CN103475859A - 适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统 - Google Patents

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CN103475859A CN2013103861031A CN201310386103A CN103475859A CN 103475859 A CN103475859 A CN 103475859A CN 2013103861031 A CN2013103861031 A CN 2013103861031A CN 201310386103 A CN201310386103 A CN 201310386103A CN 103475859 A CN103475859 A CN 103475859A
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李慧鹏
杨永铭
余小红
许妍琳
戴悦
何俊杰
张蕾
王莉
朱娜
朱坤
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Abstract

本发明涉及一种适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统，包括：多个车厢节点数据采集及存储端，用于采集各自车厢内数据并进行本地存储；通信网络，与车厢节点数据采集及存储端连接，用于传输数据和指令；集中控制端，通过通信网络分别与每个车厢节点数据采集及存储端连接，对各车厢数据进行实时浏览、检索和回放，并具有实时控制各车厢节点数据采集及存储端。与现有技术相比，本发明具有可靠性和稳定性高、灵活性和扩展性好、操作方便等特别适用于车辆使用环境的特点。

Description

适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统
技术领域
本发明涉及一种轨道交通监控技术，尤其是涉及一种适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统。
背景技术
在视频监控领域现有的存储方式大致可分为集中存储和分布式存储两大类。集中式存储方式是由前端设备负责图像的采集编码工作，视频数据集中存储在物理介质中。分布式存储方式则是将前端采集的视频数据分散存储在多台独立的存储设备上。传统的集中存储方式采用集中的存储服务器存放所有数据，存储服务器成为系统性能的瓶颈，也是可靠性和安全性的焦点，不能满足大规模存储应用的需要。分布式存储集中控制系统采用可扩展的系统结构，利用多台存储服务器分担存储负荷，利用位置服务器定位存储信息，它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率，还易于扩展。
轨道交通的车辆一般是由车头/车尾两端司机室以及多节车厢相连接组成的，每节车厢都是一个可拆编的节点。对分布式存储集中控制方法而言，存储服务器分配到各个车厢，每节车厢的设备构成是相同的，由车头/车尾司机室端的设备进行统一控制管理。集中存储方式的存储服务器是单点存储，如果列车车厢更换、增加或减少就是存储点位置，则集中存储方式会受到巨大影响，分布式存储方式则不受影响。两者相比集中存储方式不适用于轨道交通车辆监控系统。数据集中会导致管理和维护成本的增加。由于存储的数据过于集中，容量过大，对于历史视频/图像数据的调用查看的读取性能会明显降低。并且一旦存储介质本身出现问题，将影响整体的数据安全和视频监控平台的稳定运行。
分布式存储的方式下，前端采集的视频图像可以直接存储在本地视频服务器上，从而节约单位监控点存储成本、减少前端到中心的网络带宽占用压力，同时也避免网络故障造成的监控视频丢失。从存储过程的可靠性来看，分散存储更加可靠，因为它不需要网络的支持、不受网络带宽限制和网络故障的影响。但是目前分布式存储的控制一般采用分布控制或者部分集中控制，这样势必为造成控制成本高、操作维护不变等问题。
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可靠性和稳定性高、灵活性和扩展性好、操作方便的适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统，其特征在于，包括：
多个车厢节点数据采集及存储端，用于采集各自车厢内数据并进行本地存储；
通信网络，与车厢节点数据采集及存储端连接，用于传输数据和指令；
集中控制端，通过通信网络分别与每个车厢节点数据采集及存储端连接，对各车厢数据进行实时浏览、检索和回放，并具有实时控制各车厢节点数据采集及存储端。
所述的车厢节点数据采集及存储端包括：
多个车载网络摄像头，采用数字化的高清车载网络摄像机，用于全方位采集车厢的视频数据；
视频服务器，分别与每个车载网络摄像头连接，将车载网络摄像头采集的视频数据进行本地存储，并与集中控制端进行通信，执行集中控制端发送的指令。
所述的视频服务器具有适合车载特性的物理存储介质和延时关机特性，支持多路的模拟和数字化的视频输入，具有图像的编解码和流媒体存储转发功能。
所述的视频服务器在物理存储介质上增加了车载防震动处理。
所述的视频服务器采用双介质冗余存储方法，存储介质选择机械硬盘和电子硬盘双介质的存储。
所述的通信网络采用冗余跳接环网拓扑结构，优点是单点故障不影响整个网络的通信提高系统可靠性。
所述的集中控制端设有两个，采用主备模式工作，每个集中控制端包括：
控制主机，用于配置、管理、检测和诊断系统内各个设备；
人机界面，用户通过人机界面选择车内任一车厢的监控视频进行监控。
控制主机和HMI在司机室端，实现集中控制和管理。
所述的人机界面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。
所述的多画面为4画面。
所述的控制主机中的系统软件采用客户机/服务器模式，设置了不同的操作管理权限。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)采用分布式存储方式，因此提高了轨道交通车辆视频监控系统的可靠性和稳定性。
2)此系统适应轨道交通车辆的特点，整个系统架构可以不受车辆编组拆分变化的影响，灵活性和扩展性好。
3)由于采用集中控制方式，因此方便用户和管理者操作与维护，且系统功能强大，人机界面设计友好，操作方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
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1
如图1所示，一种适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统，包括：
多个车厢节点数据采集及存储端1，用于采集各自车厢内数据并进行本地存储；
通信网络3，与车厢节点数据采集及存储端1连接，用于传输数据和指令；
集中控制端2，通过通信网络3分别与每个车厢节点数据采集及存储端1连接，对各车厢数据进行实时浏览、检索和回放，并具有实时控制各车厢节点数据采集及存储端。
所述的车厢节点数据采集及存储端1包括：
多个车载网络摄像头12，采用数字化的高清车载网络摄像机，用于全方位采集车厢的视频数据；
视频服务器11，分别与每个车载网络摄像头12连接，将车载网络摄像头12采集的视频数据进行本地存储，并与集中控制端2进行通信，执行集中控制端2发送的指令。
所述的视频服务器11具有适合车载特性的物理存储介质和延时关机特性，支持多路的模拟和数字化的视频输入，具有图像的编解码和流媒体存储转发功能。所述的视频服务器11在物理存储介质上增加了车载防震动处理。所述的视频服务器11采用双介质冗余存储方法，存储介质选择机械硬盘和电子硬盘双介质的存储。
所述的通信网络3采用冗余跳接环网拓扑结构，优点是单点故障不影响整个网络的通信提高系统可靠性。
所述的集中控制端2设有两个，采用主备模式工作，每个集中控制端2包括：
控制主机21，用于配置、管理、检测和诊断系统内各个设备；
人机界面22，用户通过人机界面22选择车内任一车厢的监控视频进行监控。
所述的人机界面22可单画面或4画面显示，采用轮巡方式或人工模式进行切换。所述的系统软件采用客户机/服务器模式，设置了不同的操作管理权限。
实施例2
以8节编组车厢为例，要求每节车厢安装3个高清车载网络摄像头12实现车厢全覆盖监控，且能够存储15天录像为例，详细说明本发明的实现过程。
若每节车厢安装安装3路高清的车载网络摄像头12，以每路视频4Mbps流量存储15天计算，每节车厢的存储容量应为4Mbps*3*3600S*24h*15d/8＝1.85TB。视频服务器11的存储介质选择机械硬盘和电子硬盘双介质的存储方式。控制主机21实现两种介质同时备份，当机械硬盘故障时，故障上报，检查维护设备并备份数据，及保证设备高容量存储介质和相对较低的成本，又大幅度提高数据存储的可靠性。
采用高速以太网作为承载网络，网络设备具有交换功能。车厢内网线连接，车厢间通过航空插头连接整个列车构成环网。采用跳接环网方式组网构建传输通道传输图像和信息命令，单节点(车厢)故障不影响其他节点(车厢)功能实现。
两端司机室都配备控制主机11和HMI人机界面22，控制主机11采用主备模式工作。控制主机设计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。HMI人机界面22设计时采用8寸车载液晶触摸屏，操作简单，稳定可靠。司机通过HMI人机界面22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 (10)

1.一种适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统，其特征在于，包括：
多个车厢节点数据采集及存储端，用于采集各自车厢内数据并进行本地存储；
通信网络，与车厢节点数据采集及存储端连接，用于传输数据和指令；
集中控制端，通过通信网络分别与每个车厢节点数据采集及存储端连接，对各车厢数据进行实时浏览、检索和回放，并具有实时控制各车厢节点数据采集及存储端。
2.根据权利要求1所述的一种适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统，其特征在于，所述的车厢节点数据采集及存储端包括：
多个车载网络摄像头，用于全方位地监控整个车厢，采集视频图像数据；
视频服务器，分别与每个车载网络摄像头连接，将车载网络摄像头采集的视频数据进行本地存储，并与集中控制端进行通信，执行集中控制端发送的指令。
3.根据权利要求2所述的一种适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统，其特征在于，所述的视频服务器具有适合车载特性的物理存储介质和延时关机特性，支持多路的模拟和数字化的视频输入，具有图像的编解码和流媒体存储转发功能。
4.根据权利要求2所述的一种适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统，其特征在于，所述的视频服务器在物理存储介质上增加了车载防震动处理。
5.根据权利要求2所述的一种适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统，其特征在于，所述的视频服务器采用双介质冗余存储方法，存储介质选择机械硬盘和电子硬盘双介质的存储。
6.根据权利要求1所述的一种适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统，其特征在于，所述的通信网络采用冗余跳接环网拓扑结构。
7.根据权利要求2所述的一种适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统，其特征在于，所述的集中控制端设有两个，采用主备模式工作，每个集中控制端包括：
控制主机，用于配置、管理、检测和诊断系统内各个设备；
人机界面，用户通过人机界面选择车内任一车厢的监控视频进行监控。
8.根据权利要求7所述的一种适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统，其特征在于，所述的人机界面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。
9.根据权利要求8所述的一种适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统，其特征在于，所述的多画面为4画面。
10.根据权利要求7所述的一种适用于轨道交通车辆的分布式存储集中控制系统，其特征在于，所述的控制主机中的系统软件采用客户机/服务器模式，设置了不同的操作管理权限。
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