БОРТОВОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ПОДВИЖНОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО СОСТАВА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к средствам распространения информации и может быть использована для решения задачи доставки развлекательного контента пассажирам во время движения поездов. Полезная модель может быть использована на других видах транспорта и в других областях.
Известна многофункциональная бортовая информационная система пассажирского вагона железнодорожного транспорта, содержащая несколько магистральных линий связи и мультисервисный контроллер сети (МКС) в виде необслуживаемого компьютера в защитном корпусе с узлами подключения к внешним сетям связи, отличающаяся тем, что мультисервисный контроллер сети представляет собой многофункциональное бортовое информационное устройство предоставления медийных услуг, необслуживаемый компьютер которого выполнен быстрозаменяемым и размещен в защитном корпусе в виде мобильного/носимого кейса (патент RU №139510, МПК B60R 11/02, 03.06.2013).
Известна многофункциональная бортовая информационная система пассажирских вагонов железнодорожного транспорта «инбера», которая содержит размещенную в штабном вагоне базовую станцию, подключенную к внешним системам связи цифровой радиолинией, например, спутниковым радиоканалом, размещенные в каждом вагоне видеомониторы и оконечные устройства связи, подключенные к базовой станции (патент RU №53988 U1, МПК B60R 11/02, G08B 13/196, H04N 7/18, 01.02.2006). Базовая станция включает поездной информационный сервер, почтовый и Интернет сервер, сервер системы видеонаблюдения, мониторы информационного сервера и сервера системы видеонаблюдения, панель управления и блоки питания. Поездной сервер подключен к приемнику GPS. В каждом пассажирском вагоне состава установлены, по меньшей мере, один коммутатор, к которому подключен сегмент локальной сети вагона, обеспечивающей трансляцию аудио- и видеосигнала цифрового качества к каждому, расположенному в вагоне, пассажирскому терминалу, устройство беспроводного доступа к поездной сети для подключения портативных компьютеров, и аппаратура видеонаблюдения, подключенная к серверу системы видеонаблюдения базовой станции и содержащая видеокамеры, вагонный регистратор и блоки питания. По крайней мере, в одном из пассажирских вагонов состава установлен вагонный сервер локальной сети, обеспечивающий трансляцию «видео по запросу».
Известна многофункциональная бортовая информационная система пассажирского вагона железнодорожного транспорта, которая отличается тем, что в многофункциональной бортовой информационной системе пассажирского вагона железнодорожного транспорта, содержащей размещенные в каждом вагоне систему охраны, узлы подключения к внешним сетям связи, оконечные устройства связи пассажирских мест в вагоне и блок питания, в нее введен мультисервисный контроллер сети в виде необслуживаемого компьютера в защитном корпусе, к которому подключены система охраны, узлы подключения к внешним сетям связи, оконечные устройства связи пассажирских мест в вагоне и блок питания. Кроме того, может быть дополнительно введена система защиты от выноса материальных ценностей из вагона, RFID датчики которой подключены к мультисервисному контроллеру сети, система измерения температуры человека, инфракрасный тепловизор которой подключен к мультисервисному контроллеру сети (патент RU №90390 U1, МПК B60R 11/02, 01.10.2009). Оконечное устройство связи пассажирских мест в вагоне может быть выполнено в виде распределительной коробки содержащей разъемы для подключения Интернета, наушников, видео, адаптера питания и кнопку вызова проводника, система охраны включать в себя камеру видеонаблюдения и датчики дыма, движения и повышенной вибрации, а также датчики типа «Электронный нос» для обнаружения запрещенных к провозу веществ. Узлы подключения к внешним сетям связи могут быть выполнены в виде приемника GPS, GSM модема мульти SIM для связи с сотовыми телефонными сетями и адаптера беспроводной межвагонной сети, а также в нее дополнительно может быть введен IP-таксофон, подключенный к мультисервисному контроллеру сети и терминал для оплаты услуг кредитными картами с соответствующими контроллерами.
Недостатком приведенных систем является их многофункциональность и использование одного устройства для решения сразу всего круга задач, возникающих при обслуживании пассажиров. Из-за этого устройство перегружено различными интерфейсами, а программное обеспечение (ПО) становится слишком сложным, трудно управляемым и потенциально ненадежным.
Техническая задача заключается в создании бортового информационного устройства, выполненного с возможностью информационно-развлекательного обслуживания пассажиров с одновременной возможностью периодического обновления контента (данных) и программного обеспечения соответствующих идентификатору бортового устройства, а также возможностью передачи статистики на центральный сервер.
Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств и функциональных возможностей бортового информационного устройства с вышеуказанными функциями.
На фиг. 1 показан состав основных элементов системы информационно-развлекательного мультимедийного портала.
На фиг. 2 изображен состав бортового информационного устройства (бортового сервера).
На фиг. 3 изображен состав системы управления.
Информационно-развлекательный мультимедийный портал, содержит сервис динамической синхронизации (1) и систему (2) управления, включающую блок (3) управления контентом и сервер динамической синхронизации (4), подключенный к системе (3) управления контентом.
Технический результат достигается тем, что бортовое информационное устройство (5) подвижного железнодорожного состава, снабжено медиа-сервером (6), клиентским приложением (7) и клиентом динамической синхронизации (8), причем медиа-сервер (6) подключен к клиентскому приложению (7) и к клиенту динамической синхронизации (8), который выполнен с возможностью периодической проверки параметров сетевого подключения и возможности инициации начала загрузки данных с центрального сервера по списку соответствующему его идентификатору, который присваивается медиа-серверу (6), а также клиент динамической синхронизации выполнен с возможностью передачи статистической информации на центральный сервер, причем клиентское приложение выполнено с возможностью передачи информации пользователям.
Кроме этого клиент динамической синхронизации выполнен с возможностью загрузки данных по протоколу, который передает только новые файлы и только те части старых файлов, которые были изменены.
Бортовое информационное устройство (5) устанавливается непосредственно на подвижном составе и осуществляет прямое взаимодействие с пользовательскими устройствами. Он представляет собой необслуживаемый компьютер в защитном корпусе. Клиентская часть программного обеспечения (ПО) бортового информационного устройства рассчитана на применение как в браузерах на пользовательских устройствах, так и в специальном приложении, разработанном специально для отображения портала.
Система (2) управления устанавливается в наземном центре обработки данных (ЦОД), а для лучшей доступности может быть развернута в облачной инфраструктуре. Она решает задачи управления контентом, обновления ПО бортовых информационных устройств, сбора статистики и построения отчетов на ее основе. Система имеет веб-интерфейс, позволяющий создавать или загружать контент, вводить сопровождающие метаданные, объединять контент в наборы, публиковать его для любых подмножеств бортовых информационных устройств, вносить правки и просматривать отчеты.
Сервис (1) динамической синхронизации является распределенной службой, имеет наземный и бортовой компоненты (4, 8) и решает задачу обмена информацией между бортовыми информационными устройствами (5) и системой управления (2). Он адаптирован к эксплуатации в условиях неуверенной, надолго прерывающейся связи между наземными и бортовыми компонентами. Для повышения эффективности наземные компоненты (4) сервиса могут устанавливаться вне системы управления (2). Например, в депо, где есть возможность организовать беспроводную локальную сеть с высокой пропускной способностью для синхронизации больших наборов контента во время сервисного обслуживания подвижного состава. Также при необходимости контент может передаваться на бортовые информационные устройства (5) через съемные накопители. Для этого в системе управления (2) предусмотрена возможность выгрузки контента на съемное устройство, а клиент динамической синхронизации (8) постоянно опрашивает подключенные к бортовому информационному устройству (5) внешние накопители и, при наличии на накопителе задания на синхронизацию, начинает процесс обновления.
Бортовое информационное устройство (бортовой сервер) (5) устанавливается на подвижном составе (фиг. 2). Он предназначен для выполнения следующих функций:
- доставка содержимого портала на клиентские устройства (9): меню/навигация (22), видео (23), аудио (24) и электронные книги (25);
- синхронизация в блоке (11) синхронизации контента содержимого портала с системой управления: электронных книг (17), аудио (18) и видео (19) файлов;
- обновление в блоках (12, 15) обновления ПО компонентов (6, 7, 8) ПО бортового информационного устройства (5);
- передача статистки в блоке (10) об использовании ресурсов в систему управления.
Архитектурно бортовое информационное устройство (5) состоит из следующих основных компонентов (фиг. 2):
- медиа-сервер (6);
- клиентское приложение (7) на базе HTML5;
- клиент (8) динамической синхронизации.
Функции бортового информационного устройства (5) распределяются между этими компонентами следующим образом:
- доставка содержимого портала конечным пользователям осуществляется при помощи клиентского приложения (7) на базе HTML5;
- синхронизация портала с системой управления, обновление ПО и передача статистки осуществляется клиентом (8) динамической синхронизации.
Медиа-сервер (6) предназначен для выполнения низкоуровневых функций хранения, управления, распределения прав доступа и передачи контента, сбора статистки, аутентификации и авторизации пользователей. Он предоставляет REST API для работы с клиентским приложением (7) и осуществляет стриминг аудио (18) и видео (19) файлов. Также он имеет механизм для сообщения статуса работы бортового информационного устройства (5) системе управления (2), механизмы (16) аутентификации и авторизации пользователей, платежный шлюз.
При обнаружении клиентом (8) динамической синхронизации задания на обновление в блоке (12) ПО или синхронизацию в блоке (11) контента как в режиме онлайн на сервере (4) динамической синхронизации, так и в режиме оффлайн на съемном накопителе, он автоматически начинает загрузку необходимых файлов на накопитель бортового информационного устройства (5).
При обновлении ПО происходит остановка обновляемых компонентов ПО, установка новых версий и в случае успешного завершения установки переключение ПО на новую версию. При этом номера текущих версий компонентов ПО запоминаются в соответствующем блоке (15) медиа-сервера (6). Каждый компонент (6, 7, 8) ПО бортового информационного устройства может быть обновлен отдельно.
Синхронизация в блоке (11) контента может производиться без остановки портала прозрачно для пользователей. При синхронизации контента происходит загрузка новых файлов в отдельную папку на накопителе бортового информационного устройства (5). При этом проверяется наличие каждого файла (17, 18, 19) в текущей версии контента и совпадение его контрольной суммы с файлом из новой версии контента. В случае совпадения, файл из нового набора контента не передается. В случае, если файл все же передается на бортовое информационное устройство, после окончания загрузки проверяется контрольная сумма загруженного файла. Это позволяет минимизировать время обновления при незначительных изменениях в контенте, а также защищает от разрушения информации в случае неисправности накопителя бортового информационного устройства или ошибок передачи. При успешном окончании загрузки нового контента, информация о нем вносится в базу данных (БД) (14) медиа-сервера (6) и происходит переключение бортового информационного устройства на новую версию контента. При любом сбое в процессе синхронизации переключение не производится, и контент остается доступным пользователям в старой версии. В случае необходимости имеется возможность отката на предыдущую версию контента после успешной синхронизации, например, при обнаружении ошибочно добавленного контента.
БД (14) используется для передачи информации о содержимом страниц портала клиентскому приложению (7). Она содержит данные о различных видах контента (17, 18, 19), которая при запросе от клиентского приложения (7) преобразуется в формат каталога (20), удобный для передачи по протоколу HTTP на клиентские устройства (9). В БД (14) помимо информации о расположении конкретных файлов содержатся различные метаданные (например, для видео-контента (19) это информация о жанре, режиссере, актерах, описание сюжета и т.п.), а также период времени, в течение которого конкретная единица контента доступна пользователям. Это позволяет в точности соблюдать соглашения, заключенные с правообладателями. В процессе работы бортового информационного устройства информация из БД (14), преобразованная в каталог (20) через клиентское приложение передается на клиентские устройства (9) в виде файлов: меню/навигация (22), видео (23), аудио (24) и электронные книги (25).
При подключении к порталу каждое клиентское устройство (9) получает уникальный идентификатор, привязанный как к физическим параметрам его устройства, так и к способу подключения. Это производится посредством модуля (21) аутентификации клиентского приложения (7) при помощи модуля (16) аутентификации и авторизации медиа-сервера (6). В случае приобретения клиентом платного контента, статус его оплаты привязывается к его идентификатору. Информация хранится на сервере в зашифрованном виде. При запросе пользователем контента медиа-сервер выдает клиентскому приложению только те единицы контента, которые доступны конкретному пользователю в зависимости от его класса обслуживания, статуса оплаты и текущей даты: меню/навигация (22), видео (23), аудио (24) и электронные книги (25).
В процессе работы бортового информационного устройства клиентское приложение постоянно собирает различную статистику в блоке (26) передачи статистки. В том числе информацию, необходимую для отчетов перед правообладателями, такую как количество подключенных клиентов в каждый момент времени, количество просмотров каждой единицы контента, качество соединения с клиентским устройством и т.п. Эта статистика передается в модуль (13) сбора статистики медиа-сервера. При наличии соединения с системой управления (2) происходит передача статистики в блоке (10) при помощи клиента (8) динамической синхронизации.
Клиентское приложение (7) на основе HTML5 построено на архитектуре REST и работает в веб браузерах мобильных устройств с OC iOS и Android, а также в браузерах IE, Safari, Chrome, Firefox настольных OC, таких как MacOS, Windows, Linux. Приложение предоставляет следующую функциональность:
- аутентификация пользователя (21);
- просмотр потокового видео (23);
- прослушивание аудио файлов (24);
- запуск PDF в стандартной программе просмотра клиентской ОС (25);
- возможность отображения страницы оплаты услуг посредством платежного шлюза Медиа-сервера;
- возможность встраивания внешних компонентов в интерфейс приложения посредством iframe.
Оборудование для размещения ПО бортового информационного устройства (5) подбирается для каждого объекта установки индивидуально. Тип исполнения, форм-фактор, способы крепления определяются в соответствии с условиями, существующими на объекте. Для успешного функционирования портала оборудование также должно соответствовать определенным требованиям, предъявляемым со стороны ПО к характеристикам процессора, объему оперативной памяти и системы хранения.
Бортовое информационное устройство (5) может работать в автономном режиме, то есть без наличия подключения к сети Интернет. Во время нормальной работы ожидается наличие сетевого подключения, однако оно не обязательно. При наличии подключения бортового информационное устройство может осуществлять определенные операции по взаимодействию с центральным сервером, такие как обновление содержимого, ПО и отправка статистической информации в систему управления (2).
Система управления (2) состоит из трех основных модулей (фиг. 3):
- система управления контентом (3);
- сервер динамической синхронизации (4);
- БД (база данных) контента, метаданных, ПО, статистики (33)
Система управления контентом (3) предоставляет возможность добавления видео (19 см. фиг 2), аудио (18 см. фиг 2) файлов и файлов PDF (17 см. фиг 2), иллюстраций к ним, а также текстовых файлов с метаданными для описания добавленного контента.
Администратор системы имеет возможность:
- добавлять новые медиа файлы (mp3, mp4, pdf) (17, 18, 19 см. фиг 2) в БД (33) контента, метаданных, ПО, статистики для добавления новых медиа файлов;
- редактировать (28) их описание;
- привязывать медиа контент к набору контента;
- публиковать набор контента в блоке (32) опубликования для определенных бортовых информационных устройств (5);
- редактировать (29) необходимые правила просмотра медиа контента для пассажиров путем назначения категорий;
- редактировать список бортовых информационных устройств (5);
- в блоке (31) управления и редактирования списка редактировать список версий ПО для бортовых информационных устройств (5);
- публиковать обновления ПО для бортовых информационных устройств (5) в блоке (32) опубликования;
- управлять изображениями (30);
- просматривать с помощью блока (27) анализа и просмотра статистики использования всех бортовых информационных устройств (5), статистику использования контента пассажирами, статистику работы сервиса динамической синхронизации (1).
Каждый состав, оснащенный бортовым информационным устройством (5), имеет уникальный идентификатор в системе управления (2). Данный идентификатор записан в конфигурационном файле медиа-сервера (6). Составы могут быть оснащены двумя или более экземплярами медиа-сервера (6) для покрытия сервисом всех пассажиров. Такие экземпляры имеют уникальный идентификатор группы для одновременной публикации набора контента на все медиа-серверы (6) группы. Система управления (2) предоставляет возможность редактировать список всех экземпляров бортовых информационных устройств (5) и их групп, а также возможность привязывать эти экземпляры и группы к наборам публикуемого контента (34). Администратор системы имеет возможность просмотреть текущее состояние сетевого подключения каждого бортового информационного устройства (5). Для этого Медиа-сервер (6) периодически посылает сервисные сообщения в систему управления (2) при наличии у него соединения с сетью Интернет.
Система управления (2) предоставляет возможность редактирования (29) категорий данных и привязки медиа к этим категориям. Примером категории может служить жанр видео, видео тизер для отображения видео в блоке предложений и рекламы и т.п. Клиентское приложение (7) имеет возможность фильтровать отображение медиа контента на основе заданных ему категорий.
Система управления (2) предоставляет возможность ограничить потребление определенных элементов контента для определенных классов пассажиров:
- первый класс;
- бизнес класс;
- эконом класс;
- туристический класс.
Система управления (2) предоставляет возможность добавления и редактирования наборов контента, а также возможность привязки медиа к определенным наборам. Публикация наборов контента в блоке (32) опубликования осуществляется независимо от остальных наборов. Конкретный набор может быть предоставлен как ограниченному набору бортовых информационных устройств (5) на составах, так и всем станциям, сконфигурированным в системе.
Все содержимое, описанное в публикуемом наборе, описано в списке задач для сервиса динамической синхронизации. Список содержит инструкции для копирования контента с метаданными.
По аналогии с публикацией обновлений контента, система управления предоставляет возможность редактировать список версий ПО в блоке (31) управления и редактирования списка на бортовых информационных устройствах (5), а также публиковать выбранную версию на конкретные составы. При осуществлении публикации выбранной версии, система управления (2) предоставляет для копирования сервисом синхронизации пакет с необходимой версией ПО и скрипт обновления, который должен быть запущен на бортовом информационном устройстве.
Система управления (2) интегрирует отчеты о работе сервиса синхронизации (1) и отображает текущее состояние выполнения загрузки на конкретный экземпляр бортового информационного устройства. Система (2) также обеспечивает возможность по управлению контентом, учету потребленного контента, ведению статистики и взаимодействию с любыми платежными системами.
Система предоставляет средства для анализа статистики с помощью блока (27) анализа и просмотра статистики, собранной со всех подсистем. Статистика включает в себя:
- количество просмотров видео/аудио файлов;
- выбранное качество просмотра;
- информация о факте проведения оплаты и доступа к медиа контенту;
- сведения об ошибках в работе системы;
- отчеты о проведенной синхронизации файлов.
Система управления (2) предоставляет возможность визуального отображения отчетов посредством гистограмм с возможностью фильтровать по временным интервалам.
Загрузка контента в блок (34) публикации и ПО производится через веб-интерфейс системы управления или через ftp-сервер, в зависимости от того, загружает ли его контент-оператор или файл загружается непосредственно правообладателем, находящимся на удалении. При любом способе загрузки файл попадает в БД (33) системы управления и должен быть описан в системе посредством веб-интерфейса. После нажатия кнопки публикации набор контента или ПО из БД (33) передается серверу динамической синхронизации (4) в виде набора (35) медиа-файлов или архивных файлов (36) установщиков ПО, сопровождаемых файлом инструкций в специальном формате.
Бортовые информационные устройства (5) при подключении к системе управления (2) получают набор опубликованных заданий набора (35) медиа-файлов или архивных файлов (36) и начинают загрузку тех из них, которые предназначены для конкретного бортового информационного устройства. Одновременно с бортовых информационных устройств в систему управления в блоке (37) загрузки статистики бортовых информационных устройств, скачивается накопленная за период отсутствия связи статистика, которая загружается в БД (33) для дальнейшего анализа с помощью блока (27).
Сервис динамической синхронизации (1) обеспечивает связь между бортовыми информационными устройствами (5) и системой управления (2). Сервис осуществляет передачу обновленного контента и ПО в те периоды времени, когда бортовое информационное устройство (5) имеет подключение к сети Интернет.
Сервис динамической синхронизации (1) состоит из двух компонентов:
- сервер динамической синхронизации (4) в системе управления;
- клиент динамической синхронизации (8) на бортовых информационных устройствах.
Сервер динамической синхронизации (4) в системе управления (2) интегрирован с сервисом динамической синхронизации (1) системы управления (2). При наличии опубликованного контента и файла задач копирования на бортовые информационные устройства (5), сервис динамической синхронизации (1) должен начать копирование файлов на удаленные серверы на составах.
Файл задач должен описывать:
- идентификаторы и/или группы идентификаторов серверов, на которые набор контента должен быть скопирован;
- список файлов контента из набора контента с полными путями к файлам;
- список файлов метаданных к контенту (JSON);
- список иллюстраций к контенту во всех необходимых форматах.
Экземпляр клиента динамической синхронизации (8) также прикреплен к каждому экземпляру бортового информационного устройства (5). При наличии сетевого подключения Wi-Fi, 3G и т.д., бортовое информационное устройство (5) должно загрузить набор данных из системы управления (2) по списку, соответствующему его идентификатору.
Клиент динамической синхронизации (8) на бортовом информационном устройстве (5) - периодически проверяет параметры сетевого подключения и пытается инициировать начало копирования из системы управления (2). При получении файла задач, он начинает копировать все файлы по этому списку с удаленного хранилища. Решение основано на протоколе rsync, который позволяет оптимизировать объем передаваемых данных, передавая только новые файлы и только те части старых файлов, которые были изменены. При этом, при каждой синхронизации проверяется соответствие контрольных сумм файлов, расположенных на бортовом информационном устройстве (5) на соответствие контрольным суммам файлов, передаваемых из системы управления (2).
Таким образом, обеспечивается расширение арсенала технических средств и функциональных возможностей бортового информационного устройства, а именно создание бортового информационного устройства, выполненного с возможностью информационно-развлекательного обслуживания пассажиров с одновременной возможностью периодического обновления контента (данных) и программного обеспечения, соответствующих его идентификатору и возможность передачи статистики.
Также при обновлении данных достигается более оптимизированная загрузка данных, т.к. передают только новые файлы и только те части старых файлов, которые были изменены.
Полезная модель может быть интегрирована в существующую сетевую инфраструктуру при условии наличия достаточной пропускной способности сети. Кроме того, применение полезной модели не ограничивается железнодорожным транспортом - возможно применение на автомобильном транспорте и авиатранспорте, а также на изолированных неподвижных объектах.