用于铁路应急抢险和动态视频监控的调度监控系统和方法

摘要

本发明涉及一种用于铁路应急抢险和动态视频监控的调度监控系统，其包括终端设备、无线路由器、智能接入节点IAP、有线传输网和移动交换控制中心，其中终端设备包括摄像机和应急通信箱，该摄像机与该应急箱连接，该应急箱包括编解码器、传输设备和电池，该摄像机将现场的视频图像通过应急箱中的编解码器实时进行编码，编码后的视频数据经由无线路由器转发至临近的智能接入节点IAP，该智能接入节点IAP通过有线传输网传输到移动交换控制中心的电子屏幕墙上，移动交换控制中心通过区域控制中心将相关信息经由有线传输网、智能接入节点IAP、无线路由器传送到列车驾驶室里的终端显示器上。以及一种用于铁路应急抢险和动态视频监控的调度监控方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于铁路应急抢险、动态视频监控的调度监控系统和方法，具体地，其涉及一种利用2.4GHz无线宽带数据传输方式进行铁路数据、图像、语音传输的系统和方法。

背景技术

随着我国铁路5次提速和城际直达列车的开行都标志着铁路运输装备、技术水平的不断提高，但是在铁路旅客服务、应急抢险通信及保障行车安全的动态视频监控等方面仍然存在不足。

在应急抢险通信方面：目前的应急抢险通信设备庞大、结构繁杂，搬运、接续和维护困难，开通耗时长，不能满足轻便、灵活、开通迅速、维修简单等应急抢险通信的基本要求。

在动态视频监控方面：道口、易落石点和防洪点等地点的状况依靠以前的技术是无法让接近事故点的列车上的司机实时掌握，从而错过采取措施的最好时机；机车和车厢内的实际状况无法让控制中心实时掌握等。

在旅客服务方面：车上旅客只能收听列车广播，无法收看电视(新闻和重大事件直播等)、无法接入互联网、在山区无法拨打电话等。两会代表曾多次呼吁：铁路旅客在列车上看不到电视、新闻节目。

为了克服上述问题，上海奥达光电子科技有限公司于2002年11月19日申请的公开号为CN1410307A的专利申请公开了一种运动列车网络服务及远程智能管理信息系统，该运动列车网络服务及远程智能管理信息系统是在铁路二条铁轨间地面上隔一定距离安装用普通材料制作的地标，地标本身无源。由列车运用自扫描，通过地标信息读取器读取地理位置、车速、里程数、警示等信息，供行车人员参考，并通过天线传送到卫再转送到列车运行调度中心对列车进行远程智能管理，运动列车主计算机具有信息高速解码、存储、压缩装置，列车主机算机控制下的输出接口接至各车厢，为旅客提供多媒体电视、电话、上网游戏、音乐及伊妹儿等服务，列车主机的装备与功能还能避免在特殊地形或气候下数据的丢失。但是，该技术无法解决应急抢险通信和动态视频监控方面的技术问题。

此外，1999年5月27日公布的WO9925598A中公开了一种铁路装置防碰撞和防脱轨的安全系统，它通过可从列车车头遥控的自走式小车，探测列车前方适当距离处铁路的异常、障碍，该自走式小车上装有传感装置以用于揭示沿铁路的异常和障碍物。但是，采用这种方式防撞将限制列车的速度，其成本和维护费用也大大增加。因此，迫切需要找到一种技术方案来解决上面的问题。

发明内容

本发明的一方面，为了克服目前应急抢险通信设备庞大、结构繁杂，搬运、接续和维护困难，开通耗时长的问题，提供了一种用于铁路应急抢险和动态视频监控的调度监控系统，其包括终端设备、无线路由器、智能接入节点IAP、有线传输网和移动交换控制中心，其中终端设备包括摄像机和应急通信箱，该摄像机与该应急箱连接。该应急箱包括编解码器、传输设备和电池，该摄像机将现场的视频图像通过应急箱中的编解码器实时进行编码，编码后的视频数据经由无线路由器转发至临近的智能接入节点IAP，该智能接入节点IAP通过有线传输网传输到移动交换控制中心的电子屏幕墙上，移动交换控制中心通过区域控制中心将相关信息经由有线传输网、智能接入节点IAP、无线路由器传送到驾驶室里的终端显示器上。

所述指挥中心能通过该系统及时掌握抢险现场情况以及抢险进度，并且指挥中心能将该抢险情况提前显示给司机，以防止事故的发生，同时，其中的紧急抢险通信系统轻便、灵活、开通迅速、维修简单。

本发明的另一方面，为了监控道口、易落石点和防洪点等地点的状况并及时通知列车驾驶员，该系统进一步包括：动态视频监控器，其包括监控摄像机以及与之连接的无线路由器(WR或EWR).

本发明的另一方面，为了给列车上的旅客提供更优质的服务，该系统进一步包括在列车上设置无线路由器和终端通讯设备。

本发明的另一方面，还提供了一种用于铁路应急抢险和动态视频监控的调度监控方法，该方法包括：将终端设备布置在应急抢险地点；将该终端设备所包括的摄像机对准抢险现场，该终端设备还包括应急通信箱；该摄像机与该应急箱连接，该应急箱包括编解码器、传输设备和电池；该摄像机将现场的视频图像通过应急箱中的编解码器实时进行编码，编码后的视频数据经由无线路由器转发至临近的智能接入节点IAP；该智能接入节点IAP通过有线传输网传输到移动交换控制中心的电子屏幕墙上；移动交换控制中心通过区域控制中心将相关信息经由有线传输网、智能接入节点IAP、无线路由器传送到驾驶室里的终端显示器上。

所述的方法还包括在特定地点布置动态视频监控器，该动态视频监控器包括监控摄像机以及与之连接的无线路由器(WR或EWR)

所述的方法还包括在列车上设置无线路由器和终端通讯设备。

本发明可以达到以下技术效果：

1.应急通信

完成现场动态图像实时上传、语音调度、现场移动通信等功能，设备简单、携带方便(现场通信设备总重量不超过10公斤)、即开即用(系统开通时间不超过10分钟)。

全面提高铁路应急通信技术水平，实现应急通信的快速反应。

2.视频监控与安全预警

将铁路沿线特定区域(道口、防洪、落石等)、机车驾驶室、旅客车厢等监控点的动态图像实时上传至指挥中心；将铁路沿线特定区域的实时动态图像自动提前显示给机车司机；对监控图像进行移动监测，遇有变化(移动、异物侵界等)即可发出报警。

为铁路运输安全提供更实际、更直观、更全面的保障手段。

3.旅客服务

在列车上为旅客提供电视节目直播、铁路信息实时发布、VOD视频点播、视频会议服务、无线宽带上网、高速网页浏览、在线游戏、旅客间高速局域互联、VPN接入、收发Email以及IP电话等服务。

全面提升铁路旅客服务质量，树立铁路优质服务品牌，提高铁路客运的核心竞争力。

4.列车跟踪定位

结合GIS系统，在卫星实拍地图上直观跟踪显示列车走行状态(车次、位置、速度)；通过点选功能按钮，可同步显示机车和客车车厢内的实时动态图像。

为调度员全面掌握列车运行状态提供更直观的显示。

附图说明

图1是根据本发明一种实施例的结构示意图；

图2是根据本发明另一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

(实施方式1)

参考图1，该用于铁路应急抢险和动态视频监控的调度监控系统基本包括终端设备、无线路由器WR(EWR)、智能接入节点IAP、有线传输网和移动交换控制中心MiSC(即网管中心)5个基本网络单元。其中终端设备包括摄像机和应急通信箱(应急箱)，该摄像机与该应急箱连接。应急箱包括编解码器、传输设备和电池。其中的IAP和WR可采用符合以下技术条件的设备：

IAP指标：工作频率：2.4GHz

    调制方式：DSSS(直接序列扩频)

    发射功率：25dBm(最大)

    功耗：12W

    电源：220V/50Hz

    尺寸：15.9cm×15.9cm×10.2cm

    重量：1.73Kg

    工作温度：-35℃～55℃

WR指标：工作频率：2.4GHz

    调制方式：DSSS(直接序列扩频)

    发射功率：25dBm(最大)

    功耗：10W

    电源：220V/50Hz

            尺寸：15.9cm×15.9cm×10.2cm

            重量：1.59Kg

            工作温度：-35℃～55℃

            湿度：0～100％

该用于铁路应急抢险和动态视频监控的调度监控系统基于对等网络(ad hoc)技术和QDMA^TM技术，可为移动速度达到400Km/h的移动体提供突发速率高达6Mb/s的宽带接入，其工作频段为2.4GHZ ISM频段(2.4GHz-2.4835GHz)，由于其基于IP协议.所以该系统可实现基于IP协议的所有功能，此外，其内置定位功能，可实现非GPS定位，定位精度优于10米，其定位数据采用工业标准格式.支持现有基于GPS数据的所有应用。

当铁路现场出现事故时，由抢险人员把所需的应急通信设备带入现场，摄像机将现场的情况记录下来并通过应急箱中的编解码器进行编码，编码后的视频数据经由无线路由器(WR或EWR)转发至临近的IAP，最后通过有线通道传输到指挥中心(即移动交换控制中心，该移动交换控制中心也作为网管中心)的电子屏幕墙上，现场场景一目了然，该移动交换控制中心可通过区域控制中心将相关信息经由有线传输网、智能接入节点IAP、无线路由器传送到列车驾驶室(比如邻近事故点的列车)里的终端接收器上。此外，该系统还可同时实现对现场进行语音调度和现场移动通信等功能，该应急通信设备具有结构简单、携带方便(现场通信设备总重量不超过10公斤)、即开即用(系统开通时间不超过10分钟)等优点。这有利于全面提高铁路应急通信技术水平，实现应急通信的快速反应。

(实施方式2)

与实施方式1中类似，该用于铁路应急抢险和动态视频监控的调度监控系统基本包括终端设备、无线路由器WR(EWR)、智能接入节点IAP、有线传输网和移动交换控制中心MiSC(即网管中心)5个基本网络单元。该终端设备包括监控摄像机和与之连接的无线路由器(WR或EWR)，其只需市电供电电源，不需其它有线通道，这有利于方便快捷地布置监控点，该监控点比如是道口、防洪点、易落石点、机车驾驶室、旅客车厢等地点。摄像机监控的视频数据通过EWR路由转发至邻近的IAP，然后通过有线通道传输到调度中心(即指挥中心)的电子屏幕上，与此同时，调度中心将铁路沿线特定区域的实时动态图像经由区域控制中心、有线传输网、智能接入节点IAP、无线路由器自动提前显示给邻近的列车上的司机，并对监控图像进行移动监测，遇有变化(移动、异物侵界等)即可发出报警。这样就能够及时了解并阻止可能发生的意外情况。此外，该系统还可实现闭路电视监控、网络视频、电视电话会议、数字录像及播放、无线图像传输等功能。当然，本发明并不限于此，比如，对于整个系统来说，可以既包括应急抢险通信设备，还可同时包括动态视频监控设备。

此外，该系统还可包括在列车上设置的无线路由器(WR)和终端通讯设备等，为旅客提供电视节目直播、铁路信息实时发布、VOD视频点播、视频会议服务、无线宽带上网、高速网页浏览、在线游戏、旅客间高速局域互联、VPN接入、收发Email以及IP电话等服务。

结合GIS系统，在卫星实拍地图上直观跟踪显示列车走行状态(车次、位置、速度等)；通过点选功能按钮，可同步显示机车和客车车厢内的实时动态图像。这有可能为调度员全面掌握列车运行状态提供更直观的显示。

(实施方式3)

与实施方式1和2相对应，本发明还提供了一种用于铁路应急抢险和动态视频监控的调度监控方法，该方法包括以下步骤：1.将终端设备布置在应急抢险地点；2.将该终端设备所包括的摄像机对准抢险现场，该终端设备还包括应急通信箱；3.将该摄像机与该应急箱连接，该应急箱包括编解码器、传输设备和电池；4.该摄像机将现场的视频图像通过应急箱中的编解码器实时进行编码，编码后的视频数据经由无线路由器转发至临近的智能接入节点IAP；5.该智能接入节点IAP通过有线传输网传输到移动交换控制中心的电子屏幕墙上；6.移动交换控制中心通过区域控制中心将相关信息经由有线传输网、智能接入节点IAP、无线路由器传送到驾驶室里的终端显示器上。此外，还可以在特定地点布置动态视频监控器，通过该动态视频监控器可以将动态监控的信息实时提供给调度中心和列车驾驶员。该动态视频监控器包括监控摄像机以及与之连接的无线路由器(WR或EWR)。

与此同时，还可以在列车上设置无线路由器和终端通讯设备，以实现给旅客提供电视节目直播、铁路信息实时发布、VOD视频点播、视频会议服务、无线宽带上网、高速网页浏览、在线游戏、旅客间高速局域互联、VPN接入、收发Email以及IP电话等服务。

上面已经对本发明的具体实施方式做了示例性而非限定性的描述，不脱离本发明的精神和范围，本领域普通技术人员可以对其进行各种修改，比如，以上功能不仅能够运用于铁路，也可以适用于其它部门，如公安、消防、防暴、交通、海运等等。