无线Mesh网络在铁路客专建设远程可视化管理中的应用

摘要

当前铁路正处于大规模的建设期，客运专线的建设、扩能和更新改造项目非常之多，但其复杂的地理条件和恶劣的气候条件对施工的影响很大。为了确保工程按期完工、提高工程质量、保障施工安全，拟在全线建立施工现场视频监控系统和综合调度系统，实现对施工现场远程可视化管理。视频监控系统能够有效地实现施工现场的有序可控，对铁路系统建设单位的施工管理意义重大。以往的视频监控系统主要是依靠有线网络或点对点（PTP）无线网络及点对多点（PTMP）无线网络进行组网，实施后均存在一些难以解决的问题，而且对于视频监控通信系统也缺乏全面、系统的研究。因此，本文设计了无线视频监控系统，并实现了视频监控系统中的重要部分——综合调度系统。
　　鉴于视频监控系统的发展趋势，以及铁路工程建设的需要，根据项目施工环境的特殊性，结合现有成熟技术，将先进的无线 Mesh网络用于铁路视频监控系统的设计中，并将最新提出的榕树型拓扑的概念应用其中，设计了一套基于有线与无线混合组网的视频监控系统架构。系统前端监控点设计主要设计每个监控点的系统构成，功能需求及设备连接情况；网络通信方案设计主要针对项目施工环境的特殊性，铁路施工场地通常分布于荒郊野外，通信设施缺乏，为了降低系统建设成本，本系统与电信运营商合作，租用运营商的有线网络，在其通信铁塔安装无线Mesh收发设备与监控现场的无线Mesh网络通信，实现一套易组装、易移动、重用性强的无线监控系统；视频存贮系统设计主要分析系统采集的大量视频信息如何存贮以备调用，鉴于视频数据规模巨大，为了提高存贮效率、容错性及易用性，采用专用磁盘存贮阵列。
　　按照哈齐客运专线施工建设管理的需要，设计并实现了综合调度系统。系统包括视频监控模块、视频存储及回放模块、联网系统的主热备份模块、报警联动模块、电子地图模块和系统管理模块。通过这些模块提供的功能，用户可以灵活的控制整个视频监控系统的运行，获得高效、便利、易用的用户体验。
　　目前该无线视频监控系统已经得到应用，并通过了严格的系统测试，达到了预期设计的目标。系统充分利用有线网高带宽、高稳定性的特点，及无线网部署快捷、灵活的特点，有效提高了铁路工程建设的管理能力。

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上海交通大学硕士学位论文答辩决议书

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1绪论

1.1 课题的背景

1.2 课题的研究意义

1.3 视频监控系统的发展及现状

1.4 视频监控系统的组成

1.5 本文的主要工作及论文组织结构

2 相关技术综述

2.1 无线Mesh网络

2.2 视频编码标准

2.3 IP SAN

2.4 本章小结

3 无线视频监控系统总体设计

3.1 系统设计原则

3.2 系统总体结构

3.3 网络通信方案设计

3.4 前端监控点设计

3.5 视频存储系统设计

3.6 本章小结

4 综合调度系统详细设计与实现

4.1 综合调度系统功能模块设计

4.2 系统环境

4.3 视频监控模块

4.4 视频存储及回放模块

4.5 报警联动模块

4.6 系统管理模块

4.7 本章小结

5 系统总体测试

5.1 视频监控系统测试环境概述

5.2 网络测试工具概述

5.3 视频监控系统功能测试

5.4 视频监控系统性能测试

5.5 本章小结

6 总结

6.1 本文总结

6.2 下一步工作及展望

参考文献

附录

致谢

作者攻读学位期间发表的论文