CN103442219A - 一种轨道交通车辆数字视频监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道交通车辆数字视频监控系统，包括：多台依次连接的车厢视频采集子系统，用于采集本节车厢的视频数据，经处理后进行本地存储；两台视频数据集中管理子系统，分别安装在车辆的车头和车尾，并分别与相应最接近的车厢视频采集子系统连接，用于实时浏览和调取各车厢视频采集子系统中的监控数据，并对监控数据进行集中管理。与现有技术相比，本发明具有扩展性好、维护方便、可靠性高、安全性好、全数字化、智能化、网络化等优点。

Description

一种轨道交通车辆数字视频监控系统

技术领域

本发明涉及一种视频监控系统，尤其是涉及一种轨道交通车辆数字视频监控系统。

背景技术

目前，我国各大城市的城市轨道交通车站内都安装了闭路电视监控系统，实现了对站内的安防监控。而对列车车厢内的安防监控则刚刚起步，为防范城市轨道交通突发事件的产生，设计一种车辆视频监控系统是当前十分紧迫而重要的任务之一。

监控系统大都采用传统的模拟系统，但是这些系统具有很多缺点：建设与维护可提供连接的宽带线缆基础设施耗资巨大；依靠人力监视众多的监控画面会耗费大量人力，其效率很低，而且由于人为错误还会造成假警报和降低安全性；目前，普通的视频监控系统只是将采集到的视频图像进行存储，主要作为事后追查的依据，很难事先发现事故隐患，将事故消灭在萌芽状态。

普通的模拟视频信号已经不能满足视频监控的需求，无论是存储的录像还是实时的图像浏览都需要视频图像的高清晰化，从前端摄像头到存储设备和控制管理设备都需要数字化。视频数据的数字化和高清化必然带来系统网络带宽的增加，然而，现有的网络结构及组网方式并不适应车载可靠传输要求。同时由于车载特性，现有的视频监控系统并没有很好的机制来防止视频数据的丢失，做到数据可靠存储。同时，现有系统的智能化程度较低，管理与维护效率不高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种扩展性好、维护方便、可靠性高、安全性好、全数字化、智能化、网络化的轨道交通车辆数字视频监控系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种轨道交通车辆数字视频监控系统，其特征在于，包括：

多台依次连接的车厢视频采集子系统，用于采集本节车厢的视频数据，经处理后进行本地存储；

两台视频数据集中管理子系统，分别安装在车辆的车头和车尾，并分别与相应最接近的车厢视频采集子系统连接，用于实时浏览和调取各车厢视频采集子系统中的监控数据，并对监控数据进行集中管理。

所述的车厢视频采集子系统包括多路车厢摄像机、媒体服务器和多功能连接器，所述的多功能连接器包括8路以太网数据接口，其中四路分别与视频服务器和摄像头连接，其余四路作为环网接口，其中中间两路环网接口物理连接，所述的多功能连接器与相邻的车厢视频采集子系统的多功能连接器连接。

多路车厢摄像机进行全车厢图像采集，并将视频数据进行压缩编码后通过多功能连接器传输给媒体服务器，视频数据经过媒体服务器解码处理形成原始图像数据，并将这些原始图像数据将存储到媒体服务器的物理介质中。

所述的媒体服务器中设有用于存储图像数据的双介质冗余存储模块，该双介质冗余存储模块由机械硬盘和固态硬盘构成。

所述的视频数据集中管理子系统包括控制主机、具有通信功能的综合电源、显示器和控制端摄像机，所述的控制主机、控制端摄像机分别与综合电源连接，所述的综合电源与相邻车厢视频采集子系统的多功能连接器连接；

车头端综合电源按照升序方式依次通过奇数序号车厢视频采集子系统的多功能连接器后与车尾端综合电源连接，车尾端综合电源按照降序方式依次通过偶数序号车厢视频采集子系统的多功能连接器后与车头端综合电源连接，形成冗余跳接环网结构。

所述的车厢视频采集子系统和视频数据集中管理子系统中均设有断电延时保护电路。

所述的显示器可单画面或多画面显示，采用轮巡方式或人工模式进行切换。

所述的控制主机采用客户机/服务器模式，设置了不同的操作管理权限。

所述的车厢视频采集子系统中设有报警模块，当车厢内有非法入侵及违反运营安全动作发生时，报警模块进行报警，同时媒体服务器将当前画面和报警信息一并发送给控制主机，控制主机接收进行二次报警，并通过显示器显示报警画面。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明采用分布式存储集中显示控制的方式实现监控数据的存储和控制管理，适应轨道交通车辆特点，扩展性好，维护管理方便。

2)本发明采用100/1000M的工业以太网作为通信的承载网络，使用冗余跳接环网拓扑结构来组网，系统网络单节点故障不至于整个网络中断和瘫痪网络，网络故障检测容易，网络传输延时和自愈时间小，实现数据可靠传输。

3)本发明采用双介质冗余存储设计方法，通过双硬盘存储介质，从而提高了数据的读/写速率，提高了设备的存储性能，提高了数据存储的可靠性和稳定性。

4)本发明的基于超级电容的延时电路来保护设备，简单有效的提高了设备的可靠性。

5)本发明具备设备故障信息上报和智能告警联动功能，整个系统实现全数字化。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2本发明的实际安装图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1和2所示，一种轨道交通车辆数字视频监控系统，包括：

多台依次连接的车厢视频采集子系统，用于采集本节车厢的视频数据，经处理后进行本地存储；

两台视频数据集中管理子系统，分别安装在车辆的车头和车尾，并分别与相应最接近的车厢视频采集子系统连接，用于实时浏览和调取各车厢视频采集子系统中的监控数据，并对监控数据进行集中管理。

所述的车厢视频采集子系统包括多路车厢摄像机11、媒体服务器12和多功能连接器13，所述的多功能连接器13包括8路以太网数据接口，其中四路分别与视频服务器和摄像头连接，其余四路作为环网接口，其中中间两路环网接口物理连接，所述的多功能连接器13与相邻的车厢视频采集子系统的多功能连接器连接，

多路车厢摄像机进行全车厢图像采集，并将视频数据进行压缩编码后通过多功能连接器传输给媒体服务器，视频数据经过媒体服务器解码处理形成原始图像数据，并将这些原始图像数据将存储到媒体服务器的物理介质中。

所述的媒体服务器11中设有用于存储图像数据的双介质冗余存储模块，该双介质冗余存储模块由机械硬盘和固态硬盘构成。

所述的视频数据集中管理子系统包括控制主机22、具有通信功能的综合电源21、显示器24和控制端摄像机23，所述的控制主机22、控制端摄像机23分别与综合电源21连接，所述的综合电源21与相邻车厢视频采集子系统的多功能连接器13连接；

车头端综合电源21按照升序方式依次通过奇数序号车厢视频采集子系统的多功能连接器13后与车尾端综合电源连接，车尾端综合电源按照降序方式依次通过偶数序号车厢视频采集子系统的多功能连接器后与车头端综合电源连接，形成冗余跳接环网结构。

所述的车厢视频采集子系统和视频数据集中管理子系统中均设有断电延时保护电路。所述的显示器可单画面或多画面显示，采用轮巡方式或人工模式进行切换。所述的控制主机采用客户机/服务器模式，设置了不同的操作管理权限。

所述的车厢视频采集子系统中设有报警模块，当车厢内有非法入侵及违反运营安全动作发生时，报警模块进行报警，同时媒体服务器将当前画面和报警信息一并发送给控制主机，控制主机接收进行二次报警，并通过显示器显示报警画面。

本发明监控系统是全数字化、智能化、网络化的车辆监控系统，采用分布监视存储，集中显示控制模式，由前端视频采集，本地车厢图像和事件存储，图像数据传输，系统显示和记录控制。系统监控能够覆盖整个车厢，监控画面可以集中在司机室控制端显示屏上显示，录像保存时间可达15天时间，并且录像可以方便的检索及下载。系统还具备智能分析及联动报警功能，预留车地通信接口可以将视频图像传送到地面控制中心，实现地面的对列车的实时监控。

结合图1，对本发明技术方案做详细介绍。视频监控系统分为三个层次：视频采集层、视频处理与传输层、数据应用层。视频采集层设备为IP全景摄像机；数据处理与传输层设备应包括视频处理与存储设备、信息交换设备、网络连接通道设备等；数据应用层设备应为视频服务器与人机交互设备等。该系统采用对称式结构设计，在首尾两端司机室内安装完全相同的两套设备，满足上下行监控需求。每节车厢配置多个摄像机以获取视频图像，摄像机采用高清全景网络摄像机，大量的图像数据将存储在本地媒体服务器中。视频流和内部信息命令可以通过高速以太网络传送给司机室控制主机，用户或是维护管理人员在司机室端通过控制主机和车载显示器实现用户对系统设备及系统的管理和维护。当车厢内有非法入侵及违反运营安全动作发生时，系统会产生告警并在控制端记录和显示当前画面供司机处理。两端司机室的控制主机在控制管理系统中地位是相同的，采用主备模式工作。主机端安装有列车控制管理系统软件，采用客户机/服务器(C/S)模式，设置了不同的操作管理权限，可以实现各车厢视频图像的实时浏览、检索和回放，还具备检测系统设备，故障记录等功能。

摄像机采用IP全景摄像机，IP全景摄像机为车载专用高清网络摄像机，负责整个车厢的视频采集，其具有360度全景覆盖特点，体积小，结构坚实。采用先进的视频压缩技术，支持720P清晰度的图像数据，支持PoE网络功能。多功能连接器和综合电源为系统网络的数据交换设备，同时还具备给其他设备的供电功能。多功能连接器具备4口10/100/1000TX端口、4口10/100TX端口、两个物理短接端口；广播风暴/回路防护；支持RSTP；支持VLAN；支持网管；支持PoE功能。媒体服务器为系统监控数据处理和的存储设备，具有16路模拟视频和4路网络视频数据接口；存储介质为2TB机械硬盘和128GB固态硬盘硬盘；支持720p高清图像；内部数据接口为eSATA接口；支持延时关机功能。控制主机和显示器是系统控制显示端，控制主机为车载专用工业控制计算机，硬件性能高，体积小、无风扇设计、抗震性好，适应车载环境。显示器采用8寸车载液晶触摸屏，操作简单，稳定可靠。司机通过显示器可以选择车内任意车厢的监控视频进行监控，可以单画面或4画面显示，可以采用轮巡方式或人工模式切换画面。控制主机通过系统软件可以配置、管理、检测、诊断系统内各个设备以及视频服务器等设备。

Claims (8)

1.一种轨道交通车辆数字视频监控系统，其特征在于，包括：

多台依次连接的车厢视频采集子系统，用于采集本节车厢的视频数据，经处理后进行本地存储；

两台视频数据集中管理子系统，分别安装在车辆的车头和车尾，并分别与相应最接近的车厢视频采集子系统连接，用于实时浏览和调取各车厢视频采集子系统中的监控数据，并对监控数据进行集中管理。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆数字视频监控系统，其特征在于，所述的车厢视频采集子系统包括多路车厢摄像机、媒体服务器和多功能连接器，所述的多功能连接器包括8路以太网数据接口，其中四路分别与视频服务器和摄像头连接，其余四路作为环网接口，其中中间两路环网接口物理连接，所述的多功能连接器与相邻的车厢视频采集子系统的多功能连接器连接，

多路车厢摄像机进行全车厢图像采集，并将视频数据进行压缩编码后通过多功能连接器传输给媒体服务器，视频数据经过媒体服务器解码处理形成原始图像数据，并将这些原始图像数据将存储到媒体服务器的物理介质中。

3.根据权利要求2所述的一种轨道交通车辆数字视频监控系统，其特征在于，所述的媒体服务器中设有用于存储图像数据的双介质冗余存储模块，该双介质冗余存储模块由机械硬盘和固态硬盘构成。

4.根据权利要求2所述的一种轨道交通车辆数字视频监控系统，其特征在于，所述的视频数据集中管理子系统包括控制主机、具有通信功能的综合电源、显示器和控制端摄像机，所述的控制主机、控制端摄像机分别与综合电源连接，所述的综合电源与相邻车厢视频采集子系统的多功能连接器连接；

车头端综合电源按照升序方式依次通过奇数序号车厢视频采集子系统的多功能连接器后与车尾端综合电源连接，车尾端综合电源按照降序方式依次通过偶数序号车厢视频采集子系统的多功能连接器后与车头端综合电源连接，形成冗余跳接环网结构。

5.根据权利要求4所述的一种轨道交通车辆数字视频监控系统，其特征在于，所述的车厢视频采集子系统和视频数据集中管理子系统中均设有断电延时保护电路。

6.根据权利要求4所述的一种轨道交通车辆数字视频监控系统，其特征在于，所述的显示器可单画面或多画面显示，采用轮巡方式或人工模式进行切换。

7.根据权利要求4所述的一种轨道交通车辆数字视频监控系统，其特征在于，所述的控制主机采用客户机/服务器模式，设置了不同的操作管理权限。

8.根据权利要求4所述的一种轨道交通车辆数字视频监控系统，其特征在于，所述的车厢视频采集子系统中设有报警模块，当车厢内有非法入侵及违反运营安全动作发生时，报警模块进行报警，同时媒体服务器将当前画面和报警信息一并发送给控制主机，控制主机接收进行二次报警，并通过显示器显示报警画面。

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