CN105141911A - 一种铁路视频监控系统互联装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于视频监控、通讯技术领域，尤其涉及一种铁路视频监控系统互联装置及方法。本发明装置包括自注册模块、目录资源上报模块、信令接收与处理模块和媒体转发模块；本发明方法将本发明装置作为铁路既有视频系统的一部分存在于接入节点中，视频系统通过代理装置与区域节点联通，代理装置直接负责管理其管理辖区域内的摄像头、摄像头资料以及数据转发与分发工作，相当于代管摄像头资料，并代理摄像头与其他视频终端进行联系，从而实现在B/S(浏览端/服务端)、C/S(客户机/服务器)模式下对既有视频系统的配置、巡查和视频浏览等功能，满足大型的可互联互通的视频监控和视频指挥调度的需求。

Description

一种铁路视频监控系统互联装置及方法

技术领域

本发明属于视频监控、通讯技术领域，尤其涉及一种铁路视频监控系统互联装置及方法。

背景技术

随着社会经济生活对铁路运输的要求和科学技术的不断发展，铁路运输能力日益提高，对铁路运输安全的要求也就越高，而视频监控由于实时性、直观性能，在铁路安防中起到的作用也越来越大。但是由于铁路视频监控系统主要由各个业务部门分别进行建设，视频监控的范围仅局限于各自部门范围之内，各业务部门之间没有直接沟通，存在着重复投资的现象，即使出现通过互联网实施的视频监控，其应用范围小，功能也比较单一，多数只能观看某一路视频画面和进行一些简单的操作，不便于信息的传递和共享，因此，有必要在现有的铁路视频监控系统建设的基础上，构建全路范围内统一的铁路视频监控系统互联互通平台。

各视频监控系统之所以无法有效“沟通”，其原因在于每个系统采用不同厂家生产制造的技术、设备和标准。不同的设备、标准造成系统间的通信语言，即信令、数据格式，都存在差异。因此，构建铁路视频监控系统互联互通平台需要解决的关键技术之一，是解决异构视频系统与平台对接的问题，即统一平台内使用的信令、数据格式标准。对于已经完全实现标准化的视频系统而言，可直接实现视频系统接入操作；而对于既有的铁路视频系统而言，无法实现完全标准化，需要按照其标准完成信令、数据格式的转化。在我国，既有的视频系统相关设备基数较大，如何在现有的铁路视频监控系统基础上，找到一种部署灵活、扩展性强、不影响原有系统稳定性的视频系统接入技术成为首要问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明提出了一种铁路视频监控系统互联装置及方法。

本发明提出的装置包括相互连接的：自注册模块、目录资源上报模块、信令接收与处理模块和媒体转发模块；所述装置与若干个既有铁路视频系统相连，既有铁路视频系统通过装置实现与互联互通平台对接；

所述自注册模块采用SIF方式，包括自注册功能、获取通讯模板功能和释放资源功能；装置在启动时，由自注册功能完成装置在互联互通平台相关服务器中的注册，通过注册将装置连入互联互通平台中；在注册成功后，通过获取通讯模板功能获取当前互联互通平台中的通信模板，为信令、数据转换工作获取标准；装置退出时，由释放资源功能释放管辖内所有资源；

所述目录资源上报模块，采用XML方式描述目录信息，并通过SIP协议以多包的形式发送，包括资源上报初始化功能、上报状态查询功能、添加上报信息功能和变更上报信息功能；首先由资源上报初始化功能将需要上报的资源初始化，并按照封包大小要求对上报资源的数据进行打包；其次上报状态查询功能对当前装置和网络的状态进行查询，确保在装置可发送和网络不阻塞的情况下发送；最后通过添加上报信息功能将需要添加的信息资源存入缓存区，并完成上传工作，上报成功后，清除缓存内的信息；同时，在资源上报的过程中，可通过变更上报信息功能更改添加上报信息功能的状态，包括取消上传、新增上传和强制上传三类操作，其中，强制上传的操作要求资源立刻上报，此时网络会被强制占用，强制上报后，缓存会立刻清空；

所述信令接收与处理模块，采用SIF信令控制方式，包括接受信令功能、信令处理功能和关闭请求功能；当装置接收到一个视音频请求时，所述接受信令功能将对相应的信息进行目录查询后进行数据调用；所述信令处理功能就请求内容对数据进行操作，包括实时视频访问、历史视频访问、云镜控制和告警信息的访问，其中云镜控制操作设置权限控制，当多路用户发出控制请求时，通过权限优先级进行抢断控制；

所述媒体转发模块，采用Tcp+XML对媒体流进行控制，通过RTP/RTCP协议实现传输视频流，包括媒流体转发功能和媒流体状体控制功能；所述媒流体转发功能将数据流按照RTP格式进行打包，并将数据转发到互联互通平台相应的服务器中，同时，通过媒流体状体控制功能对传输中的媒流体进行监控。

所述互联互通平台包括核心节点和区域节点，而所述装置与既有铁路视频系统构成接入节点，核心节点、区域节点和接入节点共同构成三级结构系统框架；所述核心节点和区域节点分别都包括：认证授权功能模块、接入网关服务器、信息控制服务器、数据分发服务器、目录服务服务器；

所述装置与区域节点中的接入网关服务器、信息控制服务器、数据分发服务器相连，并通过区域节点中的信息控制服务器、数据分发服务器与核心节点中的信息控制服务器、数据分发服务器相连；

用户终端通过认证授权功能模块或接入网关服务器与目录服务服务器相连；用户终端依次通过信息控制服务器、接入网关服务器与目录服务服务器相连；用户终端通过信息控制服务器与目录服务服务器相连；用户终端与数据分发服务器相连；区域节点中的目录服务服务器与核心节点中的目录服务服务器相连。

本发明提出的方法包括：利用本发明装置在铁路视频监控系统三级结构系统框架下，将装置作为视频系统的一部分安装于接入节点中，通过自上而下跨级访问方式和同级之间跨域访问方式加以实现；

所述自上而下跨级访问方法是指核心节点、区域节点上的客户终端与视频系统互联互通方法；客户终端向区域节点发送命令请求，命令请求中应携带对应视频设备的ID，区域节点根据ID将其转发到指定视频系统所属的装置上，装置将指令转发到相应的设备上，并做出回应；客户终端在区域节点通过装置与指定视频系统建立连接，完成区域节点和视频系统之间的信息交互，完成设备、视频资源注册、更新管理，实现信令控制、数据分发、转发的功能，其中包括实时视频访问、历史视频访问、云镜控制和告警阅读操作；

所述同级之间跨域访问方法是指接入节点之间的互联互通方法；在接入节点处，视频系统的呼叫方通过所属的装置将命令发送到区域节点，再通过区域节点与视频系统互联互通方法实现异构视频系统之间的互联互通。

所述铁路视频监控系统三级结构系统框架，是指根据铁路层级管理关系及原有铁路视频系统的建设情况，在全路视频监控系统中构建核心节点、区域节点和接入节点的三级视频节点，即国家铁路局、各地方铁路局和各站段三级视频节点；其中，视频系统主要存在于接入节点中，用于采集数据和对数据进行分析；核心节点、区域节点用于信息汇总和数据转发；各个客户终端存在于核心节点或区域节点中，通过互联互通装置查阅视频系统的相关资源信息。

本发明的有益效果如下：

本方法在铁路视频监控系统中的接入节点处通过铁路视频监控系统互联装置实现异构视频系统的接入、转化工作，通过装置对所属的视频系统进行统一设备、视频资源管理、信令操作与数据传输，并将其管理信息、操作结果及时上报于区域节点。利用该方法让大规模的铁路视频监控系统的部署更为合理化，系统的设备、资源管理更为有理化，可用性更高，功能更加强健，操作更加灵活，大大降低了运营的成本。

附图说明

图1是三级结构系统框架下的铁路视频监控系统互联装置连接结构图。

图2是铁路视频监控系统互联装置功能结构图。

图3是上级客户终端与接入节点处视频系统信令、数据传输流程图。

图4是铁路视频监控系统互联装置媒体转发功能示意图。

图5铁路视频监控系统互联装置资源上报示意图。

图6是接入节点(各异构视频系统)之间信令、数据传输流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对实施例作详细说明。

一种铁路视频监控系统互联装置设置在既有铁路视频系统中，既有铁路视频系统通过装置实现与互联互通平台对接，首先通过自注册模块和目录资源上报模块将管辖范围内的设备、视频资源按照互联互通平台要求统一编码并以目录的形式上报于互联互通平台，完成信息收集、修改汇总工作；再由信令接收与处理模块完成互联互通平台与既有视频系统间的信令转换、转发；最后，通过媒体转发模块将既有视频系统上传的视频相关数据按要求转发到互联互通平台相应服务器上。

如图1所示，在本实施例中，采用三级结构系统框架，即核心节点(国家铁路局)、区域节点(各地方铁路局)和接入节点(各站段)，本发明装置与视频系统存在于接入节点中。铁路视频监控系统互联装置与区域节点中的接入网关服务器(AGU)、信令控制服务器(SCU)和数据分发服务器(DDU)相连接，同时，装置还通过信令控制服务器(SCU)与目录服务服务器(DSU)实现信息资源上报。认证授权功能模块(AA)对全路用户进行统一管理和权限分配，实现视频用户访问视频监控系统的单点登录和统一认证。

如图2所示，一种铁路视频监控系统互联装置(SA)，包括自注册模块、目录资源上报模块、信令接收与处理模块、信令接收与处理模块和媒体转发模块。SA启动时，通过自注册模块到相应的区域节点进行注册，注册成功后，可获取当前互联互通系统中的通讯模板，在SA服役期间，通讯模板一直运行；当SA退出时，SA将释放所管辖内的资源。SA启动之时，将管辖内的设备资源进行统一编码，并生成设备资源目录信息，SA需要将目录信息通过目录上报模块上报到区域节点的服务器。目录上报模块首先查询SA状态是否能够进行资源上报，并查询当前网络状况，在SA可以上报并且资源不堵塞的情况下实现目录资源上报；对于SA所管辖范围内的设备资源发生新增、变更的情况，目录上报资源将相应的新增、变更目录上报到区域节点。SA在服役期间，信令接收与处理模块通过通讯模块接收到视音频请求后，将相应的请求进行目录查询后进行数据调用，包括视频资源播放、云镜控制；当接收到停止视音频请求的命令时，关闭命令，并释放资源，清空缓存。SA通过媒体转发模块将媒体打包发送到指定的地方，并通过查询媒体流状态功能监控媒体发送过程中的信道。

铁路视频监控系统互联装置以服务器的形式存在，SA可代理至少一个铁路视频系统。SA装置直接负责管理其管理辖区域内的摄像头、摄像头资料以及数据转发与分发工作，相当于代管摄像头资料，并代视频终端子系统与区域节点、核心节点以及其它视频系统联通，实现互联互通和视频共享。

铁路视频监控系统互联方法的实现根据与视频系统通信对象不同分为上级客户终端与视频系统互联互通方法和接入节点(异构视频系统)之间的互联互通方法两种：

1、上级客户终端与视频系统互联互通方法根据通信方式内容分为以下两种情况：

1)上级客户终端通过SA实现对视频系统控制操作、数据流浏览功能，其实施方案如图3-5所示：

a、建立会话，上级客户终端产生需求时，将SIP请求发送到区域节点上，SIP请求中所携带的设备编码路由，区域节点根据终端发出的SIP请求中所携带的设备编码路由寻找并将命令转发到相应的SA，SA接到请求建立连接命令后，向区域节点返回响应消息，会话建立成功；

b、具体信令操作、数据传输功能。根据操作内容分为四种情况：

(i)实时视频访问命令，采用SIP协议做会话控制，RTP/RTCP协议传输视频流。SA根据SCU发送的请求，协调该视频建立与指定的DDU的媒体传输链路，用RTP协议发送媒体数据，将视频数据发送到指定的DDU。

(ii)历史视频访问命令，SCU将视频终端发出的SIPINFO检索历史视频命令转发请求到相应的SA上，SA将命令转发到相应的设备，并做出响应，对话建立；DDU将视频终端发出的TCP命令转发到SA，通过XML定义方法请求某历史视频资源；SA应协调存储单元发送历史视频的RTP数据到DDU。

(iii)云台控制命令，DDU将视频终端发出的TCP连接命令转发到SA，SA将其转发到相应的设备上，建立起连接；SA将DDU转发出的TCP云台控制命令转发到相应的设备上，并做出响应。

(iv)告警订阅命令，SCU将视频终端发出的SIPSUBSCRIBE的告警订阅请求转发SA，其中告警订阅请求中指定DDU为告警订阅者，SA根据订阅指令，通过TCP+XML方式发送相应告警到DDU。

c、会话终止，SCU根据视频终端发出的SIPBYE拆除连接请求转发此命令到相应SA,SA将连接拆除，释放相关资源。

2)视频系统通过SA实现资源目录上报，实现视频监控系统共享资源同步的目的，如图5所示，SA实现资源目录上报具体流程如下：

a、SA从应用层数据库模块读取设备目录信息，交给SIP协议栈，以XML方式描述目录信息，以多包的方式向SCU发送目录信息；

b、SCU收到正确目录消息后写入应用层数据库模块；

c、SCU将目录接收成功或失败的消息返回给SA。

2、如图6所示，接入节点(各异构视频系统)之间的互联互通方法的流程图具体如下：

1)视频系统1通过所属的SA将命令发送到区域节点，区域节点将其转发视频系统2所属SA，SA将其转发到视频系统2，并做出响应；

2)视频系统1根据SA与区域节点发送SIP操作命令；

3)视频系统2根据视频系统1发出的SIP操作命令将RTP数据流上传到视频系统1。

此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种铁路视频监控系统互联装置，其特征在于，包括相互连接的：自注册模块、目录资源上报模块、信令接收与处理模块和媒体转发模块；所述装置与若干个既有铁路视频系统相连，既有铁路视频系统通过装置实现与互联互通平台对接；

所述自注册模块采用SIF方式，包括自注册功能、获取通讯模板功能和释放资源功能；装置在启动时，由自注册功能完成装置在互联互通平台相关服务器中的注册，通过注册将装置连入互联互通平台中；在注册成功后，通过获取通讯模板功能获取当前互联互通平台中的通信模板，为信令、数据转换工作获取标准；装置退出时，由释放资源功能释放管辖内所有资源；

所述目录资源上报模块，采用XML方式描述目录信息，并通过SIP协议以多包的形式发送，包括资源上报初始化功能、上报状态查询功能、添加上报信息功能和变更上报信息功能；首先由资源上报初始化功能将需要上报的资源初始化，并按照封包大小要求对上报资源的数据进行打包；其次上报状态查询功能对当前装置和网络的状态进行查询，确保在装置可发送和网络不阻塞的情况下发送；最后通过添加上报信息功能将需要添加的信息资源存入缓存区，并完成上传工作，上报成功后，清除缓存内的信息；同时，在资源上报的过程中，可通过变更上报信息功能更改添加上报信息功能的状态，包括取消上传、新增上传和强制上传三类操作，其中，强制上传的操作要求资源立刻上报，此时网络会被强制占用，强制上报后，缓存会立刻清空；

所述信令接收与处理模块，采用SIF信令控制方式，包括接受信令功能、信令处理功能和关闭请求功能；当装置接收到一个视音频请求时，所述接受信令功能将对相应的信息进行目录查询后进行数据调用；所述信令处理功能就请求内容对数据进行操作，包括实时视频访问、历史视频访问、云镜控制和告警信息的访问，其中云镜控制操作设置权限控制，当多路用户发出控制请求时，通过权限优先级进行抢断控制；

所述媒体转发模块，采用Tcp+XML对媒体流进行控制，通过RTP/RTCP协议实现传输视频流，包括媒流体转发功能和媒流体状体控制功能；所述媒流体转发功能将数据流按照RTP格式进行打包，并将数据转发到互联互通平台相应的服务器中，同时，通过媒流体状体控制功能对传输中的媒流体进行监控。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述互联互通平台包括核心节点和区域节点，而所述装置与既有铁路视频系统构成接入节点，核心节点、区域节点和接入节点共同构成三级结构系统框架；所述核心节点和区域节点分别都包括：认证授权功能模块、接入网关服务器、信息控制服务器、数据分发服务器、目录服务服务器；

所述装置与区域节点中的接入网关服务器、信息控制服务器、数据分发服务器相连，并通过区域节点中的信息控制服务器、数据分发服务器与核心节点中的信息控制服务器、数据分发服务器相连；

用户终端通过认证授权功能模块或接入网关服务器与目录服务服务器相连；用户终端依次通过信息控制服务器、接入网关服务器与目录服务服务器相连；用户终端通过信息控制服务器与目录服务服务器相连；用户终端与数据分发服务器相连；区域节点中的目录服务服务器与核心节点中的目录服务服务器相连。

3.一种铁路视频监控系统互联方法，其特征在于，包括：利用本发明装置在铁路视频监控系统三级结构系统框架下，将装置作为视频系统的一部分安装于接入节点中，通过自上而下跨级访问方式和同级之间跨域访问方式加以实现；

所述自上而下跨级访问方法是指核心节点、区域节点上的客户终端与视频系统互联互通方法；客户终端向区域节点发送命令请求，命令请求中应携带对应视频设备的ID，区域节点根据ID将其转发到指定视频系统所属的装置上，装置将指令转发到相应的设备上，并做出回应；客户终端在区域节点通过装置与指定视频系统建立连接，完成区域节点和视频系统之间的信息交互，完成设备、视频资源注册、更新管理，实现信令控制、数据分发、转发的功能，其中包括实时视频访问、历史视频访问、云镜控制和告警阅读操作；

所述同级之间跨域访问方法是指接入节点之间的互联互通方法；在接入节点处，视频系统的呼叫方通过所属的装置将命令发送到区域节点，再通过区域节点与视频系统互联互通方法实现异构视频系统之间的互联互通。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述铁路视频监控系统三级结构系统框架，是指根据铁路层级管理关系及原有铁路视频系统的建设情况，在全路视频监控系统中构建核心节点、区域节点和接入节点的三级视频节点，即国家铁路局、各地方铁路局和各站段三级视频节点；其中，视频系统主要存在于接入节点中，用于采集数据和对数据进行分析；核心节点、区域节点用于信息汇总和数据转发；各个客户终端存在于核心节点或区域节点中，通过互联互通装置查阅视频系统的相关资源信息。