一种轨道列车中的车载智能监控系统的制作方法

2021-02-05 05:02:03|

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本申请涉及轨道交通电子技术领域，特别涉及一种轨道列车中的车载智能监控系统。

背景技术：

随着物联网的发展，嵌入式模块的处理运算能力进一步得到提高，低功耗嵌入式模块的性能已满足运行整个cctv(closedcircuittelevision，闭路电视监控)系统的需求。

目前的轨道列车中，例如地铁、高铁、有轨电车等几乎都配备有pis(passengerinformationsystem，乘客信息系统)，其中包含简单的cctv系统，具有监视车厢、查看录像、报警联动等功能。在一些公共场合中，很多监控系统已经配置了人脸识别技术。鉴于此，如何将人脸识别技术在轨道列车行车控制中加以利用，提高车载监控系统的智能化，已经是本领域技术人员所重点关注的一个问题。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种轨道列车中的车载智能监控系统，以便在实现车内监控的基础上，进一步丰富车载监控系统的数据获取功能，提高模块的智能化。

为解决上述技术问题，本申请公开了一种轨道列车中的车载智能监控系统，包括设于各个车厢内的交换机，以及通过所述交换机而接入交换机网络的摄像头、网络视频录像机和司控室显示屏；

其中，所述网络视频录像机中设置有车厢拥挤度分析模块，所述车厢拥挤度分析模块用于：实时获取对应车厢中的摄像头所采集到的视频图像，并进行人脸识别和人数统计，计算生成车厢拥挤度值并发送至所述司控室显示屏，以便所述司控室显示屏在实时显示状态下显示所述车厢拥挤度值。

可选地，所述车厢拥挤度分析模块具体用于：

获取对应车厢的重量数据，对所述重量数据和人数统计值进行加权计算，以生成所述车厢拥挤度值。

可选地，所述网络视频录像机中还设置有物品遗留识别模块，所述物品遗留识别模块用于：

实时获取对应车厢中的摄像头所采集到的视频图像，对所述视频图像针对预设种类物品进行图像识别，并在检测到无人监管的预设种类物品后，生成物品遗留警示信息。

可选地，所述网络视频录像机中还设置有断电保护模块，所述断电保护模块用于：

在系统断电后，基于内设的不间断电源进行数据保存，并在数据保存完成后生成关机指令。

可选地，所述网络视频录像机中还设置有机械减震模块。

可选地，每隔预设数量个车厢设置有一台所述网络视频录像机。

可选地，所述网络视频录像机与所述交换机之间以单根poe网线连接，所述poe网线兼用于通信和供电。

可选地，所述网络视频录像机配置有第三方接口，所述网络视频录像机还用于：

将各车厢的所述车厢拥挤度值分别发送至通过所述第三方接口连接的客室车厢显示屏和/或候车区显示屏；

所述第三方接口包括图像监视接口、录像下载接口、系统配置接口以及日志告警数据接口。

可选地，所述摄像头和所述网络视频录像机的内部供电电路中均设置有滤波电路以便进行稳压。

可选地，所述司控室显示屏的分辨率为1280*800。

本申请所提供的轨道列车中的车载智能监控系统包括设于各个车厢内的交换机，以及通过所述交换机而接入交换机网络的摄像头、网络视频录像机和司控室显示屏；其中，所述网络视频录像机中设置有车厢拥挤度分析模块，所述车厢拥挤度分析模块用于：实时获取对应车厢中的摄像头所采集到的视频图像，并进行人脸识别和人数统计，计算生成车厢拥挤度值并发送至所述司控室显示屏，以便所述司控室显示屏在实时显示状态下显示所述车厢拥挤度值。

本申请所提供的轨道列车中的车载智能监控系统所具有的有益效果是：本申请采用了配置有智能分析车厢拥挤度功能的网络视频录像机，可在对各车厢内的具体情况进行实时监控的基础上，进一步提供用于反映车厢拥挤度的数据，有效提高了车载监控系统的智能化，有助于轨道交通管理的完善和提高监控产品的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请实施例公开的一种轨道列车中的车载智能监控系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种轨道列车中的交换机环网网络示意图；

图3为本申请实施例提供的一种轨道列车中的交换机bypass聚合网络示意图；

图4为本申请实施例提供的一种司控室显示屏的实时监控画面示意图；

图5为本申请实施例提供的一种司控室显示屏的视频录播画面示意图。

具体实施方式

本申请的核心在于提供一种轨道列车中的车载智能监控系统，以便在实现车内监控的基础上，进一步丰富车载监控系统的数据获取功能，提高模块的智能化。

为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前的轨道列车中，例如地铁、高铁、有轨电车等几乎都配备有pis(passengerinformationsystem，乘客信息系统)，其中包含简单的cctv系统，具有监视车厢、查看录像、报警联动等功能。在一些公共场合中，很多监控系统已经配置了人脸识别技术。鉴于此，本申请公开了一种轨道列车中的车载智能监控系统，将人脸识别技术在轨道列车行车控制中加以利用，可有效提高车载监控系统的智能化，以便为行车控制提供更丰富的数据依据，有助于轨道交通管理的完善。

参见图1所示，图1为本申请实施例公开的一种轨道列车中的车载智能监控系统的示意图。

本申请实施例公开的轨道列车中的车载智能监控系统，主要包括设于各个车厢内的交换机100，以及通过交换机100而接入交换机网络的摄像头200、网络视频录像机300(networkvideorecorder，nvr)和司控室显示屏400；

其中，网络视频录像机300中设置有车厢拥挤度分析模块，车厢拥挤度分析模块用于：实时获取对应车厢中的摄像头200所采集到的视频图像，并进行人脸识别和人数统计，计算生成车厢拥挤度值并发送至司控室显示屏400，以便司控室显示屏400在实时显示状态下显示车厢拥挤度值。

具体地，图1中以6节车厢为例示出了本申请所提供的车载智能监控系统的架构。其中，车厢t1和t2为两个司控室，车厢m1、m2、m3、m4为中间供乘客使用的四个车厢。每个车厢中均设置有交换机100，用于构建轨道列车的通信网络。摄像头200、网络视频录像机300、司控室显示屏400均挂在交换机100构建的交换机网络上，可相互访问。所有设备通过六类及以上网线接入交换机100，确保设备ip不重复且在一个网段内。

需要说明的是，各个车厢中的交换机100之间可采用环网连接模式，具体可参见图2，以避免单点故障而影响其他设备使用：除交换机100以外，任一个设备故障时，只要交换机100所构建的交换机网络通畅，则其他设备仍然可以正常运作。

当然，除却环网工作模式以外，本申请中的交换机100还可以采用bypass聚合网络，具体可参考图3。

环网的交换机网络内，交换机之间需要跨越一个车厢相连，如此每经过一节车厢就要有两处连接点，虽然可以节省网线(每个交换机只需占用一进一出两个网口)，但稳定性低。

而bypass聚合网络是直连相邻两节车厢的交换机，网线只有一个连接点，虽然占用的网口数量比交换机环网网络多一倍(每交换机两进两出4个网口)，但是稳定性高。

如图1所示，轨道列车上的每个车厢中均设置有摄像头200，用于采集本车厢内的视频图像以便进行实时监控。根据实际需要，每个车厢中可设置多个摄像头200，以覆盖整个车厢范围。

此外，轨道列车的两端末尾处的车厢为司控室，在司控室中，设置有可供司乘人员进行人机交互操作的司控室显示屏400。一般地，司控室显示屏400可具体为触摸屏，司乘人员可通过该触摸屏可实时查看、调取、下载、编辑各个车厢内的监控视频。

接入交换机网络中的网络视频录像机300是监控系统的视频处理主机。其内部配置有监控级别的大容量硬盘，并预先配置有各个摄像头200与车厢的对应关系。网络视频录像机300可接收摄像头200采集的实时画面，进而生成视频文件，并根据各摄像头200与车厢的对应关系，将各车厢中各摄像头200拍摄的视频图像分别存储在硬盘上的对应位置。

而需要指出的是，在完成上述视频监控功能的基础上，本申请实施例所提供的车载智能监控系统中，网络视频录像机300中还设置有车厢拥挤度分析模块。当网络视频录像机300获取到一个车厢内的各摄像头200所拍摄的实时画面后，车厢拥挤度分析模块可截取某一时刻的图像画面，进行人脸识别，进而计算出该车厢内的人数统计值，并根据预设的拥挤度计算算法，计算出车厢拥挤度值，作为表征该车厢内拥挤程度的指标。

监视触摸屏从摄像头200直接获取实时监视画面，从主机获取录像以及智能分析数据。

可见，本申请实施例所公开的轨道列车中的车载智能监控系统，采用了配置有智能分析车厢拥挤度功能的网络视频录像机，可在对各车厢内的具体情况进行实时监控的基础上，进一步提供用于反映车厢拥挤度的数据，有效提高了车载监控系统的智能化，有助于轨道交通管理的完善和提高监控产品的经济效益。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的轨道列车中的车载智能监控系统在上述内容的基础上，车厢拥挤度分析模块具体用于：

获取对应车厢的重量数据，对重量数据和人数统计值进行加权计算，以生成车厢拥挤度值。

具体地，本实施例中，网络视频录像机300中的车厢拥挤度分析模块在计算生成车厢拥挤度值时，综合考虑了人脸识别技术得到的人数统计值和车厢实际的重量数据，以便进一步提高数据的精准度。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的轨道列车中的车载智能监控系统在上述内容的基础上，网络视频录像机300中还设置有物品遗留识别模块，物品遗留识别模块用于：

实时获取对应车厢中的摄像头200所采集到的视频图像，对视频图像针对预设种类物品进行图像识别，并在检测到无人监管的预设种类物品后，生成物品遗留警示信息。

具体地，本实施例中，网络视频录像机300中还设置有用于识别一些日常物品的物品遗留识别模块。该模块可基于神经网络等模型预先训练生成，用于识别一些日常物品，如背包、行李、手机、电脑等。配合人脸识别技术，在发现这些日常物品无人监管时，可生成警示信息，以提示工作人员，提高物品遗失事件的处理及时性和效率。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的轨道列车中的车载智能监控系统在上述内容的基础上，网络视频录像机300中还设置有断电保护模块，断电保护模块用于：

在系统断电后，基于内设的不间断电源进行数据保存，并在数据保存完成后生成关机指令。

具体地，本实施例中为网络视频录像机300设置的断电保护模块，可防止因突然断电而导致的视频保存失败。该模块可在突然断电后，将模块内的不间断电源作为应急电源，以便将视频保存，然后再正常关机。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的轨道列车中的车载智能监控系统在上述内容的基础上，网络视频录像机300中还设置有机械减震模块。

具体地，传统的cctv系统一般适合运行于稳定、无干扰、无震动的机房中，而轨道列车在运行过程中会产生持续的震动，容易造成存储介质损坏或停止工作等问题。为此，本申请设置有机械减震模块来对网络视频录像机300进行抗震保护。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的轨道列车中的车载智能监控系统在上述内容的基础上，每隔预设数量个车厢设置有一台网络视频录像机300。

具体地，网络视频录像机300中因需要配置硬盘而体积相对较大。现有技术中的一些车载cctv系统仅提供两台网络视频录像机300分别放置于两头的司控室，而司控室内空间有限，所以一般无法装配较多的硬盘，无法存放较多录像。为此，本申请将网络视频录像机300在车厢中分布式存储，具体可以每隔2～4节车厢设置一台网络视频录像机300，以便避免受限于司控室的空间大小，满足视频存储容量的布局需求。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的轨道列车中的车载智能监控系统在上述内容的基础上，网络视频录像机300与交换机100之间以单根poe网线连接，poe网线兼用于通信和供电。

具体地，现有技术中很多车载摄像机既需要一根12v供电线，同时还需要一根网线进行通信，因此，轨道列车的多节车厢需要大量布线，不仅线路错综复杂而且容易产生串扰，同时，相关供电设备和交换机100的接口过多也不易维护。

故此，本申请中网络视频录像机300和交换机100使用poe供电，省略了额外的摄像机供电接口，一个网络视频摄像机仅需一根poe网线即可，在减少线材、接口降低成本的同时也能有效降低干扰。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的轨道列车中的车载智能监控系统在上述内容的基础上，网络视频录像机300配置有第三方接口，网络视频录像机300还用于：

将各车厢的车厢拥挤度值分别发送至通过第三方接口连接的客室车厢显示屏和/或候车区显示屏；

其中，第三方接口包括图像监视接口、录像下载接口、系统配置接口以及日志告警数据接口。

具体地，本申请实施例中的网络视频录像机300还提供有第三方接口，可用于与外部系统——pis系统连接，数据可主动上报也可被动查询。pis系统中的设备，包括设置在各个客室车厢的客室车厢显示屏，以及设置在车站候车区的显示屏，均可以通过第三方接口获取到车厢内部的拥挤度情况并显示，如此，可方便车厢内和候车区内的乘客选择拥挤度较低的车厢。

其中，图像监视接口可用于进行直播、转播；录像下载接口可供第三方设备查询、播放及下载录像；系统配置接口可供第三方设备进行系统配置；日志告警数据接口可供第三方设备获取日志、报警信息、分析数据等。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的轨道列车中的车载智能监控系统在上述内容的基础上，摄像头200和网络视频录像机300的内部供电电路中均设置有滤波电路以便进行稳压。

具体地，轨道列车机柜环境复杂，有很强的电磁干扰和极不稳定的电压。传统的cctv系统未作该方面防护，则很可能会烧毁设备电路。为此，本申请实施例所提供的车载智能监视系统中，利用设备供电电路中设置的滤波电路，来有效进行稳压。

综上，本申请中所提供的车载智能监视系统，经过了抗震试验、抗电磁干扰试验、电气试验等，完全符合轨道交通相关要求，适用于车辆运行环境。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的轨道列车中的车载智能监控系统在上述内容的基础上，司控室显示屏400的分辨率为1280*800。

具体地，目前在列车上使用的传统cctv系统中，摄像头200多采用720p(对应于1280*800)，而显示屏却一般为1080*768的分辨率，因此，在播放视频时，显示屏会对画面进行缩小，因而导致画面失真。为此，本实施例中采用的司控室显示屏400具体为1280*800的分辨率，与摄像头200的720p相匹配，能够完整呈现摄像机捕获的画面，不失真。

此外，本申请还为司控室显示屏400设计采用了用户体验良好的人机互动程序和流媒体服务系统。首次使用时，司控室显示屏400通过onvif(opennetworkvideointerfaceforum，网络视频标准规范)搜索局域网内的摄像头200，技术人员可通过司控室显示屏400在车载智能监视系统中配置好车厢与摄像头200的对应关系，保存并重启。司控室显示屏400将通过rtsp(realtimestreamingprotocol，实时流传输)协议直接与摄像机通讯，获取视频流，解码h.265并实时显示图像。

在实时监视功能中，司控室显示屏400可进行单画面或者四画面的切换显示。又或者，可选择按照车厢、摄像头200编号顺序轮询播放，或者手动选择车厢、车厢头内的视频播放。具体可参见图4，图4为本申请实施例提供的一种司控室显示屏400的实时监控画面示意图。

除实时监控显示外，本申请实施例中的车载智能监控系统还可提供录像查询、播放、下载功能。具体地，在系统中配置好摄像头200与车厢的对应关系后，系统上电后自动进入录像状态。在司控室显示屏400上操作，按照日期、车厢、摄像机等筛选条件查询录像文件并播放。若在主机上插入u盘，可通过在司控室显示屏400上选择导出需要的录像文件。其中，主机即网络视频录像机300采用有高性能低功耗嵌入式处理器、监控级大容量硬盘、减震模块和断电保护模块等。具体可参见图5，图5为本申请实施例提供的一种司控室显示屏400的视频录播画面示意图。

本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的模块而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需说明的是，在本申请文件中，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者模块不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者模块所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者模块中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请的保护范围内。

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