CN112261479B - 一种铁路通信调度系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁路通信调度系统,包括指挥云平台、对讲终端设备、作业视频子系统、蜂窝子系统、4G应急平台,利用对讲终端设备采集铁路调度过程的调度信息和执法信息,以及使用便携式视频设备实时采集的应急抢险视频数据,将采集的数据并通过专网接入指挥云平台中进行存储。作业视频子系统按照机构编码查询获取平台存储的历史视频进行播放检查,同时通过铁路局安全边界设备实现信令交互和单向推送视频流到蜂窝系统,实现通过蜂窝系统调阅实时/历史视频,以及应急抢险现场视频和历史视频。本发明解决了对作业视频的上传、存储及调度的需求,满足了铁路局视频存储数据量大、用户上传并发数高等要求,系统建设易维护、可扩展。
Description
技术领域
本发明涉及铁路通信调度领域,尤其涉及一种铁路通信调度系统及方法。
背景技术
随着铁路运输的迅猛发展,人们对铁路运输的安全与高效提出了更高的要求。铁路通信设备系统通常具有较高的并发性及实时性要求,在维护与相应设备通信协议的同时,还有进行数据采集、响应用户交互等需求。然而对于车站调度员或值班员来说,只能与本辖区内的机车通话,机车没有进入调度辖区时则无法实现通话。而机车是否已经驶入调度辖区,车站值班员目前是无法监控的,只能通过拨号方式尝试呼叫机车,假如机车正在调度辖区内行驶,那么车站值班员可以与机车司机或运转车长通话,否则不能通话。这就给监控和管理带来诸多不便。
目前,铁路通信调度系统存在以下问题:
(1)抗干扰能力弱,通信系统为铁路安全保障起到了重要作用,随着数字化的发展,通信调度系统在既有的频段范围内的抗干扰能力弱越发明显,容易受到外界攻击或干扰。
(2)不能提供增值业务,目前通信调度系统具备车地间信息传输功能,且是唯一车地信息通道。随着铁路业务的发展,车地间业务急需扩容,现有系统无法实现数据实时并发上传和业务数据存储。
(3)缺乏调度指挥与列车实时在线安全监测与控制,目前,列车运行过程中的安全信息检测比较分散,而且仅限于提供给司机使用,没有实时传递给地面中心,当发生意外状况时,无法及时通知相关部门进行紧急处理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种铁路通信调度系统及方法,解决了对作业视频的上传、存储及调度的需求,满足了铁路局视频存储数据量大、用户上传并发数高等要求。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种铁路通信调度系统,包括指挥云平台、对讲终端设备、作业视频子系统、蜂窝子系统、4G应急平台,
对讲终端设备用于采集铁路调度过程的调度信息和执法信息,并通过4G VPDN专网接入指挥云平台实现语音对讲和视频调阅;
作业视频子系统用于与指挥云平台进行对接,按照具体的机构编码查询获取平台存储的历史视频进行播放检查;
蜂窝子系统用于与指挥云平台以超链接的方式进行对接,通过铁路局安全边界设备实现信令交互和单向推送视频流到蜂窝系统,实现通过蜂窝系统调阅实时/历史视频;
4G应急通信平台用于车间段应急抢险通信,与指挥云平台连接,将便携式视频设备实时采集的视频数据上传至指挥云平台,实现在线实时查看应急抢险现场视频和历史视频;
指挥云平台用于管理维护铁路通信调度过程中的交互信息,通过接收对讲终端设备和4G应急通信平台上传信息进行存储管理,为作业子系统和蜂窝子系统提供视频服务。
具体的,所述对讲终端设备包括4G对讲机和执法仪,4G对讲机用于进行语音对讲业务;执法仪用于采集记录执法过程的视频数据。
具体的,所述指挥云平台包括分发调度网关、视频转存服务集群、视频应用媒体服务集群、云存储平台、语音对讲平台和MongoDB集群,
分发调度网关用于负责视频转存服务的注册接入,并根据转存服务的使用情况分配相对空闲的节点给语音对讲平台;
视频转存服务集群用于接收语音对讲平台上传的文件并分配至到转存节点中,负责文件合并处理,并将视频基础信息和视频文件分别存储入库;
视频应用媒体服务集群用于按照机构、用户、时间要素查询视频文件,对视频的处理,以及视频文件基础信息的转发,并将各类视频文件转化成rtmp流进行输出到作业视频子系统中;
云存储平台用于接收视频转存服务集群发送的视频文件并进行存储;
语音对讲平台用于获取对讲终端设备的视频语音文件,并将获取的视频语音文件上传至视频转存服务集群;
MongoDB集群用于获取视频相关信息并存储到本地设备中,其中视频相关信息包括视频基础信息、上传机构、上传用户、上传时间和云存储位置。
具体的,所述语音对讲平台将获取的视频和语音文件上传至视频转存服务集群过程具体包括:首先转存节点向分发调度网关发送自身IP地址和端口进行注册;注册成功后,语音对讲平台向分发调度网关发送视频语音转存请求,分发调度网关根据请求查找相对空闲的转存节点并将该节点的IP地址分配给语音对讲平台;语音对讲平台获取视频转存节点的IP地址后,对视频语音文件进行分段,拆分为多个小文件,将拆分后视频语音文件按照视频上传IP地址上传至对应的转存节点中。
具体的,所述作业视频子系统按照具体的机构编码查询获取平台存储的历史视频进行播放检查过程具体包括:作业视频子系统根据历史文件列表中的机构编码和存储时间生成视频播放请求并发送至视频应用媒体集群中;视频应用媒体集群根据视频播放请求中的机构编码和存储时间到MongoDB集群查询对应语音视频文件在云存储平台中的存储路径,并将文件列表和对应的文件存储路径返回到作业视频子系统中;作业视频子系统根据返回的存储路径通过视频应用媒体集群从云存储平台中下载需要播放的语音视频文件,并通过视频应用媒体集群将下载的视频文件转化成rtmp流后,将语音文件和转化后的视频文件返回到作业子系统中进播放。
一种铁路通信调度方法,包括以下步骤:
数据采集,利用终端对讲设备对调度过程中的调度信息和执法信息进行采集,并将采集的信息生成语音视频文件实时上传到语音对讲平台中;
数据存储,语音对讲平台将接收到的语音视频文件切分为多个语音视频小文件,根据转存节点的IP地址将多个语音视频文件存储到云存储平台中,并将语音视频文件的存储信息存储到MongoDB集群中;
数据查询,作业视频子系统根据需要查询的语音视频文件列表,利用视频应用媒体集群到MongoDB集群获取语音视频文件在云存储平台中的存储路径,根据获取存储路径到云存储平台中下载语音视频文件进行组合和视频格式转换后,将语音视频文件返回至作业视频子系统进行播放。
本发明的有益效果:
1、本发明采用多层架构,将数据、业务、门户进行了有效的隔离。应用服务和数据库架设于表现层的后面,与表现层的通讯采用tcp/ip协议,并基于VPDN网进行搭建,所以能够保证应用服务器和数据库服务器不被外部黑客攻击,确保了整个系统的基础架构的安全。
2、本发明通过对讲终端设备或者执法记录仪上传的历史视频转发给作业视频平台统一呈现并播放,作业视频平台能按照具体的机构编码获取可视化调度应急指挥平台存储的历史视频列表,并且可以点击播放,拓宽了铁路通信调度系统的业务范围的同时保证了业务数据的及时有效存储;
3、本发明通过设置4G应急平台,在故障和灾难发生时候,系统能实现车间段应急抢险通信,通过系统能及时有效进行应急抢险和实施事后完整的补救手段,还能通过视频实时传输实现事故现场的抢险指挥调度。
附图说明
图1是本发明的系统架构图。
图2是本发明的视频语音文件上传处理流程图。
图3是本发明的历史文件查询播放流程图。
图4是本发明的方法流程图。
图5是本发明实施例1的架构示意图。
图6是本发明实施例2的架构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本实施例中,如图1所示,一种铁路通信调度系统,包括指挥云平台、对讲终端设备、作业视频子系统、蜂窝子系统、4G应急平台。其中,
对讲终端设备用于采集铁路调度过程的调度信息和执法信息,并通过4G VPDN专网接入指挥云平台实现语音对讲和视频调阅;
作业视频子系统用于与指挥云平台进行对接,按照具体的机构编码查询获取平台存储的历史视频进行播放检查;
蜂窝子系统用于与指挥云平台以超链接的方式进行对接,通过铁路局安全边界设备实现信令交互和单向推送视频流到蜂窝系统,实现通过蜂窝系统调阅实时/历史视频;
4G应急通信平台用于车间段应急抢险通信,与指挥云平台连接,将便携式视频设备实时采集的视频数据上传至指挥云平台,实现在线实时查看应急抢险现场视频和历史视频;
指挥云平台用于管理维护铁路通信调度过程中的交互信息,通过接收对讲终端设备和4G应急通信平台上传信息进行存储管理,为作业子系统和蜂窝子系统提供视频服务。
具体的,对讲终端设备包括4G对讲机和执法仪,4G对讲机用于进行语音对讲业务;执法仪用于采集记录执法过程的视频数据。
具体的,指挥云平台包括分发调度网关、视频转存服务集群、视频应用媒体服务集群、云存储平台、语音对讲平台和MongoDB集群,
分发调度网关用于负责视频转存服务的注册接入,并根据转存服务的使用情况分配相对空闲的节点给语音对讲平台;
视频转存服务集群用于接收语音对讲平台上传的文件并分配至到转存节点中,负责文件合并处理,并将视频基础信息和视频文件分别存储入库;
视频应用媒体服务集群用于按照机构、用户、时间要素查询视频文件,对视频的处理,以及视频文件基础信息的转发,并将各类视频文件转化成rtmp流进行输出到作业视频子系统中;
云存储平台用于接收视频转存服务集群发送的视频文件并进行存储;
语音对讲平台用于获取对讲终端设备的视频语音文件,并将获取的视频语音文件上传至视频转存服务集群;
MongoDB集群用于获取视频相关信息并存储到本地设备中,其中视频相关信息包括视频基础信息、上传机构、上传用户、上传时间和云存储位置。
具体的,如图2所示,语音对讲平台将获取的视频和语音文件上传至视频转存服务集群过程具体包括:首先转存节点向分发调度网关发送自身IP地址和端口进行注册;注册成功后,语音对讲平台向分发调度网关发送视频语音转存请求,分发调度网关根据请求查找相对空闲的转存节点并将该节点的IP地址分配给语音对讲平台;语音对讲平台获取视频转存节点的IP地址后,对视频语音文件进行分段,拆分为多个小文件,将拆分后视频语音文件按照视频上传IP地址上传至对应的转存节点中。
具体的,如图3所示,作业视频子系统按照具体的机构编码查询获取平台存储的历史视频进行播放检查过程具体包括:作业视频子系统根据历史文件列表中的机构编码和存储时间生成视频播放请求并发送至视频应用媒体集群中;视频应用媒体集群根据视频播放请求中的机构编码和存储时间到MongoDB集群查询对应语音视频文件在云存储平台中的存储路径,并将文件列表和对应的文件存储路径返回到作业视频子系统中;作业视频子系统根据返回的存储路径通过视频应用媒体集群从云存储平台中下载需要播放的语音视频文件,并通过视频应用媒体集群将下载的视频文件转化成rtmp流后,将语音文件和转化后的视频文件返回到作业子系统中进播放。
本发明中,如图4所示,一种铁路通信调度方法,包括以下步骤:
数据采集,利用终端对讲设备对调度过程中的调度信息和执法信息进行采集,并将采集的信息生成语音视频文件实时上传到语音对讲平台中;
数据存储,语音对讲平台将接收到的语音视频文件切分为多个语音视频小文件,根据转存节点的IP地址将多个语音视频文件存储到云存储平台中,并将语音视频文件的存储信息存储到MongoDB集群中;
数据查询,作业视频子系统根据需要查询的语音视频文件列表,利用视频应用媒体集群到MongoDB集群获取语音视频文件在云存储平台中的存储路径,根据获取存储路径到云存储平台中下载语音视频文件进行组合和视频格式转换后,将语音视频文件返回至作业视频子系统进行播放。
本发明的实施例中,可根据具体设计铁路通信调度系统的架构和铁路公路平台的架构。在本发明的实施例1中,如图5所示,铁路通信调度系统放在云平台上,使用联通VPDN专网。对讲机/执法记录仪通过4G VPDN专网接入云平台;安防指挥中心的客户端电脑通过VPDN专网访问云平台,实现语音对讲、视频调阅等业务。安防机构所有客户端通过互联网(VPN安全隧道)访问云平台,实现语音对讲等业务。
对应的,铁路安防可视化指挥平台可以采用两种方式部署:
方式1:铁路安防平台与铁路通信调度系统采用一套平台,但数据库各自分开,通过权限控制分别为铁路安防与路局提供服务。
方式2:铁路安防平台单独建设。
本发明的实施例2中,如图6所示,所有业务均在联通VPDN网进行交互,与路局内网没有网络交互;安防平台放在云平台上,使用联通VPDN专网;对讲机/执法记录仪通过4GVPDN专网接入云平台;安防指挥中心的客户端电脑通过VPDN专网访问云平台,实现语音对讲、视频调阅等业务。安防机构的所有客户端通过VPDN专网访问云平台,实现语音对讲等业务。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种铁路通信调度系统,其特征在于,包括指挥云平台、对讲终端设备、作业视频子系统、蜂窝子系统、4G应急平台,
对讲终端设备用于采集铁路调度过程的调度信息和执法信息,并通过4G VPDN专网接入指挥云平台实现语音对讲和视频调阅;
作业视频子系统用于与指挥云平台进行对接,按照具体的机构编码查询获取平台存储的历史视频进行播放检查;
蜂窝子系统用于与指挥云平台以超链接的方式进行对接,通过铁路局安全边界设备实现信令交互和单向推送视频流到蜂窝系统,实现通过蜂窝系统调阅实时/历史视频;
4G应急通信平台用于车间段应急抢险通信,与指挥云平台连接,将便携式视频设备实时采集的视频数据上传至指挥云平台,实现在线实时查看应急抢险现场视频和历史视频;
指挥云平台用于管理维护铁路通信调度过程中的交互信息,通过接收对讲终端设备和4G应急通信平台上传信息进行存储管理,为作业视频子系统和蜂窝子系统提供视频服务,指挥云平台包括分发调度网关、视频转存服务集群、视频应用媒体服务集群、云存储平台、语音对讲平台和MongoDB集群,
分发调度网关用于负责视频转存服务的注册接入,并根据转存服务的使用情况分配相对空闲的节点给语音对讲平台;
视频转存服务集群用于接收语音对讲平台上传的文件并分配至到转存节点中,负责文件合并处理,并将视频基础信息和视频文件分别存储入库;
视频应用媒体服务集群用于按照机构、用户、时间要素查询视频文件,对视频的处理,以及视频文件基础信息的转发,并将各类视频文件转化成rtmp流进行输出到作业视频子系统中;
云存储平台用于接收视频转存服务集群发送的视频文件并进行存储;
语音对讲平台用于获取对讲终端设备的视频语音文件,并将获取的视频语音文件上传至视频转存服务集群;
MongoDB集群用于获取视频相关信息并存储到本地设备中,其中视频相关信息包括视频基础信息、上传机构、上传用户、上传时间和云存储位置;
所述指挥云平台还包括铁路可视化指挥平台,铁路可视化指挥平台单独建设或与铁路通信调度系统采用一套平台,但数据库各自分开,通过权限控制分别为铁路与路局提供服务;所有业务均在联通VPDN网进行交互,平台放在铁路可视化指挥平台上,使用联通VPDN专网;对讲机和记录仪通过4G VPDN专网接入铁路可视化指挥平台;指挥中心的客户端电脑通过VPDN专网访问铁路可视化指挥平台,实现语音对讲、视频调阅业务;所有客户端通过VPDN专网访问铁路可视化指挥平台,实现语音对讲业务。
2.根据权利要求1所述的一种铁路通信调度系统,其特征在于,所述对讲终端设备包括4G对讲机和执法仪,4G对讲机用于进行语音对讲业务;执法仪用于采集记录执法过程的视频数据。
3.根据权利要求1所述的一种铁路通信调度系统,其特征在于,所述语音对讲平台将获取的视频和语音文件上传至视频转存服务集群过程具体包括:首先转存节点向分发调度网关发送自身IP地址和端口进行注册;注册成功后,语音对讲平台向分发调度网关发送视频语音转存请求,分发调度网关根据请求查找相对空闲的转存节点并将该节点的IP地址分配给语音对讲平台;语音对讲平台获取视频转存节点的IP地址后,对视频语音文件进行分段,拆分为多个小文件,将拆分后视频语音文件按照视频上传IP地址上传至对应的转存节点中。
4.根据权利要求1所述的一种铁路通信调度系统,其特征在于,所述作业视频子系统按照具体的机构编码查询获取平台存储的历史视频进行播放检查过程具体包括:作业视频子系统根据历史文件列表中的机构编码和存储时间生成视频播放请求并发送至视频应用媒体集群中;视频应用媒体集群根据视频播放请求中的机构编码和存储时间到MongoDB集群查询对应语音视频文件在云存储平台中的存储路径,并将文件列表和对应的文件存储路径返回到作业视频子系统中;作业视频子系统根据返回的存储路径通过视频应用媒体集群从云存储平台中下载需要播放的语音视频文件,并通过视频应用媒体集群将下载的视频文件转化成rtmp流后,将语音文件和转化后的视频文件返回到作业视频子系统中进播放。
5.一种铁路通信调度方法,基于权利要求1~4任意一项所述的一种铁路通信调度系统实现,其特征在于,包括以下步骤:
数据采集,利用终端对讲设备对调度过程中的调度信息和执法信息进行采集,并将采集的信息生成语音视频文件实时上传到语音对讲平台中;
数据存储,语音对讲平台将接收到的语音视频文件切分为多个语音视频小文件,根据转存节点的IP地址将多个语音视频文件存储到云存储平台中,并将语音视频文件的存储信息存储到MongoDB集群中;
数据查询,作业视频子系统根据需要查询的语音视频文件列表,利用视频应用媒体集群到MongoDB集群获取语音视频文件在云存储平台中的存储路径,根据获取存储路径到云存储平台中下载语音视频文件进行组合和视频格式转换后,将语音视频文件返回至作业视频子系统进行播放。
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