一种有轨电车乘客信息系统和有轨电车系统信息发布方法与流程

1.本发明涉及轨道交通技术，特别涉及应用于有轨电车系统的计算机技术。


背景技术：

2.在城市轨交行业中，乘客信息系统(pis)是信息化建设的必要部分，它一般由中心子系统、车站子系统、车载子系统和网络子系统等组成。中心子系统通过网络技术将列车信息、直播视频流、广告信息等推送到车站的播放控制器，由播放控制器根据当前播表的定义对收到的内容进行解释整合，形成画面，然后驱动显示屏上显示相应的内容。
3.无论是地铁还是轻量级的有轨电车，一般都使用该方式。
4.作为一种现有技术，在逻辑上是分散式播放控制器方案，播放控制器在物理形态上是工控机形态。显示屏和播放控制器都分散放在车站，其中lcd播放控制器一般放置在每个车站的车站机房，安装在机架上，一台播放控制器会占用；而显示屏则进一步分散在站内各处，比如上下行方向的站台边需要部署若干显示屏，站厅也会部署若干的显示屏。从播放控制器到显示屏的距离较远的话，需要在发送和接收两端部署光端机来实现拉远。播放控制器输出的sdi/hdmi电信号接入到光端机，将电信号转成光信号经光纤传送到显示屏附近，再通过光端机反向转为sdi/hdmi电信号，从而驱动显示屏显示画面。可以是一台播放控制器驱动一个显示屏，也可以是一台播放控制器驱动多个显示屏，如图1、2所示。在实际应用中，发送光端机可以以插卡的形式嵌入到播放控制器中，接收光端机可能以显示屏的ops插卡形态嵌入到显示屏中。
5.现有的方案由于画面合成在车站的播放控制器完成，因此本质上是分散式播放控制器方案，需要在车站机房部署设备；另外现有方案均采用工控机形态的播控，一台工控机只能输出一个画面(可带一组屏)，因此如果希望输出较多的画面则需要很多播控的堆叠，空间要求高。该方案对于地铁来说相对问题不大，因为地铁项目的建设投资较大，车站内都有相应的设备机房，可以安放多台播放控制器以及其他辅助设备，站内的维护力量也比较强。但对于有轨电车来讲，该方案存在以下的困难：
6.1)车站设备机房空间非常有限，机房条件差，有的地方甚至很难建设设备机房，布放较多的it设备更是存在困难；
7.2)站内维护力量弱，对it设备的维护存在很大困难。


技术实现要素：

8.本发明所要解决的技术问题是，提供一种不依赖车站机房空间并具有高可靠性的有轨电车乘客信息发布技术。
9.本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，一种有轨电车乘客信息系统，其特征在于，包括：
10.位于运行控制中心的服务器，所述服务器内设置有至少两个虚拟主机；
11.位于各车站的视频终端，包括显示屏和与之连接的ops网络播放器；
12.服务器通过通信网络与ops网络播放器形成通信连接。
13.所述服务器中，各虚拟主机共享一块物理实体gpu处理器。
14.本发明还提供一种有轨电车系统信息发布方法，其特征在于，包括下述步骤：
15.1)在位于运行控制中心的服务器内设置至少两个虚拟主机，服务器通过通信网络与分布于各车站的视频终端形成通信连接；
16.2)配置各虚拟主机与各视频终端的对应关系；
17.3)在虚拟主机上运行信息发布程序，并在与该虚拟主机对应的视频终端显示信息内容。
18.本发明的有益效果是：
19.本发明将lcd播放控制器集中到occ，站内机房不再有pis相关的it设备，从pis角度大大地释放了车站机房的压力；在中心把播放控制器集中以后，进一步通过服务器虚拟化 gpu虚拟化技术，在一台服务器上虚拟出多个播放控制器，从而大幅度提高播放控制器的集成度，节省occ空间；站内pis设备除了显示屏外，仅仅有显示屏背后ops插槽中的网络播放器，其功能固化，软件不用升级，无复杂配置数据，可以实现免维。
20.播放控制器集中到occ，相应地主要工作都在occ完成，而且在occ维护力量也更强；通过在occ使用服务器虚拟化 gpu虚拟化，实现用虚拟播放控制器替代物理的播放控制器，设备集成度得到了极大提高；车站侧设备得到彻底简化，实现免维：车载机房不再有it设备，仅仅需要显示屏以及显示屏ops插槽中的网络播放器。ops网络播放器基本无配置数据，更换方便，而且具备本地垫播能力，方案可靠性较传统方案进一步提高。
附图说明
21.图1是第一种现有技术的结构示意图。
22.图2是第二种现有技术的结构示意图。
23.图3是本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
24.缩略语和关键术语定义:
25.pis：passenger information system/乘客信息系统
26.sdi：serial digital interface/数字分量串行接口
27.hdmi：high definition multimedia interface/高清晰度多媒体接口
28.gpu：graphics processing unit/图形处理器
29.occ：operation control center/运行控制中心
30.本发明改变传统方案中lcd播放控制器分散部署在各个车站机房的模式，改用“集中化”的模式，所有播放控制器都集中部署在线路运行控制中心(occ)。另外在播控的物理形态上不再是工控机，而是采用服务器虚拟化出的一个个虚拟机，在每个虚拟机中运行播控应用软件，播控形态变成了“虚拟播控”的形态。
31.纬度现有方案本发明方案播控部署方式分散式部署(车站机房)集中部署(occ)播控形态工控机形态虚拟机形态(虚拟播控)
32.参见图3。本发明要点如下：
33.虚拟播控所在的服务器(一台或者多台)均部署在occ，每台服务器可虚拟出若干个虚拟机，每个虚拟机中均运行播控应用程序；
34.每台虚拟播控的播控应用程序根据外部输入信号(流媒体、ats、文本信息等)以及播表、版式的定义完成画面合成，然后对画面和音频再进行编码；
35.虚拟播控编码后形成的流媒体信号通过网络传递到各车站的ops网络播放器进行播放；
36.网络播放器以ops插卡的形态嵌入在显示屏的ops插槽中，从显示屏取电，对外用网线或者光纤接到车站交换机收取网络视频流。
37.实施例：
38.在occ机房内，较传统方案变化较大，除了原有的pis中心管理平台外，新增了虚拟播放控制器平台，组成为：
39.硬件层：配属多台高性能的物理服务器，服务器内置支持gpu虚拟化的gpu加速卡，并通过交换机连接到occ网络。
40.虚拟化层：虚拟化层包含服务器虚拟化和gpu虚拟化。
41.服务器虚拟化：把一台服务器虚拟化成多台虚拟计算机，各虚拟机间通过虚拟机监控器的虚拟化层共享cpu、内存、硬盘、网络等物理资源，每台虚拟机都有独立的运行环境；在方案中使用的kvm虚拟化引擎；
42.gpu虚拟化：因为上层应用运行的是播放控制器软件，牵涉到音视频界面编解码，为保证良好的画面，需要较为强大的图形运算支撑能力。在方案中采用了英伟达的gpu加速卡，让运行在服务器上的虚拟机多个实例共享使用同一块物理gpu处理器进行图形运算，平均成本得到有效控制。
43.应用层：运行播放控制器软件，完成对收到的各类信息的综合与处理，并按照播表以及版本文件的定义驱动合成最终的画面，然后把画面和声音信号编码后通过网络传送到车站的ops网络播放器。一个ops播放器对应一块屏，它插在显示屏的ops插槽中。当一个虚拟播放控制器需要发送编码信号给多个ops网络播放器时(实现多个屏的画面一致)，它采用组播流的方式发送信号；当一个虚拟播放控制器仅发送编码信号给一个ops网络播放器时，它采用单播的方式发送信号。
44.管理和调度模块：是支撑正常运行的相关辅助管理功能,包括初始化配置管理、资源管理、负荷分担与倒换、日志与审计等功能。
45.至于虚拟播放控制器平台需要配置多少台服务器，取决于需要虚拟出多少个播放控制器。假设1台服务器可以虚拟出16个播放控制器，那么2台服务器可以虚拟出32个播放器，3台服务器可以虚拟出48个播放控制器...以此类推。
46.对应网络设备：
47.采用现有的网络环境，occ网络接入到本线路的骨干传输网，再连接到各个车站的局域网。
48.车站设备：
49.车站pis设备得到了极大简化，除了交换机外，仅仅有显示屏和ops网络播放器。每个ops网络播放器是真正意义的微型计算机，具备独立的ip地址，它负责接收中心的虚拟播
放控制传送来的音视频信号并解码播放，驱动显示屏显示。
50.ops网络播放器具备本地垫播能力：当播放器收不到来自occ的信号时，它可以播放存放在ssd硬盘或者flash卡中的媒体文件，从而保证系统对乘客的友好性。
51.采用本发明的技术，在有轨电车场景下，改变传统模式，调整为在occ通过播放控制器集中式模式；
52.在occ侧，改变传统工控机播控的形态，基于服务器 gpu虚拟化虚拟出多个播放控制器，提高pis设备的集成度；
53.从occ到车站侧，音视频流采取组播 单播的混合方式进行传送，组播用于驱动多个ops网络播放器实现多个屏的画面一致，单播用于驱动一个ops网络播放器(也就是一块屏)；
54.车站侧显示屏内的ops插槽插入ops网络播放器，负责收流和播放，ops网络播放器内置存储可存放垫播文件，在网络中断时可以播放垫播文件以保证对乘客的友好性。
55.本发明播放控制器虚拟化方案使用的是基于虚拟机的技术，也可以使用容器的虚拟化技术。
56.虚拟播放控制器需要发送编码信号给多个ops网络播放器时，采用组播流的方式发送信号，由交换机硬件进行信号复制；若网络条件不具备，也可以由虚拟播放控制器自行复制。