专利名称：用于地铁的无线监控系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种监控装置及方法，且尤其涉及一种用于地铁的无线监控系统和方法。
背景技术：
根据中国各城市轨道交通发展规划图显示，至2016年我国将新建轨道交通线路 89条，总建设里程为2500公里，投资规模达9937. 3亿元。中国已成为世界最大的城市轨道交通建设市场。迄今为止，已有10个城市开通了 31条城市轨道交通线，运营里程达到835. 5 公里。近期，国务院又批复了 22个城市的地铁建设规划，总投资达8820. 03亿元。到2010 年，中国城市轨道数量将达到阳条、里程1500公里，因此这将是一个潜力巨大的市场。近年来，世界各地的恐怖袭击事件频发，造成巨大的人员与财产损失，同时造成的恐慌对社会形成了巨大的影响，成为人们心中挥之不去的梦魔。如何有效的打击恐怖主义与极端主义，成为了世界各国国家安全建设的一个极其重要的一部分，从国家层面的反恐说明我们正处于反恐时代。同时国内的反恐形势同样非常严峻，因此近段时间国家公安部提出了建设“平安城市”“数字城市”的指导性方针，根据媒体相关报导，2004年杭州市就投入了 1.2亿元用于电子监控探头的安装和基础网络工程的建设。放眼全国，北京、深圳、广州等地也都加快了平安城市建设的步伐。上海计划在2010年前，在全市范围内安装20多万个监控摄像头，全面建立起“社会防控体系”。早在2006年，广州市宣布，广州市要在两年内新建和改造25万个摄像头，实现利用视频监控技术全面改善广州市社会治安状况的目的。深圳市早在2005年底也公布了类似计划，在两至三年内将新增近30万个监控点，以进行“平安城市”建设。现代城市的交通枢纽、大型商场、重点部门等成为了城市反恐的重中之重。现代城市的地铁运营线路，因为其位置的特殊性，流动人口大，不采取一定的安防措施，一旦出现恶性事件后果不堪设想，同时由于地铁站的地理和环境的特殊性，如何对地铁进行有效不留安防死角的监控，成为了一个难点。
发明内容
本发明解决的问题是现有技术中列车车厢实时监控不到位以及监控视频数据易丢失的问题。为了实现上述目的，本发明提供了一种用于地铁的无线监控系统，包括多个图像采集装置，设置于列车的车厢内；四个移动通信终端，设置于所述列车的两端，每端分别设置两个所述移动通信终端，每个所述移动通信终端均和每个所述图像采集装置相连；切换控制器，和每个所述移动通信终端均相连，所述切换控制器包括红外或其他无线遥控方法通信模块、切换指令模块和网络交换模块，所述切换指令模块、所述网络交换模块均和所述红外或其他无线遥控方法通信模块相连；基站通信终端，包括红外或其他无线遥控方法发射装置和视频接收装置，所述红外或其他无线遥控方法发射装置发射的信息被所述红外或其他无线遥控方法通信模块所接受，所述视频接收装置接受所述移动通信终端传输的视频；指挥中心，与所述视频接收装置相连。可选的，每个所述车厢内设置两个所述图像采集装置。可选的，所述图像采集装置为摄像机。可选的，所述摄像机为一体化广角摄像机。可选的，所述红外或其他无线遥控方法通信模块包括红外或其他无线遥控方法接收器和红外或其他无线遥控方法处理器，所述红外或其他无线遥控方法接收器和所述红外或其他无线遥控方法处理器相连。可选的，所述网络交换模块包括一存储单元。可选的，所述无线监控系统还包括一视频服务器，所述视频服务器包括视频解码模块和视频编码压缩模块，所述视频服务器和每个所述图像采集装置、每个所述移动通信终端相连。为了实现上述目的，本发明还提供了一种用于地铁的无线监控方法，包括以下步骤图像采集装置对车厢进行实时监控，进行视频数据采集；红外或其他无线遥控方法通信模块接受基站通信终端的红外或其他无线遥控方法发射装置发送的信息；切换指令模块对所述信息进行逻辑判断；网络交换模块根据所述切换指令模块判断的结果，选择移动通信终端；所述图像采集装置将所述视频数据传输给选定的所述移动通信终端；所述移动通信终端将所述视频数据传输给视频接收装置；所述视频接收装置将所述视频数据传输给指挥中心。可选的，所述视频数据传输采用宽带无线传输系统。可选的，所述宽带无线传输系统为OFDM、WIFI、WMAX或LTE，也包括其他的各种宽带无线传输技术。可选的，所述网络交换模块在选择所述移动通信终端的同时对所采集的视频数据进行存储。可选的，所述图像采集装置进行视频数据采集后对所述视频数据进行解码和压缩处理。可选的，所述视频接收装置通过光纤网络将视频数据传输给指挥中心。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明用于地铁的无线监控系统和方法实时对列车车厢进行监控并将视频数据传回基站，保证了列车的安全性；另外本发明在网络交换模块中设置了存储模块，避免了在通信终端的切换过程中视频数据的丢失，能够有效的防止视频数据的传输间断。
图1为本发明用于地铁的无线监控系统和方法的方法流程示意图。图2是本发明用于地铁的无线监控系统和方法的第一实施例示意图。图3是本发明用于地铁的无线监控系统和方法的第二实施例示意图。图4是本发明用于地铁的无线监控系统和方法的实验示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。本发明提供了一种用于地铁的无线监控系统，包括多个图像采集装置，设置于列车的车厢内，最优的，每个所述车厢内设置两个图像采集装置，所述图像采集装置为摄像机，最好为一体化广角摄像机，可以使得视频的监控视角更大，采用一体化广角摄像机，所述无线监控系统还包括一视频服务器，所述视频服务器包括视频解码模块和视频编码压缩模块，所述视频服务器和每个图像采集装置、每个移动通信终端相连，对车厢内进行实时监控，每节车厢安装两台摄像机，进行图像采集，视频图像与控制信号通过视频线与rs485传输线接入到视频服务器，进行编码压缩，在对视频进行解码和压缩后，传输至移动通信终端；四个移动通信终端，设置于所述列车的两端，每端分别设置两个所述移动通信终端，每个所述移动通信终端均和每个所述图像采集装置相连，图像采集装置通过移动通信终端，将所采集的视频数据传输至基站，在实际使用过程中，只使用四个移动通信终端中的一个，移动通信终端间的切换工作由切换控制器完成，关于监控和传输的实际过程，后面会做详细阐述，列车首尾两端各安装两个移动通信终端，此处采用分布式基站(分布式基站就是用来中转信号)，结合全向天线，能够满足在隧道中的视频与语音传输需求，通信带宽最大为108Mbps，能实现与车站固定端的稳定通信；；切换控制器，和每个所述移动通信终端均相连，所述切换控制器包括红外或其他无线遥控方法通信模块、切换指令模块和网络交换模块，所述切换指令模块、所述网络交换模块均和所述红外或其他无线遥控方法通信模块相连，红外或其他无线遥控方法通信模块分为红外或其他无线遥控方法接收器和红外或其他无线遥控方法处理器，红外或其他无线遥控方法接收模块接收站台发送过来的红外或其他无线遥控方法信号。红外或其他无线遥控方法处理器为一个红外或其他无线遥控方法通信设备的解码模块，接收到站台发送过来的信息(站台的基站的频点，下一个站台频段，列车是上行还是下行)，切换指令器模块， 接收红外或其他无线遥控方法模块发送过来的数据进行逻辑判断(一些单片机就能实现这种功能)，比如现在进行传输的是哪个接口，下一段路程将使用哪一个频段进行信息传输，这样便生成一个切换指令，控制交换机进行相应的通信通道进行切换，它与网络交换机的核心处理模块进行通信，控制其相应的做出正确的切换，网络交换模块，该模块为目前主流的交换机模块，与指令器模块进行直接的通信，设置一个数据流接入的端口，四个输出的 RJ45端口，分别接到相应的基站通信终端，根据指令器模块发送过来的不同控制信号，打开和关闭相应的通道，这样能达到一种切换的效果。如果考虑到图像传输的连续性，所述网络交换模块还包括一存储单元，保证数据发送过来延时5秒左右再发送，总而言之，该设备实现运动中的基站切换，列车头部安装红外或其他无线遥控方法通信装置，当红外或其他无线遥控方法接收机接收到车站站台上的红外或其他无线遥控方法信号时，对列车头部当前正在通信的终端进行切换，列车上的两个终端交替进行通信，两个终端使用的通信频段不同，因而避免同频干扰，从而在到下一个车站的路段中使用新的链路进行切换，如此做到实时且稳定可靠的传输。同时，切换器具有5秒左右的缓冲存储功能，这样能有效避免图像传输间断，以免留下监控死角；基站通信终端，包括红外或其他无线遥控方法发射装置和视频接收装置，所述红外或其他无线遥控方法发射装置发射的信息被所述红外或其他无线遥控方法通信模块所接受，所述视频接收装置接受所述移动通信终端传输的视频，采用集成23dbi高增益天线的一体化基站设备，接收运动中列车的视频流数据；指挥中心，通过光纤网络和所述视频接收装置相连。在列车车厢内进行视频采集时，也可以直接使用IP摄像头，IP摄像头由摄像头和视频服务器组成。本专利中的视频数据传输采用宽带无线传输系统，具体的，宽带无线传输系统为通行的OFDM、WIFI、WMAX或LTE无线传输技术。OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术,实际上OFDM是MCM Multi-CarrierModulation,多载波调制的一种。其主要思想是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰ICI。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。OFDM属于现有技术，在多个文献中均有记载和介绍， 其他宽带无线传输技术WIFI、WIFI、LTE等也属于现有技术，在此就不再赘言。下面，请参考图1，图1为本发明用于地铁的无线监控系统和方法的方法流程示意图，从图上可以看出，本发明用于地铁的无线监控系统和方法的方法包括以下步骤步骤 11 图像采集装置对车厢进行实时监控，进行视频数据采集，所述图像采集装置进行视频数据采集后对所述视频数据进行解码和压缩处理；步骤12 红外或其他无线遥控方法通信模块接受基站通信终端的红外或其他无线遥控方法发射装置发送的信息；步骤13 切换指令模块对所述信息进行逻辑判断；步骤14 网络交换模块根据所述切换指令模块判断的结果，选择移动通信终端，所述网络交换模块在选择所述移动通信终端的同时对所采集的视频数据进行存储，以免视频数据丢失；步骤15 所述图像采集装置将所述视频数据传输给选定的所述移动通信终端；步骤16 所述移动通信终端将所述视频数据传输给视频接收装置；步骤17 所述视频接收装置将所述视频数据传输给指挥中心，最优的，视频接收装置通过光纤网络将视频数据传输给指挥中心。接着，请参考图2，图2是本发明用于地铁的无线监控系统和方法的第一实施例示意图。第一实施例是列车20在无岔道的地铁线路中运行，由于隧道中列车为双向运行，因此需进行合理的频率规划，如图2中所示方向，根据地铁线路设计中的实际情况，当列车20 向右行驶时，使用A频段与B频段进行通信。列车20右端安装两个移动通信终端1和2，列车20左端安装另外两个移动通信终端3和4，终端1工作频率为A频，终端2工作频率为B 频段，当列车20行驶在车站21与车站22之间时，终端2与前方车站22的固定基站7建立连接，列车上视频传输使用该链路，通信带宽为24Mbps 108Mbps。在列车20进入车站23 时，移动通信基站2自动与车站23的固定基站9建立连接，车上红外或其他无线遥控方法接收机探测到站台内发出的红外或其他无线遥控方法信号时，进行通信链路的切换。列车 20进入终点站24，向左行驶时，启用列车20左端的移动终端3、4在另外两个频段与车站相同频段的基站进行通信。各个车站的固定端基站通过光纤网络接入到监控中心，因此该系统不存在同频干扰。接着，请参考图3，图3是本发明用于地铁的无线监控系统和方法的第二实施例示意图。第二实施例是列车20在有岔道的地铁线路中运行，在城市地铁相交的不同的线路中，使用不同的微波频段，OFDM设备可以具有多频段的特性，在载波带宽为20MHz时，支持 32个信道选择，应此能在运营线路较多的城市地铁中进行有效的频率规划。如图3所示， 在一号线路36中，使用A、B、C、D频段信道，在二号线路35中使用E、F、G、H频段的信道。 列车30向左行驶时，使用A频段与B频段进行通信。列车20左端安装两个移动通信终端 3和4，终端3工作频率为A频，终端4工作频率为B频段，当列车30行驶在车站31与车站 32之间时，终端4与前方车站32的固定基站7建立连接，如果继续在一号线路36上行驶， 则终端4与前方车站33的固定基站9建立连接，如果转入二号线路35上行驶，则终端4与前方车站34的固定基站14建立连接，使用E频。各个车站的固定端基站通过光纤网络接入到监控中心，因此该系统不存在同频干扰。最后，请参考图4，图4是本发明用于地铁的无线监控系统和方法的实验示意图。 图4中，C和D为移动通信终端，切换控制器41在移动通信终端C和移动通信终端D之间切换，图像采集装置40对车厢进行监控，A和B为固定基站，指挥中心42和切换控制器41 相连。A与C联通，B与D联通，并且四个基站的工作频率两两不同，摄像头采集的图像经过AC、BD两个通道切换传输首先，A与C联通，图像采集装置40通过该链路传输图像，且能够实时的监控。通过切换控制器41断开图像采集装置40与AC链路的链接，通过BD链路传输。实验结果为 BC能继续传输图像，时延为1秒左右，因此得出结论，在切换控制器41与指挥中心42端设置1秒以上，能实现监控画面的连贯性，做到监控实时性(排除图像的变卖时延)。无线监控的方法除了上文所列举的0FDM，还可以使用WIFI、WMAX和LTE，由本领域的技术人员根据实际情况选用。虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1.一种用于地铁的无线监控系统，其特征在于，包括 多个图像采集装置，设置于列车的车厢内；四个移动通信终端，设置于所述列车的两端，每端分别设置两个所述移动通信终端，每个所述移动通信终端均和每个所述图像采集装置相连；切换控制器，和每个所述移动通信终端均相连，所述切换控制器包括红外或其他无线遥控方法通信模块、切换指令模块和网络交换模块，所述切换指令模块、所述网络交换模块均和所述红外或其他无线遥控方法通信模块相连；基站通信终端，包括红外或其他无线遥控方法发射装置和视频接收装置，所述红外或其他无线遥控方法发射装置发射的信息被所述红外或其他无线遥控方法通信模块所接受， 所述视频接收装置接受所述移动通信终端传输的视频； 指挥中心，与所述视频接收装置相连。
2.根据权利要求1所述的无线监控系统，其特征在于每个所述车厢内设置两个图像采集装置，所述图像采集装置为一体化广角摄像机。
3.根据权利要求1所述的无线监控系统，其特征在于所述红外或其他无线遥控方法通信模块包括红外或其他无线遥控方法接收器和红外或其他无线遥控方法处理器，所述红外或其他无线遥控方法接收器和所述红外或其他无线遥控方法处理器相连。
4.根据权利要求1所述的无线监控系统，其特征在于所述无线监控系统还包括一视频服务器，所述视频服务器包括视频解码模块和视频编码压缩模块，所述视频服务器和每个所述图像采集装置、每个所述移动通信终端相连。
5.一种用于地铁的无线监控方法，其特征在于，包括以下步骤 图像采集装置对车厢进行实时监控，进行视频数据采集；红外或其他无线遥控方法通信模块接受基站通信终端的红外或其他无线遥控方法发射装置发送的信息；切换指令模块对所述信息进行逻辑判断；网络交换模块根据所述切换指令模块判断的结果，选择移动通信终端； 所述图像采集装置将所述视频数据传输给选定的所述移动通信终端； 所述移动通信终端将所述视频数据传输给视频接收装置； 所述视频接收装置将所述视频数据传输给指挥中心。
6.根据权利要求5所述的无线监控方法，其特征在于所述视频数据传输采用宽带无线传输系统。
7.根据权利要求6所述的无线监控方法，其特征在于所述宽带无线传输系统为OFDM、 WIFI、WMAX 或 LTE。
8.根据权利要求5所述的无线监控方法，其特征在于所述网络交换模块在选择所述移动通信终端的同时对所采集的视频数据进行存储。
9.根据权利要求5所述的无线监控方法，其特征在于所述图像采集装置进行视频数据采集后对所述视频数据进行解码和压缩处理。
10.根据权利要求5所述的无线监控方法，其特征在于所述视频接收装置通过光纤网络将视频数据传输给指挥中心。
全文摘要
本发明提供一种用于地铁的无线监控系统和方法，所述系统包括多个图像采集装置，设置于列车的车厢内；四个移动通信终端，每个所述移动通信终端均和每个所述图像采集装置相连；切换控制器，和每个所述移动通信终端均相连；基站通信终端，包括红外或其他无线遥控方法发射装置和视频接收装置；指挥中心，与所述视频接收装置相连。本发明用于地铁的无线监控系统和方法实时对列车车厢进行监控并将视频数据传回基站，且视频数据在通信终端切换过程中不丢失，提高了列车的安全性。
文档编号G08C17/02GK102291570SQ20111022763
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者谢惠麟, 齐晓松 申请人:谢惠麟, 齐晓松