CN114071208A - 用于tcms的人机交互装置及其视频显示、控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于列车控制和管理系统的人机交互装置及视频显示、控制方法，其中，该方法包括：运行通过视频功能组态化开发得到的视频控件，通过配置控件属性值触发控制逻辑来实现相应的视频功能；周期性地检测所述控制属性值的变化，实时传递控制参数以使应用层获取所述视频控件的控制状态信息；基于所述控制属性值来控制播放所述列车控制和管理系统的本地视频和列车网络视频设备采集的网络视频，并在视频显示的过程中，实时监测触发所述控件属性值变化的条件是否满足，在满足条件时改变所述控件属性值。本发明能够实现与例如PIS网络的融合，进行对网络摄像头视频的实时显示与控制。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，尤其涉及一种用于列车控制和管理系统(TCMS)的人机交互装置及视频显示、控制方法。
背景技术
在轨道交通领域中，列车内部的列车控制和管理系统(TCMS)类似于车辆的神经系统，对各个子系统的设备状态和故障数据进行监视，通过网络传输数据和指令实现对列车牵引制动系统的控制。随着多网络系统融合、多人机交互装置融合，对TCMS系统的人机交互装置产生了新挑战、新需求，要求TCMS系统的人机交互装置在拥有图形化数据和指令展示功能的前提下，还需要进行网络摄像头视频的实时显示与控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种新型的列车控制和管理系统的人机交互装置，其能够实现与例如PIS网络的融合，进行对网络摄像头视频的实时显示与控制。
为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种用于列车控制和管理系统(TCMS)的视频显示、控制方法，该方法包括：运行通过视频功能组态化开发得到的视频控件，通过配置控件属性值触发控制逻辑来实现相应的视频功能；周期性地检测所述控制属性值的变化，实时传递控制参数以使应用层获取所述视频控件的控制状态信息；基于所述控制属性值来控制播放所述列车控制和管理系统的本地视频和列车网络视频设备采集的网络视频，并在视频显示的过程中，实时监测触发所述控件属性值变化的条件是否满足，在满足条件时改变所述控件属性值。
在一个实施例中，所述控件属性包括左上角坐标、控件尺寸、播放视频类型、视频流数据格式、压缩格式、视频流数据地址及状态信息。
在一个实施例中，还包括：在播放视频时，判断视频模式是本地视频文件还是网络视频流，其中，若为前者，则解析视频文件格式，进行视频解码和显示；若为后者，则解析视频数据流地址，进一步判断是否为指定视频流地址，若是，则获取该地址，重新创建客户端连接获取视频数据流，进行视频解码和显示，若否，则获取初始视频数据流地址，创建客户端连接获取视频数据流，进行视频解码和显示。
在一个实施例中，触发所述控件属性值变化的条件包括主动触发和被动触发；其中，所述主动触发包括：在执行视频轮询功能时，改变视频流地址变量；在播放视频时，改变控制变量；所述被动触发为视频播放状态发生变化，包括：视频服务器异常、视频流解码失败和网络中断。
在一个实施例中，所述视频控件实现包括视频播放、视频关闭、视频源切换播放及视频控件放大、缩小的控制。
根据本发明的另一方面，还提供了一种程序产品，其上存储有可执行如上所述的用于列车控制和管理系统的视频显示、控制方法的程序代码。
根据本发明的另一方面，还提供了一种用于列车控制和管理系统的人机交互装置，该装置包括：第一模块，其运行通过视频功能组态化开发得到的视频控件，通过配置控件属性值触发控制逻辑来实现相应的视频功能；第二模块，其周期性地检测所述控制属性值的变化，实时传递控制参数以使应用层获取所述视频控件的控制状态信息；第三模块，其基于所述控制属性值来控制播放所述列车控制和管理系统的本地视频和列车网络视频设备采集的网络视频，并在视频显示的过程中，实时监测触发所述控件属性值变化的条件是否满足，在满足条件时改变所述控件属性值。
在一个实施例中，所述控件属性包括左上角坐标、控件尺寸、播放视频类型、视频流数据格式、压缩格式、视频流数据地址及状态信息。
在一个实施例中，所述第三模块，其在播放视频时，判断视频模式是本地视频文件还是网络视频流，其中，若为前者，则解析视频文件格式，进行视频解码和显示；若为后者，则解析视频数据流地址，进一步判断是否为指定视频流地址，若是，则获取该地址，重新创建客户端连接获取视频数据流，进行视频解码和显示，若否，则获取初始视频数据流地址，创建客户端连接获取视频数据流，进行视频解码和显示。
在一个实施例中，触发所述控件属性值变化的条件包括主动触发和被动触发；其中，所述主动触发包括：在执行视频轮询功能时，改变视频流地址变量；在播放视频时，改变控制变量；所述被动触发为视频播放状态发生变化，包括：视频服务器异常、视频流解码失败和网络中断。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
本发明的实施例基于组态化软件开发平台开发了用于列车控制和管理系统的人机交互装置的视频控件，其能够与例如PIS网络的融合，实现PIS网络显示装置的视频功能。而且，相比既有的应用开发平台实现视频功能，应用开发更简单、周期更短。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明的技术方案而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施例的用于列车控制和管理系统的视频显示、控制方法的流程示意图。
图2为本申请实施例的用于列车控制和管理系统的视频显示、控制方法的具体示例流程图。
图3为本申请实施例的组态软件工具箱里的视频控件的示意图。
图4为本申请实施例的视频控件属性设置的示意图。
图5为本申请实施例的用于列车控制和管理系统的人机交互装置的功能结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
另外，附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
目前，现有的TCMS中的人机交互装置主要是对系统的网络数据和指令进行图形化展示，展示的主要内容包括列车牵引制动状态数据、网络各子部件状态信息、网络故障记录数据等。乘客信息系统(Passenger Information System，PIS)是依托于多媒体网络技术，以计算机系统为核心，通过设置站厅、站台、出入口、列车的显示终端，让乘客及时准确地了解列车运营信息和公共媒体信息的多媒体综合信息系统。随着TCMS网络和PIS网络的融合，也需要将二者的人机交互装置的功能进行融合，因此需要改善TCMS人机交互装置的功能实现原属于PIS网络系统的网络摄像头视频显示及控制。
实施例一
本发明实施例提出了一种用于列车控制和管理系统的视频显示、控制方法，该方法可以通过以太网接入PIS网络，通过实时采集网络摄像头视频数据、解码视频流数据、显示网络摄像头视频数据，实现基于可视化界面接收人机交互信息及视频流状态变化的视频显示和控制。
图1为本申请实施例的用于列车控制和管理系统的视频显示、控制方法的流程示意图。下面参考图1来说明该视频显示、控制方法的各个步骤。
在步骤S110中，运行通过视频功能组态化开发得到的视频控件，通过配置控件属性值触发控制逻辑来实现相应的视频功能，其中，控件属性包括左上角坐标、控件尺寸、播放视频类型、视频流数据格式、压缩格式、视频流数据地址及状态信息。左上角坐标和控件尺寸一起决定视频控件显示区域的大小。
通过视频功能组态化主要完成视频控件的开发，在应用开发的过程中通过拖拽视频控件，配置控件属性实现视频功能。如图3所示，在组态软件工具箱里的视频控件，其为一个图标像摄影机一样的可视化控件，通过对图4中标出的控件属性部分的内容进行修改，可以改变对视频功能的控制。
在本发明实施例中，可以选取的能够实现视频功能组态化的组态软件可以是CODESYS软件，CODESYS基于先进的.NET技术架构，拥有IEC 61131-3国际标准的自动化开发平台的独特优势，用户使用此单一软件工具就可以实现一个完整的自动化解决方案，即可以实现：逻辑控制(PLC)、复杂的运动控制及CNC控制、人机界面(HMI)、基于Web Service的网络可视化编程和远程监控、冗余(Redundancy)和安全(Safety)控制、以及项目开发与工程协同管理等多个目标和需求。在其他实施例中，也可以用其他的组态开发平台，如MULTIPROG结合QT图形库。MULTIPROG和QT是2个开发平台，各自有不同的开发语言和开发工具，如果要实现视频功能，需要基于QT开发视频控件，基于MULTIPROG开发控制逻辑，两者之间需通过函数调用或者进程间通信实现控制，无法实现属性修改来进行控制。
视频显示及控制，一般包括视频数据采集，视频解码，视频显示等功能的实现。其中，视频采集根据应用场景、接口不同，采用不同的方式，比如USB摄像头、以太网摄像头；视频解码，分为软解码和硬解码，软解码指通过软件让CPU来对视频进行解码处理；硬解码指通过硬件实现视频的解码，比如通过VPU解码视频；视频显示指把解码后的视频图像帧在人机交互装置上进行显示。视频显示及控制有多种实现方法，根据人机交互装置的硬件、操作系统等息息相关。在本发明实施例提出的视频显示、控制方法包括视频流数据采集、进行VPU硬解码H.264压缩格式视频数据、视频显示，以及对列车摄像头状态进行实时监测。
视频控制包括视频播放、关闭、视频源切换播放及视频控件放大、缩小控制，其控制机制是通过改变控件的属性触发控制逻辑，实现控制效果。
在步骤S120中，周期性地检测控制属性值的变化，实时传递控制参数以使应用层获取视频控件的控制状态信息。
在本发明一个例子中，可以采用变化监测机制实现对视频控件的控制，即检测视图与模型之间绑定的值是否发生了改变，当检测到模型中绑定值(状态信息)发生变化时，则同步到视图上，反之，当检测到视图上绑定的值(控制信息)发生改变时，则回调对应的绑定函数。
应用层在获取视频控件的控制状态信息后，会根据状态信息进行相应的提示或者故障记录。比如出现网络中断导致的视频画面消失、视频流数据解码失败、视频流服务器异常、网络中断等故障记录，对不同的状态赋予不同的状态属性值。
在步骤S130中，基于控制属性值来控制播放列车控制和管理系统的本地视频和列车网络视频设备采集的网络视频，并在视频显示的过程中，实时监测触发所述控件属性值变化的条件是否满足，在满足条件时改变所述控件属性值。触发所述控件属性值变化的条件包括主动触发和被动触发；其中，所述主动触发包括：在执行视频轮询功能时，改变视频流地址变量；在播放视频时，改变控制变量；所述被动触发为视频播放状态发生变化，包括：视频服务器异常、视频流解码失败和网络中断。
在播放视频时，判断视频模式是本地视频文件还是网络视频流，其中，若为前者，则解析视频文件格式，进行视频解码和显示；若为后者，则解析视频数据流地址，进一步判断是否为指定视频流地址，若是，则获取该地址，重新创建客户端连接获取视频数据流，进行视频解码和显示，若否，则获取初始视频数据流地址，创建客户端连接获取视频数据流，进行视频解码和显示。
图2为本申请实施例的用于列车控制和管理系统的视频显示、控制方法的具体示例流程图。下面参见图2来说明该示例的各个步骤。
在S21中，进行视频控件的初始化处理。
视频控件初始化主要完成控件属性和视频控制初始化，视频控制初始化完成控制逻辑初始化、FrameBuffer资源初始化等。在初始化过程中每个控件生成一个对应的结构体，每个结构体包含了控件的所有属性及控件的控制及视频播放的状态信息。
在S22中，在视频控件运行中，周期性地获取视频控件状态信息，进而根据状态信息来监测控件属性的变化，若发生变化，则解析视频控件的控件属性，根据属性组合逻辑获得视频空间的控制指令，并依照该控制指令来实现视频播放的控制。
具体来说，在视频播放前，属性值的变化一般是视频控件的配置变化；在视频播放过程中，属性值的变化一般是视频控制的变化。属性值可以直接变化，变化前的状态不一样，变化的结果也不一样。
在S23中，通过属性解析，首先判断是否播放视频，若是，则执行S24，否则关闭视频。在一个例子中，若基于属性解析结果指令，其控制位为1，则控制播放视频，若控制位为0，则控制关闭视频。
在S24中，判断视频模式为本地视频文件还是网络视频。
若是本地视频文件，则解析视频文件格式，进行视频解码及显示。若视频模式为网络视频流，则解析视频数据流地址、压缩格式等。在对网络视频流进行解析时，首先判断视频源位，若为1，则获取新的视频源地址，重新创建客户端连接获取视频数据流，进行解码显示；若视频源位为0，则获取初始视频数据流地址，创建客户端连接获取视频数据流，解码显示。在本实施例中，这些列车网络摄像头主要用于监控列车周边环境、车厢乘客信息、司机室信息及关键设备状态信息。
实施例二
图5为本申请实施例的用于列车控制和管理系统的人机交互装置的功能结构示意图。如图5所示，该人机交互装置包括第一模块510、第二模块520和第三模块530。
其中，第一模块510，其运行通过视频功能组态化开发得到的视频控件，通过配置控件属性值触发控制逻辑来实现相应的视频功能；第二模块520，其周期性地检测所述控制属性值的变化，实时传递控制参数以使应用层获取所述视频控件的控制状态信息；第三模块530，其基于所述控制属性值来控制播放所述列车控制和管理系统的本地视频和列车网络视频设备采集的网络视频，并在视频显示的过程中，实时监测触发所述控件属性值变化的条件是否满足，在满足条件时改变所述控件属性值。第三模块530，其在播放视频时，判断视频模式是本地视频文件还是网络视频流，其中，若为前者，则解析视频文件格式，进行视频解码和显示；若为后者，则解析视频数据流地址，进一步判断是否为指定视频流地址，若是，则获取该地址，重新创建客户端连接获取视频数据流，进行视频解码和显示，若否，则获取初始视频数据流地址，创建客户端连接获取视频数据流，进行视频解码和显示。
控件属性包括左上角坐标、控件尺寸、播放视频类型、视频流数据格式、压缩格式、视频流数据地址及状态信息。触发所述控件属性值变化的条件包括主动触发和被动触发。其中，所述主动触发包括：在执行视频轮询功能时，改变视频流地址变量；在播放视频时，改变控制变量。所述被动触发为视频播放状态发生变化，包括：视频服务器异常、视频流解码失败和网络中断。
本实施例的人机交互装置的各个功能模块能够实现实施例一的方法步骤，在此不再赘述。
另外，为了实现TCMS和PIS系统融合，本实施例的人机交互装置能够实现的功能包括视频实时播放、视频自动轮询功能、视频手动切换、历史视频播放、报警联动、弓网检测。例如，在实时播放上，该人机交互装置支持1路视频播放，最多支持4路播放。在自动轮询上，设置轮询模式后，根据设置视频流地址，视频播放画面自动轮询。在手动切换方面，根据司机需要，可手切换到指定车厢的摄像头画面。在历史播放方面，可以播放指定的历史视频。在报警联动上，查看报警时，视频画面自动显示对应报警车厢视频。在弓网检测方面，可以查看弓网检测视频画面。
此外，在另外一个实施例中，还提供了一种程序产品，其上存储有可执行如实施例一所述的用于列车控制和管理系统的视频显示、控制方法的程序代码。
根据本实施例，实现了列车多网融合、多人机交互装置融合，使得用于列车控制和管理系统的人机交互装置能够实现对列车网络摄像头的视频显示和控制。
应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种用于列车控制和管理系统的视频显示、控制方法，该方法包括：
运行通过视频功能组态化开发得到的视频控件，通过配置控件属性值触发控制逻辑来实现相应的视频功能；
周期性地检测所述控制属性值的变化，实时传递控制参数以使应用层获取所述视频控件的控制状态信息；
基于所述控制属性值来控制播放所述列车控制和管理系统的本地视频和列车网络视频设备采集的网络视频，并在视频显示的过程中，实时监测触发所述控件属性值变化的条件是否满足，在满足条件时改变所述控件属性值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述控件属性包括左上角坐标、控件尺寸、播放视频类型、视频流数据格式、压缩格式、视频流数据地址及状态信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：
在播放视频时，判断视频模式是本地视频文件还是网络视频流，
其中，若为前者，则解析视频文件格式，进行视频解码和显示；若为后者，则解析视频数据流地址，进一步判断是否为指定视频流地址，若是，则获取该地址，重新创建客户端连接获取视频数据流，进行视频解码和显示，若否，则获取初始视频数据流地址，创建客户端连接获取视频数据流，进行视频解码和显示。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，
触发所述控件属性值变化的条件包括主动触发和被动触发；
其中，所述主动触发包括：在执行视频轮询功能时，改变视频流地址变量；在播放视频时，改变控制变量；
所述被动触发为视频播放状态发生变化，包括：视频服务器异常、视频流解码失败和网络中断。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视频控件实现包括视频播放、视频关闭、视频源切换播放及视频控件放大、缩小的控制。
6.一种程序产品，其上存储有可执行如权利要求1-5中任一项所述的用于列车控制和管理系统的视频显示、控制方法的程序代码。
7.一种用于列车控制和管理系统的人机交互装置，该装置包括：
第一模块，其运行通过视频功能组态化开发得到的视频控件，通过配置控件属性值触发控制逻辑来实现相应的视频功能；
第二模块，其周期性地检测所述控制属性值的变化，实时传递控制参数以使应用层获取所述视频控件的控制状态信息；
第三模块，其基于所述控制属性值来控制播放所述列车控制和管理系统的本地视频和列车网络视频设备采集的网络视频，并在视频显示的过程中，实时监测触发所述控件属性值变化的条件是否满足，在满足条件时改变所述控件属性值。
8.根据权利要求7所述的人机交互装置，其特征在于，
所述控件属性包括左上角坐标、控件尺寸、播放视频类型、视频流数据格式、压缩格式、视频流数据地址及状态信息。
9.根据权利要求7或8所述的人机交互装置，其特征在于，
所述第三模块，其在播放视频时，判断视频模式是本地视频文件还是网络视频流，
其中，若为前者，则解析视频文件格式，进行视频解码和显示；若为后者，则解析视频数据流地址，进一步判断是否为指定视频流地址，若是，则获取该地址，重新创建客户端连接获取视频数据流，进行视频解码和显示，若否，则获取初始视频数据流地址，创建客户端连接获取视频数据流，进行视频解码和显示。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的人机交互装置，其特征在于，
触发所述控件属性值变化的条件包括主动触发和被动触发；
其中，所述主动触发包括：在执行视频轮询功能时，改变视频流地址变量；在播放视频时，改变控制变量；
所述被动触发为视频播放状态发生变化，包括：视频服务器异常、视频流解码失败和网络中断。
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