列车无线监控系统的结构组成及方案设计

一、系统设计要求

1. 实现列车各个车厢的监控图像通过无线监控传输的方式传输到列车长和乘警办公室，集中监控。

2. 当列车车厢重新编组时，系统能自动重新建立，无需人员调整每节车厢的无线设备参数。

3. 列车行进中，系统能稳定工作。

4. 设备架设方便，不会对列车的行进安全造成影响。

二、系统构成

1. 系统示意图

2. 系统构成说明

上图中，每个红点代表一套设备，包括摄像机、网络视频服务器和无线网桥。为适应多路图像传输对网络带宽的高要求，系统设计选择使用了54M的无线网桥。

在9号车厢(通常列车长和乘警的办公车厢)安排了两台无线网桥，分别通过5类网线连接至交换机，并与监控用计算机相连。每个车厢的无线网桥配备有高增益低风阻定向天线，经过低损耗高频馈线连接，固定在该车厢外顶棚上。

考虑到列车高速运行安全的要求，天线的高度不能高过车厢的弧顶，因此选择在车顶的一侧，架设天线。

我们选用美国54M无线网桥，其特别的功能为网桥的自动识别组网功能。当若干台无线网桥分别放置在相互的天馈系统覆盖范围之内时，具有相同SSID设置的无线网桥将自动判别并认证对端的无线设备，符合组网条件的无线网桥将自动连接成点对点或者点对多点的网络，而不必事先将对方设备的参数设置到本机。这样，完全可以满足列车车厢任意重新编组后，系统无需人工干预而自动重新建立的功能要求。

3. 实际测试数据

a. 按照前述设计，我们在各个车厢上分别放置成套无线监控设备，每套包括摄像机、网络视频服务器和无线网桥及配套天馈部件，测试系统中最远的两台设备之间的带宽。考虑到行车安全，天线的架设高度受到严格限制，而且，车厢均为金属结构。在这样的恶劣工作条件下，实际测得最远两台无线网桥的链路，其净数据带宽高达约14Mbps(理想条件下，去除无线传输协议占用的带宽后，54Mbps的无线网桥实际有效数据传输带宽可以到20Mbps以上)。完全满足系统传输多路图像的带宽要求。

b. 启动全部车厢上的无线监控设备，到9号车厢上观察由各个车厢上传输来的图像画面，结果是画面非常流畅。系统设计和测试取得圆满成功。

c. 在列车高速行进中，经常出现转弯的情况。为了保证弯道行驶时系统仍然可以正常工作，本系统特别设计选择了宽辐射角度的高增益低风阻定向天线，以保持无线信号的稳定连接，并能完全适应列车运行环境下的系统使用要求。

三、结论

经过理论设计和列车实际系统调试及测试，本方案设计和设备选型完全满足列车无线监控系统对于系统各项技术指标的要求，具有技术先进性和实用性，适合在铁路行业大面积推广。

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