CN107959834A - 一种基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统，该系统为两级结构，包括通过以太网交换机和传输系统连接的线网级CCTV系统和车站级CCTV系统；车站级CCTV系统包括视频采集前端，视频采集前端采集车站所辖区域的音视频数据；线网级CCTV系统搭建中心线网级云平台；线网级CCTV系统通过以太网交换机和传输系统，向车站级CCTV系统发送指令，接收来自车站级CCTV系统的信息，并对信息进行存取、分析以及管理。本发明采用扁平化架构，取消线路级CCTV系统和车站级视频服务器，线网级CCTV系统部署于云平台，按照线网级业务需求配置虚拟化服务器，并对资源统一运营管理，降低维护成本且便于扩展。

Description

一种基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统
技术领域
本发明涉及一种轨道交通视频监视系统，特别涉及一种基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统。
背景技术
目前，根据城市轨道交通工程的特殊条件和特点，安全防范逐渐成为城市轨道交通运营管理中的关键环节，而CCTV系统作为安防的最重要技术手段，在城市轨道交通的运营及安全保障方面有着无可替代的作用。CCTV系统为城市轨道交通的控制中心调度员及车站值班员提供日常运营所需的视频图像信息，并为列车司机提供站台的实时图像。CCTV系统也是公安人员维护车站内公共治安的主要手段。
一般情况下，请参见图1，一个城市的轨道交通工程建设模式采用按线路分期建设，城市轨道交通CCTV系统亦是按线建设、运营管理的模式。传统的线网城市轨道交通CCTV系统采用与传统运营模式相匹配的线网中心级、线路中心级和车站级三层系统架构部署：
第一级：线网中心级，负责路网级视频监视、录像回放等相关业务及管理。包括：视频管理服务器、用户管理服务器、接口服务器、网管工作站、监控终端、交换机、防火墙。
第二级：线路中心级，负责线路所辖范围内视频监视、录像回放等相关业务及管理。包括：视频服务器、存储服务器、存储设备、监控终端、网管工作站、解码器、监视器。
第三级：车站级，负责车站/车辆段/停车场/列车所辖范围内视频监视等相关业务。包括：视频服务器、存储服务器、存储设备、监控终端、解码器、监视器、音视频采集设备。
传统线网城市轨道交通CCTV系统通常采用分线独立建设，传统线网城市轨道交通CCTV系统层级分为三级，层级较多。各层级间部分功能重叠。应用流程和数据流程层面较繁杂。维护不便，建设成本高。不能符合城市轨道交通运营管理线网化、智能化的总体趋势。
发明内容
本发明为解决传统线网城市轨道交通CCTV系统层级较多，各层级部分功能重叠，应用流程和数据流程层面较繁杂，维护不便，建设成本高等技术问题，而提供一种建设成本、低维护简便的基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统，该系统为两级结构，包括通过以太网交换机和传输系统连接的线网级CCTV系统和车站级CCTV系统；所述车站级CCTV系统包括视频采集前端，所述视频采集前端采集车站所辖区域的音视频数据；所述线网级CCTV系统搭建中心线网级云平台；所述线网级CCTV系统通过以太网交换机和传输系统，向所述车站级CCTV系统发送指令，接收来自所述车站级CCTV系统的信息，并对信息进行存取、分析以及管理。
进一步地，所述中心线网级云平台包括主中心云平台；所述主中心云平台包括主虚拟计算资源池、主虚拟存储资源池、主交换机和主网络安全设备；所述主虚拟计算资源池包括主CCTV VDC、主附属业务VDC以及主云桌面VDC；所述主虚拟存储资源池包括：与所述主CCTV VDC交互数据的主视频存储资源池，与所述主附属业务VDC中的主云桌面VDC交互数据的主云桌面存储资源池，以及分别与所述主CCTV VDC和所述主附属业务VDC交互数据的主业务存储资源池。
进一步地，所述中心线网级云平台还包括灾备中心云平台；所述灾备中心云平台的架构与所述主中心云平台的架构相同。
进一步地，所述线网级CCTV系统包括主中心线网级CCTV系统，其逻辑功能设备包括：主存储服务器、主存储设备、主监控终端、主解码设备、主线网中心网管平台、主线网中心视频综合平台和主线网中心视频运维系统；
所述主存储服务器，用于管理存储音视频数据存取；
所述主存储设备，用于存储音视频数据的设备；
所述主监控终端，用于监控视频的监视器；
所述主解码设备；用于对音视频信息进行解码处理；
所述主线网中心网管平台，用于对全线网各车站/场段的网络设备状态进行维护和管理；
所述主线网中心视频综合平台，用于对全线网各车站/场段的音视频信息进行存取、分析以及管理；
所述主线网中心视频运维系统，用于对全线网各车站/场段的视频监视设备进行维护和管理；
所述主存储服务器、所述主解码设备、所述主线网中心网管平台、所述主线网中心视频综合平台、所述主线网中心视频运维系统部署于主中心云平台的主CCTV VDC；所述主存储设备部署于主中心云平台的主视频存储资源池；主监控终端以主中心云平台的主云桌面方式部署。
进一步地，所述线网级CCTV系统还包括灾备中心线网级CCTV系统；所述灾备中心线网级CCTV系统的逻辑功能设备的组成以及在云平台的部署结构，与所述主中心线网级CCTV系统相同。
进一步地，在正常模式时，所述主中心线网级CCTV系统和所述车站级CCTV系统同时存储各车站及场段视频采集前端采集的音视频数据；当所述主中心线网级CCTV系统出现故障时，所述灾备中心线网级CCTV系统和和所述车站级CCTV系统同时存储各车站及场段视频采集前端采集的音视频数据，当故障排除后，所述灾备中心线网级CCTV系统将存储的数据发送至所述主中心线网级CCTV系统使其恢复；当所述主中心线网级CCTV系统和所述灾备中心线网级CCTV交换各自存储的音视频数据过程中发生音视频数据丢失时，所述车站级CCTV系统将其存储的该部分音视频数据上传至所述线网级CCTV系统，以保持所述线网级CCTV系统数据完整性；当所述主中心线网级CCTV系统和所述灾备中心线网级CCTV系统同时故障或线路传输出现故障时，所述车站级CCTV系统存储本车站音视频数据，当故障排除后，所述车站级CCTV系统将存储的数据发送至所述主中心线网级CCTV系统使其恢复数据。
进一步地，所述车站级CCTV系统通过以太网和传输系统分别与所述主中心线网级CCTV系统和所述灾备中心线网级CCTV系统交互数据；正常工作模式下，所述车站级CCTV系统受所述主中心线网级CCTV系统控制，所述主中心线网级CCTV系统出现故障时，所述车站级CCTV系统受所述灾备中心线网级CCTV系统控制。
进一步地，所述车站级CCTV系统还包括车站以太网交换机，以及均与所述车站以太网交换机连接的车站存储服务器、车站存储设备、车站监控终端以及车站解码器；所述车站以太网交换机通过传输系统与所述线网级CCTV系统相连。
进一步地，当车站本地终端用户不能去线网级CCTV系统进行身份认证时，则开启降级模式，所述车站级CCTV系统作为一个本地系统运行，用户身份信息默认为上一次登录系统级别，车站监视终端软件开启直连模式，直接访问前端摄像机，以及控制本地解码器对图像进行实时调取；在降级模式下，用户所有操作日志在车站监控终端进行存储。
本发明具有的优点和积极效果是：采用扁平化架构，取消了线路中心级CCTV系统和车站级视频服务器，日常应用模式中各线路车站级操作终端直接去线网中心CCTV系统认证。与传统CCTV系统线网中心级、线路中心级采用物理服务器部署方案相比，本新型CCTV系统采用云平台部署方案，统一部署计算、存储及网络资源池，按照线网级系统业务应用的需求配置虚拟化服务器，并对云平台资源进行统一运营管理。该系统具有统一设备管理，降低维护成本，易扩展的优势。本发明CCTV系统中的线网中心级采用基于云平台的灾备中心方案，线网中心级既部署在主中心云平台，也部署在灾备中心云平台，主、备中心采用相同的部署，且主备中心线网中心级均实行数据级和应用级备份，提高系统可靠性，数据及应用流程更简单清晰。可以使整个线网城市轨道交通CCTV系统的服务器配置数量减少约60％，能耗降低约60％，建设投资减少约30％，运维成本降低约30％，系统运行效率提高60％，系统可靠性提升100％。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明的云平台虚拟资源层简单架构示意图；
图4是本发明的云平台虚拟资源层细化架构示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参见图2至4，一种基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统，该系统为两级结构，包括通过以太网交换机和传输系统连接的线网级CCTV系统和车站级CCTV系统；所述车站级CCTV系统包括视频采集前端，所述视频采集前端采集车站所辖区域的音视频数据；所述线网级CCTV系统搭建中心线网级云平台；所述线网级CCTV系统通过以太网交换机和传输系统，向所述车站级CCTV系统发送指令，接收来自所述车站级CCTV系统的信息，并对信息进行存取、分析以及管理。
本发明技术方案中的CCTV，中文释义为视频监视，上述线网级CCTV系统，即为线网级视频监视系统，精简的车站级CCTV系统即为精简的车站级视频监视系统。线网级CCTV系统搭建中心线网级云平台，实现对全线网各车站/场段的音视频信息，进行调用、控制、存储、回放、智能分析、优先级管理以及系统管理。本发明采用线网级CCTV系统和精简的车站级CCTV系统两级架构。正常模式下，各车站级操作终端直接去线网级CCTV系统认证，减少了传统的线路中心级CCTV系统节点。传输系统是指数据通信系统。
进一步地，所述中心线网级云平台可包括主中心云平台；所述主中心云平台可包括主虚拟计算资源池、主虚拟存储资源池、主交换机和主网络安全设备；所述主虚拟计算资源池可包括主CCTV VDC、主附属业务VDC以及主云桌面VDC；所述主虚拟存储资源池可包括：与所述主CCTV VDC交互数据的主视频存储资源池，与所述主附属业务VDC中的主云桌面VDC交互数据的主云桌面存储资源池，以及分别与所述主CCTV VDC和所述主附属业务VDC交互数据的主业务存储资源池。
进一步地，所述主CCTV VDC可包括多个云平台服务器A、两个接入交换机A和两个汇聚交换机A；每个所述云平台服务器A可分别与两个所述接入交换机A交互数据；每个所述接入交换机A可分别与两个所述汇聚交换机A交互数据；每个所述汇聚交换机A可设置一个防火墙A；
所述主附属业务VDC可包括多个云平台服务器B、两个接入交换机B和两个汇聚交换机B；每个所述云平台服务器B可分别与两个所述接入交换机B交互数据；每个所述接入交换机B可分别与两个所述汇聚交换机B交互数据；每个所述汇聚交换机B可设置一个防火墙B；
所述主云桌面可包括多个云桌面C、两个接入交换机C和两个汇聚交换机C；每个所述云桌面C可分别与两个所述接入交换机C交互数据；每个所述接入交换机C可分别与两个所述汇聚交换机C交互数据；每个所述汇聚交换机C可设置一个防火墙C；
所述主视频存储资源池可包括多个视频云储存D、两个存储交换机D和两个存储交换机S；每个所述视频云储存D可分别与两个所述存储交换机D和两个所述存储交换机S交互数据；每个所述存储交换机D可分别与多个所述云平台服务器B交互数据；
所述主云桌面存储资源池可包括存储控制器E，以及均与所述存储控制器E交互数据的多个云储存E和两个IP交换机E；每个所述IP交换机E可分别与多个所述云平台服务器A交互数据；
所述主业务存储资源池可包括多个云储存F和两个存储交换机F；每个所述云储存F可分别与两个所述存储交换机F交互数据；每个所述存储交换机F可分别与多个所述云平台服务器A和两个所述云平台服务器B交互数据。
进一步地，所述中心线网级云平台还可包括灾备中心云平台；所述灾备中心云平台的架构可与所述主中心云平台的架构相同。
所述线网级CCTV系统可包括主中心线网级CCTV系统，主中心线网级CCTV系统的逻辑功能设备可包括：主存储服务器、主存储设备、主监控终端、主解码设备、主线网中心网管平台、主线网中心视频综合平台和主线网中心视频运维系统；上述逻辑功能设备由具备特定逻辑功能的专用逻辑电路实现。
所述主存储服务器，可用于管理存储音视频数据存取；
所述主存储设备，可用于存储音视频数据的设备；
所述主监控终端，可用于监控视频的监视器；
所述主解码设备；可用于对音视频信息进行解码处理；
所述主线网中心网管平台，可用于对全线网各车站/场段的网络设备状态进行维护和管理；
所述主线网中心视频综合平台，可用于对全线网各车站/场段的音视频信息进行存取、分析以及管理；
所述主线网中心视频运维系统，可用于对全线网各车站/场段的视频监视设备进行维护和管理；
所述主存储服务器、所述主解码设备、所述主线网中心网管平台、所述主线网中心视频综合平台、所述主线网中心视频运维系统可部署于主中心云平台的主CCTV VDC；所述主存储设备可部署于主中心云平台的主视频存储资源池；主监控终端可以主中心云平台的主云桌面方式部署。
所述主中心线网级CCTV系统可接收来自各所述车站级CCTV系统的音视频数据进行集中存储，所述主存储设备的存储容量按照H.2652Mbps码流可实时存储九十天。
进一步地，所述线网级CCTV系统还可包括灾备中心线网级CCTV系统；所述灾备中心线网级CCTV系统的逻辑功能设备的组成以及在云平台的部署结构，与所述主中心线网级CCTV系统相同。
所述灾备中心线网级CCTV系统可接收来自各所述车站级CCTV系统的音视频数据进行集中存储，其存储容量按照H.2652Mbps码流可实时存储七天。
在正常模式时，所述主中心线网级CCTV系统和所述车站级CCTV系统可同时存储各车站及场段视频采集前端采集的音视频数据；当所述主中心线网级CCTV系统出现故障时，所述灾备中心线网级CCTV系统和和所述车站级CCTV系统可同时存储各车站及场段视频采集前端采集的音视频数据，当故障排除后，所述灾备中心线网级CCTV系统可将存储的数据发送至所述主中心线网级CCTV系统使其恢复；当所述主中心线网级CCTV系统和所述灾备中心线网级CCTV交换各自存储的音视频数据过程中发生音视频数据丢失时，所述车站级CCTV系统可将其存储的该部分音视频数据上传至所述线网级CCTV系统，以保持所述线网级CCTV系统数据完整性；当所述主中心线网级CCTV系统和所述灾备中心线网级CCTV系统同时故障或线路传输出现故障时，所述车站级CCTV系统可存储本车站音视频数据，当故障排除后，所述车站级CCTV系统可将存储的数据发送至所述主中心线网级CCTV系统使其恢复数据。
所述车站级CCTV系统可通过以太网和传输系统分别与所述主中心线网级CCTV系统和所述灾备中心线网级CCTV系统交互数据；正常工作模式下，所述车站级CCTV系统可受所述主中心线网级CCTV系统控制，所述主中心线网级CCTV系统出现故障时，所述车站级CCTV系统可受所述灾备中心线网级CCTV系统控制。
所述车站级CCTV系统还可包括车站以太网交换机，以及均与所述车站以太网交换机连接的车站存储服务器、车站存储设备、车站监控终端以及车站解码器；所述车站以太网交换机可通过传输系统与所述线网级CCTV系统相连。
所述车站存储设备可为物理存储设备，所述车站存储设备的存储容量按照H.2652Mbps码流可实时存储两天以上。
进一步地，当车站本地终端用户不能去线网级CCTV系统进行身份认证时，则可开启降级模式，所述车站级CCTV系统可作为一个本地系统运行，用户身份信息默认为上一次登录系统级别，车站监视终端软件可开启直连模式，直接通过前端接口访问前端摄像机，以及控制本地解码器对图像进行实时调取；在降级模式下，用户所有操作日志可在车站监控终端进行存储。
本发明的工作原理：本发明CCTV系统中的线网级CCTV系统可采用基于云平台的灾备中心方案，线网中心级既部署在主中心云平台，也部署在灾备中心云平台，主、备中心采用相同的部署，且主备中心线网中心级均实行数据级和应用级备份，摄像机等音视频采集前端采集的音视频数据，同时由主中心线网级CCTV系统和精简的车站级CCTV系统的存储装置进行存储。
当主中心线网级CCTV系统出现故障时，灾备中心线网级CCTV系统存储音视频数据，前端摄像机将音视频数据同时向精简的车站级CCTV系统及灾备中心线网级CCTV系统的存储设备发送数据，由精简的车站级CCTV系统及灾备中心线网级CCTV系统的存储设备进行存储。当故障排除后，灾备中心线网级CCTV系统向主中心线网级CCTV系统传输数据，主中心线网级CCTV系统收到数据后，完成存储，实现数据恢复。
当车站节点或线路传输出现故障或者主中心和灾备中心同时故障时，前端摄像机将音视频数据向本车站精简的车站级CCTV系统的存储设备发送，车站存储设备进行数据存储；当所属精简的车站级CCTV系统的车站监控终端检测到系统正常时，故障排除，系统自动从降级模式恢复至正常模式下时，监控终端自动与主中心线网级CCTV系统及灾备中心线网级CCTV系统进行同步，获取中心最新的配置信息、权限信息等；同时车站监控终端将本地的日志向云中心进行上传。车站存储设备向主中心线网级CCTV系统上传数据，主中心线网级CCTV系统收到数据后，完成存储，实现数据恢复。保证主中心存储录像的完整性。
当车站存储设备故障时，可由主中心线网级CCTV系统和/或灾备中心线网级CCTV系统的存储设备完成存储。
当主中心线网级CCTV系统断网后，可通过灾备中心线网级CCTV系统调用7天的历史视音频数据。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (9)

1.一种基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统，其特征在于，该系统为两级结构，包括通过以太网交换机和传输系统连接的线网级CCTV系统和车站级CCTV系统；所述车站级CCTV系统包括视频采集前端，所述视频采集前端采集车站所辖区域的音视频数据；所述线网级CCTV系统搭建中心线网级云平台；所述线网级CCTV系统通过以太网交换机和传输系统，向所述车站级CCTV系统发送指令，接收来自所述车站级CCTV系统的信息，并对信息进行存取、分析以及管理。
2.根据权利要求1所述的基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统，其特征在于，所述中心线网级云平台包括主中心云平台；所述主中心云平台包括主虚拟计算资源池、主虚拟存储资源池、主交换机和主网络安全设备；所述主虚拟计算资源池包括主CCTV VDC、主附属业务VDC以及主云桌面VDC；所述主虚拟存储资源池包括：与所述主CCTVVDC交互数据的主视频存储资源池，与所述主附属业务VDC中的主云桌面VDC交互数据的主云桌面存储资源池，以及分别与所述主CCTVVDC和所述主附属业务VDC交互数据的主业务存储资源池。
3.根据权利要求2所述的基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统，其特征在于，所述中心线网级云平台还包括灾备中心云平台；所述灾备中心云平台的架构与所述主中心云平台的架构相同。
4.根据权利要求2所述的基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统，其特征在于，所述线网级CCTV系统包括主中心线网级CCTV系统，其逻辑功能设备包括：主存储服务器、主存储设备、主监控终端、主解码设备、主线网中心网管平台、主线网中心视频综合平台和主线网中心视频运维系统；
所述主存储服务器，用于管理存储音视频数据存取；
所述主存储设备，用于存储音视频数据的设备；
所述主监控终端，用于监控视频的监视器；
所述主解码设备；用于对音视频信息进行解码处理；
所述主线网中心网管平台，用于对全线网各车站/场段的网络设备状态进行维护和管理；
所述主线网中心视频综合平台，用于对全线网各车站/场段的音视频信息进行存取、分析以及管理；
所述主线网中心视频运维系统，用于对全线网各车站/场段的视频监视设备进行维护和管理；
所述主存储服务器、所述主解码设备、所述主线网中心网管平台、所述主线网中心视频综合平台、所述主线网中心视频运维系统部署于主中心云平台的主CCTVVDC；所述主存储设备部署于主中心云平台的主视频存储资源池；主监控终端以主中心云平台的主云桌面方式部署。
5.根据权利要求4所述的基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统，其特征在于，所述线网级CCTV系统还包括灾备中心线网级CCTV系统；所述灾备中心线网级CCTV系统的逻辑功能设备的组成以及在云平台的部署结构，与所述主中心线网级CCTV系统相同。
6.根据权利要求5所述的基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统，其特征在于，在正常模式时，所述主中心线网级CCTV系统和所述车站级CCTV系统同时存储各车站及场段视频采集前端采集的音视频数据；当所述主中心线网级CCTV系统出现故障时，所述灾备中心线网级CCTV系统和和所述车站级CCTV系统同时存储各车站及场段视频采集前端采集的音视频数据，当故障排除后，所述灾备中心线网级CCTV系统将存储的数据发送至所述主中心线网级CCTV系统使其恢复；当所述主中心线网级CCTV系统和所述灾备中心线网级CCTV交换各自存储的音视频数据过程中发生音视频数据丢失时，所述车站级CCTV系统将其存储的该部分音视频数据上传至所述线网级CCTV系统，以保持所述线网级CCTV系统数据完整性；当所述主中心线网级CCTV系统和所述灾备中心线网级CCTV系统同时故障或线路传输出现故障时，所述车站级CCTV系统存储本车站音视频数据，当故障排除后，所述车站级CCTV系统将存储的数据发送至所述主中心线网级CCTV系统使其恢复数据。
7.根据权利要求5所述的基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统，其特征在于，所述车站级CCTV系统通过以太网和传输系统分别与所述主中心线网级CCTV系统和所述灾备中心线网级CCTV系统交互数据；正常工作模式下，所述车站级CCTV系统受所述主中心线网级CCTV系统控制，所述主中心线网级CCTV系统出现故障时，所述车站级CCTV系统受所述灾备中心线网级CCTV系统控制。
8.根据权利要求1所述的基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统，其特征在于，所述车站级CCTV系统还包括车站以太网交换机，以及均与所述车站以太网交换机连接的车站存储服务器、车站存储设备、车站监控终端以及车站解码器；所述车站以太网交换机通过传输系统与所述线网级CCTV系统相连。
9.根据权利要求8所述的基于云平台的线网城市轨道交通视频监视系统，其特征在于，当车站本地终端用户不能去线网级CCTV系统进行身份认证时，则开启降级模式，所述车站级CCTV系统作为一个本地系统运行，用户身份信息默认为上一次登录系统级别，车站监视终端软件开启直连模式，直接访问前端摄像机，以及控制本地解码器对图像进行实时调取；在降级模式下，用户所有操作日志在车站监控终端进行存储。
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