專利名稱：一種鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于視頻管理與傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鐵路綜合視頻監(jiān)控 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鐵路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，伴隨著中國(guó)鐵路的快速發(fā)展和列車的不斷提 速，特別是近年來鐵道部已規(guī)劃、建設(shè)了多條客運(yùn)專線、高速鐵路，為了確保 鐵路運(yùn)輸?shù)母咝?、安全運(yùn)行，對(duì)鐵路系統(tǒng)可靠性提出更高的要求，安全問題成 為鐵路建設(shè)中的重中之重。由于視頻監(jiān)控具有的直觀性和可視性，可作為鐵路 防火、防災(zāi)、防盜、事故救援、調(diào)度指揮等提供重要的輔助手段，它可以使調(diào) 度指揮人員不在現(xiàn)場(chǎng)就有如身臨其境的效果，為鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的指揮、管理提 供極大幫助，對(duì)提高鐵路運(yùn)輸能力，保障客運(yùn)安全和列車正常運(yùn)行具有重要意 義。
隨著鐵路系統(tǒng)的提速和高速列車的規(guī)劃建設(shè)，也帶來了新的問題
1、 列車的安全、正點(diǎn)、事故預(yù)防等提到了前所未有的高度，怎樣保證列 車正點(diǎn)、安全運(yùn)行、減故壓延、事故預(yù)防等新的課題需要鐵路工作者解決。
2、 路局直管站段體制改革，精簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)，減員增效，提高工作效率，實(shí)行 扁平化管理，擴(kuò)大了段的管轄范圍和職責(zé)等，但管理模式需要改變，管理者不 可能像以前那樣經(jīng)常下到車站或區(qū)間了解情況，需要新技術(shù)和設(shè)備來輔助完成 管理工作，以延伸管理者的視野，節(jié)約故障處理時(shí)間。
3、 鐵路各業(yè)務(wù)部門也都在著手規(guī)劃、建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但是存在著重 復(fù)投資，而且各業(yè)務(wù)體系部門之間沒有直接溝通，不便于信息的傳遞和共享。
4、目前的視頻系統(tǒng)功能、設(shè)備參差不齊，無(wú)法統(tǒng)一管理。 隨著當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)化、信息化以及視頻編解碼技術(shù)的不斷發(fā)展，鐵路各業(yè)務(wù)
部門需要規(guī)劃設(shè)計(jì)統(tǒng)一的信息平臺(tái)和接入平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)視頻資源在鐵路全線各
部門的完全共享，以提高運(yùn)營(yíng)管理效率和故障處理速度。
同時(shí)，目前的鐵路系統(tǒng)中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)還存在以下問題
1、 各業(yè)務(wù)部門，比如電務(wù)部門、車務(wù)部門、公安部門等都建立各自的視 頻監(jiān)控系統(tǒng)，但是各系統(tǒng)相互獨(dú)立，形成"信息孤島"。存在重復(fù)投資的問題， 有些關(guān)鍵地點(diǎn)可能安裝多個(gè)攝像機(jī)；
2、 未建立統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，的各業(yè)務(wù)部門之間也沒有溝通機(jī)制，不符合
鐵道部信息化、網(wǎng)絡(luò)化的要求，也不便于各部門聯(lián)合解決處理現(xiàn)場(chǎng)故障；
3、 現(xiàn)有的視頻編碼算法種類繁多，有MPEG-4， JPEG以及H. 264等等，不 便于視頻系統(tǒng)的互聯(lián)，而且編碼的效率、圖像的質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)傳輸性能各不相同；
4、 傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)只是實(shí)現(xiàn)的圖像的釆集和顯示，未能滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控和 多級(jí)監(jiān)控的要求，也未實(shí)現(xiàn)跟鐵路具體應(yīng)用業(yè)務(wù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)行車指揮調(diào)度和集 中管理的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)鐵路中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)前存在的問題，建立一 個(gè)集生產(chǎn)作業(yè)指揮、行車安全視頻監(jiān)視、重點(diǎn)區(qū)域視頻監(jiān)視、應(yīng)急事故處理于 一體的統(tǒng)一的綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，規(guī)范視頻編碼格式和傳輸控制協(xié)議，采用開 放的技術(shù)協(xié)議和接口 ，合理分配和管理視頻設(shè)備使用權(quán)限。
本發(fā)明的技術(shù)方案是， 一種應(yīng)用于鐵路系統(tǒng)中的綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括 骨干層、匯聚層和接入層，其特征是，
所述骨干層運(yùn)行在鐵路局監(jiān)控中心，包括存儲(chǔ)服務(wù)器、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、數(shù)據(jù) 庫(kù)服務(wù)器、管理服務(wù)器、認(rèn)證服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器、傳輸設(shè)備、總控制中心的
控制臺(tái)、顯示大屏幕以及瀏覽終端；
所述匯聚層運(yùn)行在段級(jí)監(jiān)控中心，包括存儲(chǔ)服務(wù)器、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù) 服務(wù)器、管理服務(wù)器、認(rèn)證服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器、傳輸設(shè)備、控制臺(tái)、顯示大 屏幕以及瀏覽終端；
所述接入層運(yùn)行在車站和鐵路沿線的接入點(diǎn)，包括視頻監(jiān)控設(shè)備、傳輸設(shè) 備以及前端處理設(shè)備。
所述接入層的視頻數(shù)據(jù)信息經(jīng)過匯聚層以及骨干層的服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)后，傳輸
到總控制中心的控制臺(tái)，各層通過光纖、寬帶或者VPN方式連接。
所述視頻監(jiān)控設(shè)備接入到前端處理設(shè)備的接入方式為視頻-控制-電源線 纜接入、光纖+光端機(jī)接入、無(wú)線通道接入。
所述骨干層的認(rèn)證服務(wù)器對(duì)登錄系統(tǒng)的用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證和視頻監(jiān)控設(shè)
備使用權(quán)限的解析；權(quán)限劃分為管理權(quán)限、控制權(quán)限、瀏覽接入權(quán)限、回放權(quán) 限，且級(jí)別設(shè)置分為0-255級(jí)；權(quán)限不同的用戶同時(shí)控制同一視頻監(jiān)控設(shè)備時(shí)， 采用強(qiáng)制剝奪的機(jī)制，低權(quán)限用戶被高權(quán)限用戶剝奪；如果兩個(gè)用戶的權(quán)限一 樣，則采用協(xié)商機(jī)制。
所述視頻監(jiān)控設(shè)備和前端處理設(shè)備安裝具有視頻分析功能的硬件模塊，骨 干層總控制中心的控制臺(tái)和匯聚層控制臺(tái)安裝具有視頻分析功能的支撐軟件， 使整個(gè)系統(tǒng)具有行為分析及模式識(shí)別功能。
所述骨干層和匯聚層提供標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP接入?yún)f(xié)議，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)報(bào)警系統(tǒng)的 接入，并且提供視頻方式對(duì)報(bào)警故障進(jìn)行復(fù)核。
所述視頻監(jiān)控設(shè)備采用工控式數(shù)字視頻錄像機(jī)、嵌入式數(shù)字視頻錄像機(jī)、 網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和IP攝像機(jī)。
所述視頻監(jiān)控設(shè)備的視頻壓縮格式采用MPEG-4/H. 264，視頻實(shí)時(shí)碼流比特 率為32kbps-4Mbps;音頻壓縮格式采用G.711/G. 723/G. 729，音頻實(shí)時(shí)碼流比 特率為8-128kbps。
所述視頻監(jiān)控設(shè)備的物理接口采用10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口， l路
或多路音、視頻接口， RS232/485接口， 1路或多路報(bào)警輸入/輸出口 。
所述視頻監(jiān)控設(shè)備的視頻監(jiān)控傳輸控制協(xié)議采用國(guó)際組織互聯(lián)網(wǎng)工程任
務(wù)組規(guī)定的實(shí)時(shí)流協(xié)議族，包括實(shí)時(shí)流協(xié)議RTSP、實(shí)時(shí)流傳輸協(xié)議/實(shí)時(shí)流傳
輸控制協(xié)議RTP/RTCP、資源預(yù)留協(xié)議RSVP。
本發(fā)明的效果在于，通過在鐵路系統(tǒng)中建立綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，使鐵路資
源得到統(tǒng)一規(guī)劃和共享，同一視頻設(shè)備提供給各個(gè)部門調(diào)用，避免了重復(fù)投資
和浪費(fèi)；對(duì)視頻監(jiān)控設(shè)備的權(quán)限管理，協(xié)調(diào)了個(gè)部門對(duì)視頻監(jiān)控設(shè)備的使用；
開放的技術(shù)協(xié)議和接口，以及規(guī)范視頻編碼格式和傳輸控制協(xié)議，便于與其它
系統(tǒng)進(jìn)行整合及數(shù)據(jù)共享。


圖1是鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖。
圖2是視頻數(shù)據(jù)流向示意圖。
圖3是綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)權(quán)限控制示意圖。
圖4是綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其它系統(tǒng)接入示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅 僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
根據(jù)鐵路業(yè)務(wù)的實(shí)際需求和鐵道部信息化建設(shè)的總體規(guī)劃，通過構(gòu)建覆蓋 全線的、統(tǒng)一的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，整合各視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的視頻資源，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng) 各業(yè)務(wù)部門的視頻信息的實(shí)時(shí)共享。
圖1是鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)圖，圖1中，為了符合路局直管站段體 制的行政劃分，路局的綜合視頻監(jiān)控體系架構(gòu)按照骨干層101、匯聚層102、
接入層103進(jìn)行3層設(shè)置，本系統(tǒng)可根據(jù)需要進(jìn)行縱向或橫向擴(kuò)展。骨干層101 包括監(jiān)控指揮中心、 一級(jí)監(jiān)控中心；可以設(shè)在運(yùn)輸處、客運(yùn)處、機(jī)務(wù)處、 電務(wù)處、工務(wù)處、車輛處、安監(jiān)室等部門。匯聚層102包括二級(jí)監(jiān)控中心、 鐵通通信段、各段級(jí)單位，比如電務(wù)段、工務(wù)段、機(jī)務(wù)段、車務(wù)段、供電段等。 二級(jí)中心是管理的主體，也是主要視頻信息備份的主體和媒體流轉(zhuǎn)發(fā)的主體。 接入層103包括車站(室內(nèi)、室外)、區(qū)間、牽引變電所、分區(qū)所/開閉所。 車站是鐵路生產(chǎn)作業(yè)、行車安全保障、設(shè)備檢修故障修復(fù)的主體，所以綜合視 頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)、顯示主體也放在車站。在鐵道部設(shè)置客戶端。
骨干層是指路局/鐵道部等監(jiān)控中心，主要包括各服務(wù)器，比如存儲(chǔ)服務(wù) 器、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、管理服務(wù)器、認(rèn)證服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器、傳 輸設(shè)備、總控制中心的控制臺(tái)、顯示大屏幕以及各瀏覽終端等。骨干層是整個(gè) 綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠的調(diào)度和管理中樞，主要完成的功能包括實(shí)時(shí)瀏覽視頻 流、用戶及鑒權(quán)管理、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理、報(bào)警信息統(tǒng)計(jì)、重要?dú)v史資料存儲(chǔ)、 報(bào)表生成等。
匯聚層是指段級(jí)的監(jiān)控分中心，主要包括各服務(wù)器(參照骨干層配置)及 瀏覽終端。匯聚層可實(shí)現(xiàn)對(duì)管轄區(qū)內(nèi)的各類視頻采集終端的分專業(yè)、分區(qū)域遠(yuǎn) 程監(jiān)控及實(shí)時(shí)圖像調(diào)用。在各業(yè)務(wù)相關(guān)部門可以設(shè)置分中心，比如綜合維修部 門、電務(wù)段控制室、電力及牽引供電所等。
接入層是指各車站或鐵路沿線各接入點(diǎn)，該層主要包括各種類型的攝像機(jī)、 報(bào)警設(shè)備、視頻采集設(shè)備(含帶視頻分析功能)以及傳輸設(shè)備等。接入層能對(duì) 車站各機(jī)房、公共場(chǎng)所以及沿線鐵路設(shè)施等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，支持自動(dòng)監(jiān)視和人 工監(jiān)視模式，可與環(huán)動(dòng)安防報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)告警功能，告警時(shí)可實(shí) 現(xiàn)跟攝像機(jī)的切換、預(yù)置位跳轉(zhuǎn)、錄像及抓拍等功能。
圖2是視頻數(shù)據(jù)流向示意圖。圖2中，視頻監(jiān)控設(shè)備201將采集到的視頻 數(shù)據(jù)信息傳到網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器(NVS) 202進(jìn)行處理，之后通過接入層交換機(jī)
203和接入層路由器204進(jìn)入接入層與匯聚層連接的網(wǎng)絡(luò)206;接入層中，接 入層終端205可以監(jiān)視視頻內(nèi)容。視頻信息進(jìn)入?yún)R聚層后，通過匯聚層與接入 層連接的路由器207，到達(dá)匯聚層交換機(jī)208，此時(shí)視頻信息可以被送達(dá)匯聚 層各設(shè)備進(jìn)行處理；匯聚層終端210可以監(jiān)視和調(diào)用視頻的內(nèi)容，匯聚層服務(wù) 器211存儲(chǔ)并轉(zhuǎn)發(fā)視頻信息，經(jīng)過交換機(jī)208和匯聚層與骨干層連接的路由器 209，進(jìn)入?yún)R聚層和骨干層傳輸網(wǎng)絡(luò)212。骨干層路由器213，通過骨干層交換 機(jī)214，將視頻信息傳輸給骨干層各設(shè)備中；骨干層服務(wù)器215負(fù)責(zé)存儲(chǔ)并管 理視頻信息，而骨干層終端216可以調(diào)用和監(jiān)看各視頻設(shè)備監(jiān)控的信息。每層 中以服務(wù)器為核心進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和分發(fā)，接入層的視頻數(shù)據(jù)信息經(jīng)過匯聚層 以及骨干層的各級(jí)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)后回傳到總控制中心的控制臺(tái)。
綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)主要由骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)和接入網(wǎng)絡(luò)組成。骨干傳輸網(wǎng) 絡(luò)為視頻信息的遠(yuǎn)程傳輸提供可靠的通道。各車站/基站通過IP數(shù)據(jù)網(wǎng)與監(jiān)控 中心互聯(lián)。接入網(wǎng)絡(luò)指前端視頻采集設(shè)備就近接入監(jiān)控局端的通道。接入方式 有多種
1) 采用視頻-控制-電源線纜接入；
2) 采用光纖+光端機(jī)的方式接入；
3) 通過無(wú)線通道接入。
這里，對(duì)綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要滿足以下要求
第一、將整個(gè)鐵路系統(tǒng)所需的視頻采集點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和管理，以滿足各 業(yè)務(wù)部門(比如工務(wù)、車務(wù)、電務(wù)、公安、供電等部門)的應(yīng)用需求；視頻監(jiān) 控設(shè)備安裝的位置包括
1)信號(hào)機(jī)械室內(nèi)的組合架、分線盤、門口、窗戶等，微機(jī)連鎖室，電源 屏室等設(shè)置視頻采集點(diǎn)以滿足電務(wù)部門內(nèi)信號(hào)設(shè)備的日常維護(hù)、檢修，重要信 號(hào)設(shè)備的運(yùn)行工作狀態(tài)，指導(dǎo)信號(hào)工處理設(shè)備故障，達(dá)到預(yù)防為主、減故壓延
的目的，為保障列車的行車安全提供有效的輔助手段，符合路局直管站段的思 路。
2) 對(duì)車站上、下行咽喉區(qū)、區(qū)間等設(shè)置視頻采集點(diǎn)以滿足信號(hào)工日常維 護(hù)、檢修信號(hào)設(shè)備之監(jiān)督，信號(hào)設(shè)備故障處理之零距離指揮，咽喉區(qū)施工監(jiān)視。
3) 橋梁、隧道、事故多發(fā)地段、區(qū)間施工區(qū)、上下行咽喉施工區(qū)設(shè)置視 頻采集點(diǎn)以滿足工務(wù)等部門對(duì)異物侵入、設(shè)備嚴(yán)重破壞或丟失、人員上道等主
動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息，并將視頻信息傳送到監(jiān)控中心；實(shí)時(shí)監(jiān)視事故多發(fā)地段，及
時(shí)發(fā)現(xiàn)洪水、泥石流、大雪等自然災(zāi)害以及人為破壞造成的安全隱患，將報(bào)警 信息和視頻信息同時(shí)發(fā)送到監(jiān)控中心，并將報(bào)警信息和現(xiàn)場(chǎng)圖片發(fā)送到值班員 和有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的手機(jī)上，為列車安全運(yùn)行提供保障。
4) 在車站站臺(tái)、候車廳等處設(shè)置視頻采集點(diǎn)以滿足車務(wù)等部門監(jiān)視乘客 上下車情況，監(jiān)督站臺(tái)值班員是否按照規(guī)范工作，以保障運(yùn)輸安全。
5) 在機(jī)務(wù)段機(jī)調(diào)室、區(qū)間施工區(qū)等設(shè)置視頻采集點(diǎn)以滿足機(jī)務(wù)等部門監(jiān) 視機(jī)務(wù)段機(jī)調(diào)員調(diào)度作業(yè)的規(guī)范性；監(jiān)督區(qū)間施工進(jìn)度、質(zhì)量、指導(dǎo)。
6) 在牽引供電機(jī)房、分區(qū)所/開閉所的室內(nèi)及周邊，區(qū)間施工現(xiàn)場(chǎng)等設(shè)置 視頻采集點(diǎn)以滿足供電部門等監(jiān)視牽引變電所工作人員、電調(diào)室值班員的工作 是否符合規(guī)范；監(jiān)視牽引供電機(jī)房、分區(qū)所/開閉所的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及其周 邊的安全；監(jiān)督區(qū)間施工進(jìn)度、質(zhì)量，并進(jìn)行指導(dǎo)。
7) 在車站進(jìn)站口、出站口、候車室、售票大廳、行包房等設(shè)置視頻采集 點(diǎn)以滿足客運(yùn)服務(wù)等部門對(duì)車站客運(yùn)服務(wù)人員的作業(yè)規(guī)范性進(jìn)行監(jiān)督，提高服 務(wù)水平。
8) 在客運(yùn)站站前廣場(chǎng)、車站貨場(chǎng)、編組站、區(qū)段站等重點(diǎn)治安區(qū)域設(shè)置 視頻采集點(diǎn)以滿足公安部門等監(jiān)視治安狀況，打擊違法犯罪分子，維護(hù)治安。
9) 在列車車庫(kù)、股道兩端等區(qū)域設(shè)置視頻采集點(diǎn)以滿足車輛部門等監(jiān)視 人員流動(dòng)、安全等情況。
第二、制定合理的權(quán)限管理機(jī)制。通過上面的視頻采集點(diǎn)的規(guī)劃可以看到， 同一個(gè)視頻點(diǎn)可能多個(gè)業(yè)務(wù)部門都要關(guān)注，因此就涉及到系統(tǒng)中各用戶的權(quán)限 進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃的問題，同一個(gè)監(jiān)視點(diǎn)需要給不同的部門分配不同的權(quán)限，合理 分配，避免發(fā)生沖突。
用戶的權(quán)限對(duì)節(jié)點(diǎn)內(nèi)及本節(jié)點(diǎn)下屬節(jié)點(diǎn)的用戶進(jìn)行創(chuàng)建、刪除、授權(quán)變更 等。用戶授權(quán)管理按照分角色管理、級(jí)別管理和范圍管理的立體矩陣式管理。 分角色管理是把用戶能夠執(zhí)行的功能和操作分類，每一類稱為一個(gè)角色。 一個(gè) 用戶至少承擔(dān)一個(gè)角色，并可承擔(dān)多個(gè)角色。分級(jí)別管理是把同一類角色分級(jí) 管理，在具有同一角色的用戶進(jìn)行相同有沖突的操作時(shí)，采用級(jí)別來仲裁沖突， 級(jí)別高的用戶會(huì)搶先級(jí)別低的用戶。范圍管理是定義一個(gè)用戶權(quán)限的有效范 圍，是在本節(jié)點(diǎn)還是包括本節(jié)點(diǎn)的下屬節(jié)點(diǎn)。用戶的權(quán)限采用MYSQL數(shù)據(jù)庫(kù) 進(jìn)行認(rèn)證管理，每個(gè)用戶的權(quán)限實(shí)際上是一組具有權(quán)限等級(jí)攝像機(jī)的組合。用 戶登錄的身份認(rèn)證采用用戶名/密碼方式認(rèn)證方式，只要認(rèn)證通過，所具有權(quán)限 的攝像機(jī)就會(huì)顯示出來。
1) 本系統(tǒng)的權(quán)限劃分為管理權(quán)限、控制權(quán)限、瀏覽接入權(quán)限、回放權(quán)限
等，且級(jí)別設(shè)置分為0-255級(jí)；
2) 權(quán)限設(shè)置可細(xì)化到攝像頭；
3) 權(quán)限不同的用戶同時(shí)控制某一攝像機(jī)時(shí)，采用強(qiáng)制剝奪的機(jī)制，低權(quán) 限用戶被高權(quán)限用戶剝奪，并提示"有較高權(quán)限用戶在控制該圖像"；如果兩 個(gè)用戶的權(quán)限一樣，則會(huì)通過協(xié)商的方式，決定對(duì)攝像機(jī)的控制。圖3是綜合 視頻監(jiān)控系統(tǒng)權(quán)限控制示意圖。圖3中，用戶301和用戶302權(quán)限一致，當(dāng)用戶 302欲使用用戶301正在使用的攝像機(jī)時(shí)，系統(tǒng)向用戶302發(fā)出"用戶甲正在控 制中"的提示信息303，并詢問"是否需用協(xié)商"，如果選擇"需要協(xié)商"，
則在用戶301的界面上會(huì)出現(xiàn)"用戶乙跟您協(xié)商要控制該圖像"，并發(fā)出請(qǐng)求 控制信息304，如果同意，則用戶乙302獲得控制權(quán)限；如果不同意，則用戶乙
302不能控制該攝像機(jī)。
第三、視頻分析。規(guī)劃綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)后，整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控規(guī)模將會(huì)達(dá)
到幾百上千個(gè)，大規(guī)模的普通視頻監(jiān)控將會(huì)造成一些問題
(1) 傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的局限性增加了事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)也蒙蔽了監(jiān)控人員的
眼睛。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，人眼一直盯著監(jiān)控畫面20分鐘后，將會(huì)對(duì)圖像的變化沒 有任何反應(yīng)；
(2) 現(xiàn)今的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是事故發(fā)生后的被動(dòng)反應(yīng)工具，而不是先發(fā)制 人的預(yù)警工具，所有的安全隱患都無(wú)法被提前識(shí)別和判斷；
(3) 目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在低效的探測(cè)功能，頻繁的誤報(bào)警等。
為有效解決上述問題，提高鐵路各業(yè)務(wù)部門的工作效率，提高安全保障的 能力，在本系統(tǒng)中規(guī)劃設(shè)計(jì)行為分析及模式識(shí)別功能模塊，該模塊是通過具有
視頻分析功能的硬件模塊和后臺(tái)支撐軟件來實(shí)現(xiàn)。具體的實(shí)現(xiàn)方式通過軟件
平臺(tái)的客戶端軟件來配置各種規(guī)則，比如劃定某個(gè)區(qū)域禁止人員進(jìn)入，某個(gè)方 向的伴線等，然后通過網(wǎng)絡(luò)下載的前端的硬件模塊，并啟用生效。當(dāng)有人進(jìn)
入該禁止區(qū)域時(shí)，控制中心就會(huì)報(bào)警；當(dāng)某人違反設(shè)定的伴線規(guī)則時(shí)也就會(huì)報(bào) 警。系統(tǒng)也可以進(jìn)行人數(shù)統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)可以通過行為分析軟件模型識(shí)別出"人型"， 因此就可以對(duì)"人型"進(jìn)行計(jì)數(shù)，也就是人數(shù)的統(tǒng)計(jì)。
主要實(shí)現(xiàn)如下功能
1) 自動(dòng)"監(jiān)視"視頻并對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)的事件進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警；
2) 可實(shí)現(xiàn)目前監(jiān)控系統(tǒng)的投資效益最大化，提高系統(tǒng)的智能化水平，提 高安全保障的能力；3) 對(duì)于某區(qū)域軌道，重點(diǎn)信號(hào)設(shè)備區(qū)域等，對(duì)人員的進(jìn)入，離開以及異 物入侵(物體的大小等可以根據(jù)需要設(shè)定)該特定區(qū)域等進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)并報(bào)警;
4) 對(duì)于在設(shè)定區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)被遺留或取走報(bào)警；
5) 對(duì)于客運(yùn)站的某一區(qū)域(比如重要的出入口處等)進(jìn)行人數(shù)統(tǒng)計(jì)等， 便于行車指揮和公安管理；
6) 對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的目標(biāo)活動(dòng)進(jìn)行跟蹤監(jiān)視；
7) 根據(jù)不同報(bào)警區(qū)域內(nèi)發(fā)生的異常情況，能夠自動(dòng)進(jìn)行模式匹配，同時(shí) 產(chǎn)生不同的報(bào)警信息；報(bào)警可以上傳控制中心，并可以多種形式提示；也可 以在現(xiàn)場(chǎng)通過燈光或報(bào)警器等進(jìn)行報(bào)警。
第四、統(tǒng)一開放的系統(tǒng)。本系統(tǒng)為統(tǒng)一的開放系統(tǒng)，可與鐵路既有的各業(yè) 務(wù)進(jìn)行無(wú)縫接入，比如微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、防災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、應(yīng)急通信系統(tǒng)、調(diào)度通 信系統(tǒng)以及其它報(bào)警系統(tǒng)等。圖4是綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其它系統(tǒng)接入示意圖。 圖4中，綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的結(jié)合點(diǎn)是報(bào)警信息，將第三方的系統(tǒng) 報(bào)警數(shù)據(jù)通過TCP/IP協(xié)議實(shí)時(shí)接入到綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，然后實(shí)現(xiàn)報(bào)警的視頻 確認(rèn)和復(fù)核。該系統(tǒng)具有專門針對(duì)第三方系統(tǒng)的接入服務(wù)模塊，通過協(xié)議的轉(zhuǎn) 換，在后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換(根據(jù)各系統(tǒng)的不同，該系統(tǒng)可以是接收第三方系 統(tǒng)廣播數(shù)據(jù)包，亦或是采用一問一答的方式去主動(dòng)索取)。
1) 本系統(tǒng)作為開放式的系統(tǒng)，可通過標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議進(jìn)行互聯(lián)；
2) 各業(yè)務(wù)報(bào)警系統(tǒng)可以接入到本系統(tǒng)，并且通過視頻的方式對(duì)故障進(jìn)行 復(fù)核。
第五、采用的視頻監(jiān)控設(shè)備要符合標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)范。視頻采集設(shè)備主要實(shí)現(xiàn) 音視頻信息、報(bào)警信息的采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸以及輔助設(shè)備、云臺(tái)、視頻矩陣等的 控制。根據(jù)要求將攝像機(jī)采集到的圖像信息、麥克風(fēng)采集到的聲音信號(hào)、報(bào)警 設(shè)備采集到的報(bào)警信息等經(jīng)過編碼后，將壓縮后的流媒體文件通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到
中心服務(wù)平臺(tái)中，供用戶實(shí)時(shí)觀看或保存在存儲(chǔ)設(shè)備中；同時(shí)將中心服務(wù)平臺(tái) 傳來的控制信令抽取出來，進(jìn)行命令格式分析，按照命令內(nèi)容執(zhí)行相應(yīng)的操作， 控制矩陣切換器的切換、云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)以及攝像機(jī)鏡頭的控制等。
目前的視頻采集設(shè)備型號(hào)眾多，圖像質(zhì)量參差不齊，接口方式也不盡相同， 為確保系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的互聯(lián)互通，必須規(guī)范對(duì)視頻編碼設(shè)備的接入要求，通過規(guī) 范設(shè)備數(shù)據(jù)流請(qǐng)求響應(yīng)消息和業(yè)務(wù)控制命令消息達(dá)到設(shè)備接入與中心平臺(tái)的 無(wú)關(guān)性。對(duì)于新建系統(tǒng)，可以要求視頻編碼設(shè)備滿足技術(shù)規(guī)范要求。對(duì)于改造
系統(tǒng)， 一方面可以考慮升級(jí)既有的視頻編碼設(shè)備以滿足要求；其次，如果既有
設(shè)備不能滿足設(shè)計(jì)要求可以考慮部分或全部替換不能滿足要求的設(shè)備。對(duì)于視
頻編碼設(shè)備的技術(shù)要求如下所示
1) 視頻采集設(shè)備的種類工控式DVR、嵌入式DVR、 DVS、 IP攝像機(jī)；
2) 視頻壓縮格式MPEG-4/H. 264，視頻實(shí)時(shí)碼流比特率32kbps-4Mbps;
3) 音頻壓縮格式G.711/G.723/G.729，音頻實(shí)時(shí)碼流比特率8-128kbps;
4) 物理接口支持10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口， 1路或多路音、視 頻接口， RS232/485接口，支持1路或多路報(bào)警輸入/輸出口 ；
5) 視頻監(jiān)控的傳輸控制協(xié)議采用國(guó)際組織互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組規(guī)定的實(shí) 時(shí)流協(xié)議族，包括實(shí)時(shí)流協(xié)議(RTSP)、實(shí)時(shí)流傳輸協(xié)議/實(shí)時(shí)流傳輸控制協(xié)議
(RTP/RTCP)、資源預(yù)留協(xié)i義(RSVP)等。
6) 設(shè)備網(wǎng)管功能支持S麗P協(xié)議，系統(tǒng)的軟件遠(yuǎn)程代碼升級(jí)功能，支持 設(shè)備錄像狀態(tài)的查詢和主動(dòng)上報(bào)，支持遠(yuǎn)程設(shè)置時(shí)鐘，提供WEBSERVER管理功 能。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可 輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明
的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括骨干層、匯聚層和接入層，其特征是，所述骨干層運(yùn)行在鐵路局監(jiān)控中心，包括存儲(chǔ)服務(wù)器、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、管理服務(wù)器、認(rèn)證服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器、傳輸設(shè)備、總控制中心的控制臺(tái)、顯示大屏幕以及瀏覽終端；所述匯聚層運(yùn)行在段級(jí)監(jiān)控中心，包括存儲(chǔ)服務(wù)器、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、管理服務(wù)器、認(rèn)證服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器、傳輸設(shè)備、控制臺(tái)、顯示大屏幕以及瀏覽終端；所述接入層運(yùn)行在車站和鐵路沿線的接入點(diǎn)，包括視頻監(jiān)控設(shè)備、傳輸設(shè)備以及前端處理設(shè)備。所述接入層的視頻數(shù)據(jù)信息經(jīng)過匯聚層以及骨干層的服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)后，傳輸?shù)娇偪刂浦行牡目刂婆_(tái)，各層通過光纖、寬帶或者VPN方式連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述視頻 監(jiān)控設(shè)備接入到前端處理設(shè)備的接入方式為視頻-控制-電源線纜接入、光纖+光 端機(jī)接入、無(wú)線通道接入。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述骨干 層的認(rèn)證服務(wù)器對(duì)登錄系統(tǒng)的用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證和視頻監(jiān)控設(shè)備使用權(quán)限的解 析；權(quán)限劃分為管理權(quán)限、控制權(quán)限、瀏覽接入權(quán)限、回放權(quán)限，且級(jí)別設(shè)置分 為0-255級(jí)；權(quán)限不同的用戶同時(shí)控制同一視頻監(jiān)控設(shè)備時(shí)，采用強(qiáng)制剝奪的機(jī) 制，低權(quán)限用戶被高權(quán)限用戶剝奪；如果兩個(gè)用戶的權(quán)限一樣，則采用協(xié)商機(jī)制。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述視頻 監(jiān)控設(shè)備和前端處理設(shè)備安裝具有視頻分析功能的硬件模塊，骨干層總控制中心 的控制臺(tái)和匯聚層控制臺(tái)安裝具有視頻分析功能的支撐軟件，使整個(gè)系統(tǒng)具有行 為分析及模式識(shí)別功能。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述骨干 層和匯聚層提供標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP接入?yún)f(xié)議，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)報(bào)警系統(tǒng)的接入，并且提供 視頻方式對(duì)報(bào)警故障進(jìn)行復(fù)核。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述視頻 監(jiān)控設(shè)備采用工控式數(shù)字視頻錄像機(jī)、嵌入式數(shù)字視頻錄像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器 和IP攝像機(jī)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述視頻 監(jiān)控設(shè)備的視頻壓縮格式采用MPEG-4/H. 264 ，視頻實(shí)時(shí)碼流比特率為 32kbps-4Mbps;音頻壓縮格式采用G. 711/G.723/G. 729，音頻實(shí)時(shí)碼流比特率為 8-128kbps。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述視頻 監(jiān)控設(shè)備的物理接口采用10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口， l路或多路音、視頻 接口， RS232/485接口， 1路或多路報(bào)警輸入/輸出口 。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是所述視頻 監(jiān)控設(shè)備的視頻監(jiān)控傳輸控制協(xié)議采用國(guó)際組織互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組規(guī)定的實(shí)時(shí) 流協(xié)議族，包括實(shí)時(shí)流協(xié)議RTSP、實(shí)時(shí)流傳輸協(xié)議/實(shí)時(shí)流傳輸控制協(xié)議 RTP/RTCP、資源預(yù)留協(xié)議RSVP。
全文摘要
本發(fā)明公開了視頻管理與傳輸技術(shù)領(lǐng)域中一種鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)。技術(shù)方案是，該系統(tǒng)包括骨干層、匯聚層和接入層；骨干層包括各種服務(wù)器、傳輸設(shè)備、總控制中心的控制臺(tái)、顯示大屏幕以及各瀏覽終端；匯聚層包括各種服務(wù)器、傳輸設(shè)備、控制臺(tái)、顯示大屏幕以及瀏覽終端；接入層包括各種視頻監(jiān)控設(shè)備、傳輸設(shè)備以及前端處理設(shè)備；各層通過光纖、寬帶或者VPN方式連接。系統(tǒng)能夠?qū)σ曨l監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行權(quán)限管理和控制；具有行為分析及模式識(shí)別功能；采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議為其它系統(tǒng)提供接入接口。本發(fā)明使鐵路資源得到統(tǒng)一規(guī)劃和共享，避免了重復(fù)投資和浪費(fèi)；便于與其它系統(tǒng)進(jìn)行整合及數(shù)據(jù)共享。
文檔編號(hào)H04L29/08GK101394549SQ20081022507
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者張利軍 申請(qǐng)人:北京佳訊飛鴻電氣股份有限公司