接口供上行连接。

在车站，车站服务器、管理员工作站和播放控制器等设备使用百兆电接口连接到车站交换机，车站交换机通过千兆光纤上行连接到控制中心。

3.2.2IP规划

本文档只给出网络IP地址和VLAN的整体规划情况。

把武汉地铁1号线PIS网络划分为6个VLAN，全部车站划分4个VLAN（VLAN30、VLAN40、VLAN50、VLAN60），区间AP属于VLAN10，中心的服务器、工作站以及所有可管理网络设备属VLAN20，一共划分6个VLAN。

详细规划如下：

VLAN划分规则

考虑到各车站的终端及查询机数量不多，以及便于网络管理工作，要把28个站分到4个Vlan中，即vlan30中8个站，vlan40中8个站，vlan50中8个站，vlan60中8个站。

并且把连续的各站交叉的划分在各VLAN中。

IP地址的规划

本PIS系统使用172.16.0.0—172.20.0.0网段，其中VALN10使用172.16.0.0/17，VLAN20使用172.16.128.0/17，vlan30使用172.17.0.0/16、vlan40使用172.18.0.0/16、vlan50使用172.19.0.0/16、vlan60使用172.20.0.0/16。

网关设定

所有VLAN的网关都设定在核心交换机S7510E上，由于各站属于几个不同的VLAN所以每个站都需要指定自己的网关地址，网关地址规划为172.X.0.1其中的X代表VLAN号，X的取值范围是17-20之间，例如太平洋站属于VLAN30，则设备网关地址为172.17.0.1。

表31VLAN和IP规划总表

VLAN

IP段

网关/VRRP虚拟网关

设备类型

20

172.16.128.1—172.16.255.254/17

172.16.128.1

中心服务器、工作站、有线网络设备

10

172.16.0.1—172.16.127.254/17

172.16.0.1

车载设备、AP

30

172.17.0.0/16

172.17.0.1

站号为1、5、9、13、17、21、25车站设备

40

172.18.0.0/16

172.18.0.1

站号为2、6、10、14、18、22、26车站设备

50

172.19.0.0/16

172.19.0.1

站号为3、7、11、15、19、23、27车站设备

60

172.20.0.0/16

172.20.0.1

站号为4、8、12、16、20、24、28车站设备

VLAN10IP段划分表

ip或IP段

网关

用途

备注

172.16.0.1

172.16.0.1

VRRP虚拟网关

172.16.0.2/17（vlan10）

172.16.0.1

主核心交换机

172.16.0.3/17（vlan10）

172.16.0.1

备核心交换机

192.16.x.1-192.16.x.100/24

172.16.X.1

车载设备

注：

X的取值范围：

1--127，代表列车编号，例如：

192.16.1.1表示1号车的车载设备，192.16.12.60表示12号车的车载设备。

表32车站IP地址分配

车站号

站名

VLAN号

IP地址段

网关

1

金山大道（预留）

30

172.17.1.0/16

172.17.0.1

2

东吴大道

40

172.18.2.0/16

172.18.0.1

3

五环大道

50

172.19.3.0/16

172.19.0.1

4

额头湾

60

172.20.4.0/16

172.20.0.1

5

宜家（预留）

30

172.17.5.0/16

172.17.0.1

6

舵落口

40

172.18.6.0/16

172.18.0.1

7

古田一路

50

172.19.7.0/16

172.19.0.1

8

古田二路

60

172.20.8.0/16

172.20.0.1

9

古田三路

30

172.17.9.0/16

172.17.0.1

10

古田四路

40

172.18.10.0/16

172.18.0.1

11

汉西一路

50

172.19.11.0/16

172.19.0.1

12

宗关

60

172.20.12.0/16

172.20.0.1

13

太平洋

30

172.17.13.0/16

172.17.0.1

14

硚口

40

172.18.14.0/16

172.18.0.1

15

崇仁路

50

172.19.15.0/16

172.19.0.1

16

利济北路

60

172.20.16.0/16

172.20.0.1

17

友谊路

30

172.17.17.0/16

172.17.0.1

18

江汉路

40

172.18.18.0/16

172.18.0.1

19

大智路

50

172.19.19.0/16

172.19.0.1

20

三阳路

60

172.20.20.0/16

172.20.0.1

21

黄浦路

30

172.17.21.0/16

172.17.0.1

22

头道街

40

172.18.22.0/16

172.18.0.1

23

二七路

50

172.19.23.0/16

172.19.0.1

24

徐州新村

60

172.20.24.0/16

172.20.0.1

25

丹水池

30

172.17.25.0/16

172.17.0.1

26

新荣

40

172.18.26.0/16

172.18.0.1

27

堤角

50

172.19.27.0/16

172.19.0.1

3.3车站子系统

车站子系统具体负责接收并下载控制中心下传命令（设备开关机等）、各类信息内容（连同节目列表）、系统参数（时钟信息等），在控制中心或网络子系统故障时，按照下载的节目列表和节目内容在本站显示终端上自动播放。

车站子系统原则上无需人工干预，只有特殊或紧急情况下，具有权限的车站操作员登录工作站，将需要发布的信息（或预定义号码）、发布信息显示屏组以及发布申请提交控制中心，由控制中心审核后将相关信息发布至指定显示屏组。

3.3.1设备功能

车站视频控制器接收控制中心下传的视频、图像和文字信息，叠加后为车站LCD屏提供显示信号。

车站视频控制器能够对输出的视频进行窗口划分，叠加播放直播/本地视频、图片和文字信息。

控制器分屏器能够将输入音视频信号分配放大为多路信号。

如下图所示：

站厅LCD分屏器外观图

通用接口卡实现PIS与FAS间接口功能。

车站LCD控制器具体功能如下：

●完全支持文本动画的显示，支持图像动画的显示，支持MPEG1/2，支持各种常用文本格式文件的显示，支持MPEG2网络视频流的显示，支持模拟时钟及数字时钟的显示。

●车站视频控制器可接收不同优先级的信息，高优先级的信息能够打断正在播放的低优先级信息。

在紧急情况下可接受控制中心的控制命令，暂停所有时间表的节目的播放，播放紧急信息。

●车站视频控制器支持不超过15个动态分屏播放。

每一分屏子窗口能够独立播放各自的节目序列，按照时间表指定的顺序循环播放。

能够根据预先设定划分为不同时段，每一时段可以设置成任意指定的分屏布局，布局可以动态地改变。

●车站视频控制器可根据播表播放网络视频流信号，或由控制中心触发切换播出方式（直播/本地文件）。

●网络发生故障时，播放实时更新信息的子窗口立即切换缺省指定信息，原来播放本地缓冲文件内容的子窗口则继续正常播放。

●车站视频控制器可以预先下载存储多个时间表，系统能够自动根据时间表的更新情况、生效时间、失效时间，选择正确的时间表进行解释播放。

●车站视频控制器提供网络接口，并通过系统自定义网管协议（TCP），与中心通信和数据交换。

●具备磁盘空间自动维护功能。

车站视频控制器能够每天自动触发系统自动维护程序，自动删除无用的节目数据，自动导出上传并删除车站视频控制器中的日志数据。

●具备时钟同步功能。

能够通过NTP协议与控制中心的时钟同步，并把所接收到的时钟同步信息显示在显示屏上。

支持开机同步和定时同步（1-10分钟可调）。

车站视频控制器的时钟与中心服务器的误差不超过1秒。

●设备具备自动重启、在系统控制下远程关机和本地开/关机的功能。

（开机功能需网络支持WOL报文）。

●可实时采集LCD屏的状态信息，并转发到控制中心设备监控系统，实现LCD屏远程开/关机功能。

车站分屏器

3.3.2车站连线图

车站子系统连线图如图三所示：

图表3

3.4车载子系统

车载连线图如下：

3.4.1设备功能

武汉地铁1号线PIS子系统车载视频控制器采用冠华公司InfoTV8800。

车载视频控制器接收控制中心下传的视频、图像和文字信息，叠加后发送至车载播放系统。

车载视频控制器能够对输出的视频进行窗口划分，叠加播放直播/本地视频、图片和文字信息。

3.4.2音视频解码卡

3.4.2.1功能特点

WH1PIS-HW-SPFB-DECDR-001音视频解码卡采用XCard解码卡。

音视频解码卡解压MPEG-1/2文件和流，能够将ISO11172（MPEG-1）和ISO13818（MPEG-2）标准的文件和流解码为复合音视频。

在本系统中，音视频解码卡将网络视频流解码为复合音频和视频。

3.4.3字符叠加卡

3.4.3.1功能特点

WH1PIS-HW-SPFB-CGCD-001字符叠加卡采用冠华公司的视频音频通道卡IO2100。

字符叠加卡实现图片和文字的叠加功能。

通过字符叠加卡可指定视频坐标的颜色值，与InfoTV软件配合实现图片和文字的叠加功能。

IO2100数字接口卡，提供SDI接口，不能单独使用，必须配合IO2100卡使用。

IO2100数字接口卡支持一路SDI入，两路SDI出，支持SDI嵌入音频输入，支持SDI嵌入音频输出。

4系统常见故障与排除方式

4.1系统接口的故障与排除

4.1.1PIS-广播接口故障与排除

广播接口故障是易发现的接口故障，发生此故障时，检查广播系统与车站服务器的接口（RS-422）和相关软件是否正常，即可排出该故障。

4.1.2PIS-时钟接口故障与排除

时钟接口故障是不易发现的接口故障，原因在于中心服务器在时钟接口中断后，具备自守时功能，在标准时间中断后一段时间内，系统时间仍然相对准确。

在发现PIS显示终端显示时间与标准时间有异后，可到控制中心内中服务器检查NTPServerv1.0软件是否在运行状态，如在运行状态，则检查中心服务器的时钟接口（RS-422）石否正常，如正常，检查上一级信号传输是否正常。

4.1.3PIS-ISCS接口故障与排除

PIS系统向综合监控系统提供系统实时运行状态，包括设备是否正常工作等信息，包括：

控制中心和车站设备的工作状态、故障报警信息。

如果综合监控系统不能得到PIS运行状态，检查中心服务到综合监控系统的信号传输通道和接口软件运行是否正常。

如中心服务器以太网口出现故障，则检查备用中心服务器是否运行正常，如运行正常，关闭中心服务器电源，更换网卡，启动机器，按制定的规则设定网络IP地址，并在中心操作员工作站上更新中心服务器的MAC地址即可。

4.1.4PIS-TCC接口故障与排除

PIS系统通过RJ45接口与TCC连接，如与TCC无法连通，首先检查中心服务器以太网口是否正常，如正常，按与TCC连接的链路逐级检查，排除故障点即可。

如中心服务器以太网口出现故障，则检查备用中心服务器是否运行正常，如运行正常，关闭中心服务器电源，更换网卡，启动机器，按制定的规则设定网络IP地址，并在中心网管工作站上更新中心服务器的MAC地址即可。

4.2PIS系统的故障与排除

4.2.1媒体编辑工作站故障与排除

媒体编辑系统的硬件故障与排除

序号

故障情况

处理办法

1

计算机不能正常开机

1、检查计算机电源是否接通

2、检查计算机电源模块

3、打开计算机机箱，对CMOS进行放电操作。

4、检查主板

5、检查硬盘连接

6、检查CD—ROM内是否有盘片

7、检查操作系统是否完整

2

加电后无显示

1、检查显示器电源开关

2、检查VGA视频连接电缆

3、检查显示器电源连接

4、检查系统显示卡是否正常

3

视频输出不正常

1、检查视频硬件电视制式是否为PAL

2、检查视频视频连接线是否正常

3、检查输入端视频信号是否正常

4

无视频输出

1、检查视频视频连接线是否正常

2、检查视频硬件是否正确安装

3、检查输入端信号是否正常

4、检查播放的素材视频编码格式是否正常。

4.2.2中心视频服务器故障与排除

中心视频服务器的故障与排除

序号

故障情况

处理办法

1

计算机不能正常开机

1、检查电源是否接通

2、检查电源模块工作是否正常

3、检查CD—ROM内是否有盘片

4、检查操作系统是否完整

2

加电后无显示

1、检查显示器电源开关

2、检查VGA视频连接电缆

3、检查显示器电源连接

3

网络连接中断

1、检查网络连接是否被人为关闭

2、检查网线是否连接正常

3、检查网卡是否正确安装

4、检查与网络交换机连接是否正常

4

信号输出故障

1、检查输入输出电缆

2、检查系统输入输出