專利名稱：：列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明所述的列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)涉及安防和信息行業(yè)的電子
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
：列車作為城市公共交通工具的一個(gè)重要組成部分，其安全性越來越受到各國(guó)的關(guān)注，但是由于列車車廂的獨(dú)特性以及其功能定位的特殊性，到目前為止無論美國(guó)、英國(guó)、新加坡、中國(guó)都處在嘗試階段，還沒有一個(gè)國(guó)家宣稱已經(jīng)完全破解列車車廂監(jiān)控這一難題；雖然有少數(shù)公司打著國(guó)外企業(yè)的名義，用地面靜態(tài)的和一般要求的安防理念來理解和設(shè)計(jì)列車車廂監(jiān)控系統(tǒng)，這樣做導(dǎo)致設(shè)計(jì)初期就出現(xiàn)錯(cuò)誤?，F(xiàn)將在列車傳輸中采用的幾種傳輸模式可能遇到的問題的情況進(jìn)行簡(jiǎn)單比較，列表如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>動(dòng)以及維修需要，故也排除在外；目前剩下的模式也就是網(wǎng)絡(luò)方式和視頻復(fù)用模式，兩者的區(qū)別主要在于:網(wǎng)絡(luò)方式采用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器方式，也就是說采用攝像頭信號(hào)首先通過壓縮和編碼轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，按照目前處理的情況來看，最高的圖像分辨率在D1格式，而這種格式的內(nèi)容如果是l6路圖像同時(shí)傳送到存儲(chǔ)器，則數(shù)據(jù)量太龐大，即便是l0QO兆網(wǎng)絡(luò)也會(huì)受到很大的壓力；再說網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器目前的技術(shù)狀態(tài)，圖像的實(shí)時(shí)性以及圖像的高保真特性很難保證，而作為安全防范很重要的技術(shù)特征則很難滿足；未來隨著壓縮技術(shù)的升級(jí)，如果要更換則需要更換的硬件部分很多。同時(shí)在具體的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在列車運(yùn)行中會(huì)有大量的干擾從而對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男盘?hào)造成干擾，信號(hào)丟包嚴(yán)重。而視頻復(fù)用方式則由于采用視頻調(diào)制傳輸，故圖像清晰度非常高，而且線纜的帶寬足夠支撐到l0G路信號(hào)的傳送；視頻復(fù)用模式由于采用高清晰傳輸，故很容易升級(jí)和采用更新的編碼；故從上述對(duì)比中看到，根據(jù)列車的需求準(zhǔn)確定位，優(yōu)化方案，選擇合適的技術(shù)方案，即視頻復(fù)用模式，來解決列車信息傳輸?shù)碾y題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的不足，本發(fā)明所述的列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以解決了列車作為一個(gè)運(yùn)行的單元的技術(shù)問題，同時(shí)還在列車編組、拆分和在運(yùn)行環(huán)境比較惡劣的情況下，解決信息傳輸?shù)碾y題。本發(fā)明所采取的技術(shù)措施包括有一種列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)，包括列車車廂內(nèi)部監(jiān)管系統(tǒng)和地面兩部分，列車車廂內(nèi)部監(jiān)管系統(tǒng)又分為載客車廂、操控車廂和車廂外部，地面上的地面信息監(jiān)管系統(tǒng)分為總站、分站和公安部門；其特征在于采用同軸電纜作為主干線，以視頻復(fù)用模式串聯(lián)列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境探測(cè)器、攝像頭、監(jiān)聽頭、開光量控制模塊、緊急通訊模塊，并且列車和地面?zhèn)鬟f的信息采用h.264或D1壓縮方式。其中，載客車廂內(nèi)設(shè)有車廂內(nèi)部視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車廂內(nèi)緊急求助系統(tǒng)、車廂內(nèi)廣播系統(tǒng)、溫濕度氧氣含量測(cè)試系統(tǒng)、燈光照明/應(yīng)急照明系統(tǒng)、廣告及提示信息播出系統(tǒng)和語音采集與監(jiān)聽系統(tǒng)；操控車廂設(shè)有圖像聲音存儲(chǔ)系統(tǒng)、列車運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信息發(fā)布系統(tǒng)、雙向操作聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、信息備份系統(tǒng)和無線發(fā)射接收系統(tǒng)；車廂外部設(shè)有車頭車尾視頻信號(hào)采集系統(tǒng)、車輛側(cè)視頻采集系統(tǒng)、車外環(huán)境采集系統(tǒng)和車底視頻及音頻采集系統(tǒng)。其中，地面的分站設(shè)有列車到達(dá)本站點(diǎn)的列車信息下載上傳系統(tǒng)、地面視頻采集系統(tǒng)、車廂內(nèi)廣播系統(tǒng)、溫濕度空氣測(cè)試系統(tǒng)、燈光照明/應(yīng)急照明系統(tǒng)、廣告及提示信息播出系統(tǒng)和語音采集與監(jiān)聽系統(tǒng)；總站設(shè)有特殊事件處理系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、正常運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)和信息備份系統(tǒng)；公安部門設(shè)有特殊事件處理系統(tǒng)和信息遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。其中，視頻復(fù)用模式的移頻帶寬在10M1G。其中，可在主干線同軸電纜內(nèi)同時(shí)傳輸電源信號(hào)、視頻和定壓廣播信號(hào)。其中，視頻復(fù)用模式采用調(diào)制載波技術(shù)對(duì)視頻、音頻、數(shù)據(jù)等信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)處理，其中數(shù)據(jù)部分可以采用FSK或ASK調(diào)制解調(diào)方式。其中，控制信號(hào)采用差分傳輸方式直接傳送。其中，該系統(tǒng)為RAID陣列方式，兩個(gè)硬盤所記錄的內(nèi)容相同；且采用抗震和防破壞設(shè)計(jì)并采用DVD備份方式。本發(fā)明和己有技術(shù)相比具有如下技術(shù)效果.本發(fā)明所述的列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)包括環(huán)境探測(cè)的探測(cè)器、攝像頭、監(jiān)聽頭、開光量控制模塊、緊急通訊模塊等，可在列車車體1公里范圍內(nèi)實(shí)施多節(jié)點(diǎn)多信號(hào)實(shí)時(shí)復(fù)用技術(shù)，可以將多路視頻、音頻、控制、數(shù)據(jù)、電源、廣播等信號(hào)在車體內(nèi)、運(yùn)行列車與指揮調(diào)度中心之間同時(shí)進(jìn)行同相、雙向等傳遞，并且視頻圖像指標(biāo)達(dá)到400線以上，信息傳輸采用h.264或Dl壓縮方式，圖像逼真、音頻清晰，解決了運(yùn)行環(huán)境比較惡劣的情況下的信息傳難題。而且該系統(tǒng)為RAID陣列方式，兩個(gè)硬盤所記錄的內(nèi)容相同，可提供最多256路圖像長(zhǎng)達(dá)15天的連續(xù)記錄內(nèi)容；采用抗震和防破壞設(shè)計(jì)和DVD備份方式，可將所記錄的內(nèi)容快速備份，并可保證1年以上的內(nèi)容保存，可以為政府和公安部門處理各行業(yè)之間可能出現(xiàn)的突發(fā)事件提供依據(jù)。圖1、列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)的框圖。圖2、列車運(yùn)行安全監(jiān)管系統(tǒng)的地面信息監(jiān)管系統(tǒng)框圖。圖3、載客車廂框圖。圖4、操控車廂框圖。圖5、車廂外部框圖。圖6、載客車廂內(nèi)部設(shè)備連接框圖。圖7、操控車廂控制中心的設(shè)備連接框圖。圖8、圖6中的視得清SDING車廂傳輸模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施例方式根據(jù)列車的特殊性，我們將列車運(yùn)行安全監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行了劃分，按照空間可以劃分為兩個(gè)部分，如圖l，圖2所示，一方面是列車車廂內(nèi)部監(jiān)管系統(tǒng)，一方面是地面信息監(jiān)管系統(tǒng)。一、列車車廂內(nèi)部監(jiān)管系統(tǒng)圖1主要解釋并規(guī)劃了列車車廂內(nèi)部監(jiān)管系統(tǒng)是由載客車廂、操控車廂和車廂外部三個(gè)大的系統(tǒng)組成，具體功能闡述如下1、載客車廂，如圖3、圖6所示，指乘客所在的車廂，為目標(biāo)重點(diǎn)，其劃分為1.1車廂內(nèi)部視頻監(jiān)控系統(tǒng)，負(fù)責(zé)車廂內(nèi)部各角度的視頻信號(hào)采集，按照每節(jié)車廂內(nèi)部至少4路圖像來進(jìn)行配置，防止監(jiān)控圖像出現(xiàn)死角。1.2車廂內(nèi)緊急求助系統(tǒng)，以前列車內(nèi)部設(shè)置的是緊緊求助把柄，當(dāng)拉下把柄后會(huì)導(dǎo)致列車緊急剎車，本發(fā)明為了保證列車運(yùn)行將此部分取消掉，而采用按鈕方式，并可以與控制室進(jìn)行溝通和確認(rèn)，特殊狀況下可啟動(dòng)緊急車輛停車系統(tǒng)。1.3車廂內(nèi)廣播系統(tǒng)，車廂內(nèi)部采用定壓廣播系統(tǒng)構(gòu)建列車內(nèi)部的提醒裝置，也可采用總線傳輸方式。1.4溫濕度氧氣含量測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)量車廂內(nèi)部的溫度濕度以及氧氣含量，以為載客創(chuàng)建一個(gè)舒適的環(huán)境。1.5燈光照明/應(yīng)急照明系統(tǒng)，可以使用本系統(tǒng)對(duì)燈光照明等進(jìn)行緊急切換。1.6廣告及提示信息播出系統(tǒng)，可以將音視頻廣告及提示信息系統(tǒng)通過LCD等廣告方式傳遞給目標(biāo)客戶群。1.7語音采集與監(jiān)聽系統(tǒng)，本部分為隱藏模塊，日常狀態(tài)下必須過公安系統(tǒng)才可以回放，主要用于特殊狀態(tài)下信號(hào)的回放，以便找到更多線索。2、操控車廂，如圖4、圖7所示，具體功能闡述如下2.1圖像聲音存儲(chǔ)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)各車廂內(nèi)部以及列車外部信號(hào)的采集部分與存儲(chǔ)(采用雙備份方式)。2.2列車運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，本部分與列車的其他部分可以連接，相當(dāng)于列車黑匣子，可以將列車運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。2.3信息發(fā)布系統(tǒng)針對(duì)列車運(yùn)行速度、即將到達(dá)的車站、周邊景點(diǎn)及服務(wù)設(shè)施陳述、幫助提示等相關(guān)內(nèi)容的自動(dòng)播出。2.4雙向操作聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，列車為兩面控制模式，也就是列車的兩面均為控制機(jī)構(gòu)，本機(jī)構(gòu)完成存儲(chǔ)及兩面操作時(shí)均有提示。2.5信息備份系統(tǒng)，甴于列車可能受到恐怖襲擊等行為，故信息保存將非常重要。2.6無線發(fā)射接收系統(tǒng)，特殊狀況下啟動(dòng)，用于應(yīng)急事件處理。3、車廂外部，如圖5所示，具體功能闡述如下3.1車頭車尾視頻信號(hào)采集系統(tǒng)。列車車廂外部也是確保列車安全運(yùn)營(yíng)的一個(gè)關(guān)鍵，故在列車的車頭和車尾采用高精度攝像機(jī)，使得列車前方的圖像可以被采集，并可提前告知列車操作人員前方狀況，后方可有效預(yù)防追尾。3.2車兩側(cè)視頻采集。在列車運(yùn)行過程中在列車的前和后分別有多個(gè)攝像機(jī)，其屮兩側(cè)有類似后視鏡的裝置，在列車行進(jìn)中前面兩個(gè)攝像機(jī)將自動(dòng)轉(zhuǎn)到前方捕捉前方視頻信號(hào)，后面兩個(gè)自動(dòng)轉(zhuǎn)向后方捕捉后方視頻信號(hào)，在列車即將到達(dá)車站時(shí)，前后攝像頭均自動(dòng)轉(zhuǎn)向到中間部分，觀察人員上車情況，以防止可能出現(xiàn)的車輛關(guān)門人還在車外面或者被夾住等問題。3.3車外環(huán)境采集系統(tǒng)。對(duì)列車外部的溫度濕度等環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行采集和存儲(chǔ)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)外界溫度等變化以便關(guān)閉空調(diào)等設(shè)備。3.4車底視頻及音頻采集系統(tǒng)。對(duì)列車底部導(dǎo)軌以及列車底部的一些其他非可視區(qū)域進(jìn)行監(jiān)管，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。由于列車監(jiān)控系統(tǒng)有二個(gè)層面的需求，其一為預(yù)防，其二為現(xiàn)場(chǎng)阻止，其三為事后調(diào)査，當(dāng)前很多監(jiān)控系統(tǒng)僅僅側(cè)重于第三者也就是為事后調(diào)查提供證據(jù)，按照國(guó)家技防的相關(guān)法律，如果安裝有監(jiān)控系統(tǒng)，也有值班人員，如果應(yīng)該可以看到并可阻止而沒有阻止案件的進(jìn)一步發(fā)生，則除進(jìn)行處罰外還要進(jìn)行整改，故我們非常應(yīng)該側(cè)重于預(yù)防，傳輸回來的圖像將是高清圖像，方便未來的系統(tǒng)升級(jí)(例如與人臉識(shí)別系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)等)。同時(shí)由于列車為公共設(shè)施，故本套系統(tǒng)在可能發(fā)生的災(zāi)難后必須為調(diào)査小組提供詳細(xì)有力的證據(jù)，故設(shè)備的記錄應(yīng)采用了三重保護(hù)設(shè)計(jì)其一為RAID陣列方式，兩個(gè)(或更多)硬盤所記錄的內(nèi)容相同，bJ提供最多256路圖像長(zhǎng)達(dá)15天的連續(xù)記錄內(nèi)容；其次采用抗震和防破壞設(shè)計(jì)；其三采用DVD備份方式，可將所記錄的內(nèi)容快速備份，并可保證l年以上的內(nèi)容保存。另外記錄系統(tǒng)還要考慮的就是監(jiān)視效果問題，建議采用超薄設(shè)計(jì)的顯示屏，尺寸上應(yīng)該在17寸以上的屏幕，這樣副駕駛可以非常直觀和方便的觀察到各車廂的狀況。列車載客車廂內(nèi)部設(shè)備的連接框圖，其詳細(xì)內(nèi)容如圖6所不；列車控制中心的設(shè)備連接圖，其詳細(xì)內(nèi)容如圖7所示；圖8為圖6中的視得清SDIMG車廂傳輸模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)詳細(xì)圖。各車廂之間信號(hào)傳輸連接的特點(diǎn)1、采用柔性雙層屏蔽同軸電纜傳輸內(nèi)容采用柔性雙層屏蔽電纜除有效避免干擾產(chǎn)生，同時(shí)也為線纜長(zhǎng)時(shí)間在振動(dòng)中不容易斷裂提供良好的基礎(chǔ)條件；2、采用優(yōu)質(zhì)鎖扣接頭連接設(shè)備避免可能產(chǎn)生的接觸不良或者松脫；3、采用環(huán)通隔離連接方式，單點(diǎn)故障不影響其它信息的傳送；4、考慮傳輸距離和老化本套設(shè)備傳輸距離按照整體100-600米設(shè)計(jì)方案考慮，本套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)年限要考慮5-10年；5考慮到維修每節(jié)車廂的設(shè)備應(yīng)該相同一致，但是不能不相同，進(jìn)行設(shè)置時(shí)要求設(shè)備的更換性非常方便，在維護(hù)中單節(jié)車廂脫離或更換，只要線纜暢通，便可保證系統(tǒng)正常運(yùn)作；二、地面信息監(jiān)管系統(tǒng)功能，如圖2所示，地面信息監(jiān)管系統(tǒng)為保障列車正常運(yùn)行并在特殊事件出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行快速處理的一種架構(gòu)系統(tǒng)，本部分主要采用電纜進(jìn)行連接，同時(shí)輔助于高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，本部分在實(shí)現(xiàn)起來難度不大，并且可以快速實(shí)施，在此不進(jìn)行詳細(xì)介紹，重點(diǎn)介紹三個(gè)區(qū)域之間的關(guān)系分站負(fù)責(zé)列車到達(dá)本站點(diǎn)的列車的狀況及信息上傳下載工作，故在這個(gè)體系中分站為具體執(zhí)行單元；總公司負(fù)責(zé)所有列車有效性運(yùn)作，進(jìn)行監(jiān)管并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及處理問題；公安部門也稱為社會(huì)緊急事件處理中心，為政府的特殊組織機(jī)構(gòu)，主要處理各行業(yè)之間可能出現(xiàn)的突發(fā)事件，并進(jìn)行各涉及社會(huì)民生的各種社會(huì)功能的相關(guān)協(xié)調(diào)和應(yīng)急事件處理工作。以上實(shí)施過程僅是本發(fā)明的一次實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的工程技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理的前提下，對(duì)其進(jìn)行顯而易見的任何改動(dòng)，都是本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)的范圍。權(quán)利要求1、一種列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)，包括列車車廂內(nèi)部監(jiān)管系統(tǒng)和地面兩部分，列車車廂內(nèi)部監(jiān)管系統(tǒng)又分為載客車廂、操控車廂和車廂外部，地面上的地面信息監(jiān)管系統(tǒng)分為總站、分站和公安部門；其特征在于采用同軸電纜作為主干線，以視頻復(fù)用模式串聯(lián)列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境探測(cè)器、攝像頭、監(jiān)聽頭、開光量控制模塊、緊急通訊模塊，并且列車和地面?zhèn)鬟f的信息采用h.264或D1壓縮方式。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于載客車廂內(nèi)設(shè)有車廂內(nèi)部視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車廂內(nèi)緊急求助系統(tǒng)、車廂內(nèi)廣播系統(tǒng)、溫濕度氧氣含量測(cè)試系統(tǒng)、燈光照明/應(yīng)急照明系統(tǒng)、廣告及提示信息播出系統(tǒng)和語音采集與監(jiān)聽系統(tǒng)；操控車廂設(shè)有圖像聲音存儲(chǔ)系統(tǒng)、列車運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信息發(fā)布系統(tǒng)、雙向操作聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、信息備份系統(tǒng)和無線發(fā)射接收系統(tǒng)；車廂外部設(shè)有車頭車尾視頻信號(hào)采集系統(tǒng)、車輛側(cè)視頻采集系統(tǒng)、車外環(huán)境采集系統(tǒng)和車底視頻及音頻采集系統(tǒng)。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于地面的分站設(shè)有列車到達(dá)本站點(diǎn)的列車信息下載上傳系統(tǒng)、地面視頻采集系統(tǒng)、車廂內(nèi)廣播系統(tǒng)、溫濕度空氣測(cè)試系統(tǒng)、燈光照明/應(yīng)急照明系統(tǒng)、廣告及提示信息播出系統(tǒng)和語音采集與監(jiān)聽系統(tǒng)；總站設(shè)有特殊事件處理系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、正常運(yùn)行監(jiān)管系統(tǒng)和信息備份系統(tǒng)；公安部門設(shè)有特殊事件處理系統(tǒng)和信息遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于視頻復(fù)用模式的移頻帶寬在10M1G。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于可在主干線同軸電纜內(nèi)同時(shí)傳輸電源信號(hào)、視頻和定壓廣播信號(hào)。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于視頻復(fù)用模式采用調(diào)制載波技術(shù)對(duì)視頻、音頻、數(shù)據(jù)等信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)處理，其中數(shù)據(jù)部分可以采用FSK或ASK調(diào)制解調(diào)方式。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于控制信號(hào)采用差分傳輸方式直接傳送。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車運(yùn)行安全監(jiān)控的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)為RAID陣列方式，兩個(gè)硬盤所記錄的內(nèi)容相同；且采用抗震和防破壞設(shè)計(jì)并采用DVD備份方式。全文摘要一種列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)，包括列車車廂內(nèi)部監(jiān)管系統(tǒng)和地面兩部分，列車車廂內(nèi)部監(jiān)管系統(tǒng)又分為載客車廂、操控車廂和車廂外部，地面上的地面信息監(jiān)管系統(tǒng)分為總站、分站和公安部門；其中，采用同軸電纜作為主干線，以視頻復(fù)用模式串聯(lián)列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境探測(cè)器、攝像頭、監(jiān)聽頭、開光量控制模塊、緊急通訊模塊，并且列車和地面?zhèn)鬟f的信息采用h.264或D1壓縮方式。文檔編號(hào)B61L23/00GK101417660SQ200810239939公開日2009年4月29日申請(qǐng)日期2008年12月16日優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日發(fā)明者王曉慶,趙珺莉申請(qǐng)人:王曉慶;趙珺莉