一种机车运行远程监视安全预警系统
技术领域
本实用新型涉及机车运行远程监视安全预警技术领域，具体为一种机车运行远程监视安全预警系统。
背景技术
随着铁路信息化管理的不断深入，机车车载视频监控系统作为信息化的重要组成部分，已经全面融入铁路安全管理进程中，并进入规范运营管理阶段。随着监控技术的不断发展及铁路现场监控业务需求的不断提升，如何更好的发挥机车视频监控系统的作用及完善设计之初由于技术受限所存在的不足，使得该系统在铁路运输管理中发挥更大作用，成为当下急需解决的问题。
目前现有的视频系统主要存在显示屏与主机分离式设计不满足现场实际需求且存在安全隐患、机车运行中弓网状态检测需进一步完善、机车乘务员疲劳状况检测系统运行单一、模拟视频图像清晰度较低、电力机车和内燃机车视频格式不兼容、地面人员无法实时获取机车运行状况等问题，特别是对机车视频数据进行分析时，需从机车设备上把存储硬盘拆下来拿到地面上分析，硬盘来回的拆卸，不仅加大了工作量，而且减少了硬盘的使用寿命，在 6A视频子系统标准出来以后，增加了U盘转储和同步存储功能，因此需要研发和6A视频子系统同样工作模式的视频主机，方便电力机车和内燃机车视频数据统一管理，另外，既有视频及6A视频子系统的回放软件有多个版本，不便于统一管理。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种机车运行远程监视安全预警系统，解决了目前现有的视频系统主要存在显示屏与主机分离式设计不满足现场实际需求且存在安全隐患、机车运行中弓网状态检测需进一步完善、机车乘务员疲劳状况检测系统运行单一、模拟视频图像清晰度较低、电力机车和内燃机车视频格式不兼容、地面人员无法实时获取机车运行状况的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种机车运行远程监视安全预警系统，包括车载设备和地面服务系统，所述车载设备通过无线网与地面服务系统电性连接，所述车载设备包括车载一体机、图像采集模块、灭火模块和定位及数传模块，所述车载一体机通过电线缆与图像采集模块电性连接，所述图像采集模块通过电线缆与灭火模块电性连接，所述灭火模块通过电线缆与定位及数传模块定性连接，所述地面服务系统包括网络单元、服务器、客户端和预警单元，所述网络单元与服务器通过网络电性连接，所述服务器通过无线网与客户端电性连接，所述客户端通过无线网与预警单元电性连接，所述图像采集模块包括机械间摄像机、电气间摄像机、乘务员盹睡摄像机、盹睡处理单元、路况摄像机、司机室拾音器、司机室摄像机和弓网摄像机，所述盹睡单元包括乘务员盹睡摄像机和盹睡处理单元，所述灭火模块包括传感器单元和灭火单元，所述定位及数传模块包括定位单元和传输单元，所述灭火模块包括烟感探测器和火焰探测器及灭火装置。
优选的，所述车载一体机包括前端司机室车载一体机和后端司机室车载一体机，所述前端司机室车载一体机和后端司机室车载一体机的控制端均通过电线缆分别与烟感探测器、火焰探测器、灭火装置、定位单元和传输单元，所述前端司机室车载一体机和后端司机室车载一体机的监控端通过电线缆与机械间摄像机、电子间摄像机、盹睡处理单元、路况摄像机、司机室摄像机和弓网摄像机电性连接，所述盹睡处理单元通过电线缆与乘务员盹睡摄像机电性连接，所述司机室摄像机通过电线缆与司机拾音器相互电性连接，所述司机室拾音器通过无线网与车内和地面实现双向语音对讲功能，所述地面服务系统采用瞬间断电无损录像和宽温技术。
优选的，所述车载一体机通过电线分别与电源板、NVR板、交换板、法拉电容板、显示屏、防火板、存储单元和接口板电性连接。
优选的，所述机械间摄像机、电子间摄像机、路况摄像机、司机室摄像机和弓网摄像机均采用高清数字摄像机，所述弓网摄像机安装在机车机械间车顶，所述电气间摄像机安装在电气间与动力间走廊侧壁车体上，所述机械间摄像机安装在机械间两侧走廊侧壁上面，所述路况摄像机安装在司机室内部操作台面上，所述司机室摄像机安装在司机室顶盖上面。
优选的，所述摄像机单元融合了计算机图像处理技术与生物统计学原理于一体，其中服务器采用采用了区别于FAT32的FS4.0特殊文件系统，能够适应连续和大流量视频流数据的硬盘写入，免于受到WINDOWS系统下病毒的侵扰，所述弓网摄像机采用光学变焦技术，所述弓网摄像机包括摄像头、云台、补光灯和机械外壳，所述定位单元采集实时位置(经纬度)信息功能。
(三)有益效果
本实用新型提供了一种机车运行远程监视安全预警系统。具备以下有益效果：
(1)、该机车运行远程监视安全预警系统，通过车载一体机采用触摸显示屏与主机一体化设计，实现双机冗余备份的功能，采用特殊文件系统，保证视频录像数据的安全性和完整性，提高系统的可靠性及稳定性，尽可能的避免丢录像事件的发生，为铁路安全运输提供理想的数据依据。安装在司机室内，避免电气间内高温环境对安装于车载主机内的硬盘的影响；显示屏采用电容式触摸屏，具有良好的灵敏触摸特性，整机操作界面采用下拉式菜单，按照功能与应用分别嵌入操作按钮，为客户提供了简易、舒适的操作体验。
(2)、该机车运行远程监视安全预警系统，通过摄像机采用高清数字摄像机，具有图像清晰度高，图像传输抗干扰性强的特点，避免了图像数据传输过程中受到的干扰，车内远距离图像传输无失真，以及通过系统中设置的乘务员盹睡单元，用于检测乘务员疲劳状态，乘务员状态预警提醒模块融合了计算机图像处理技术与生物统计学原理于一体，利用计算机图像处理技术从视频中提取人像特征点，利用生物统计学的原理进行分析建立数学模型,即人脸特征模板，并且还利用了主机采用了区别于FAT32的FS4.0特殊文件系统，能够适应连续的、大流量视频流数据的硬盘写入，免于受到WINDOWS系统下病毒的侵扰。针对索引区经常读写容易损坏，设计了2级索引，同时对每个数据块进行“标签化”、“等大小”的管理，实际相当于还隐藏有第3 级备份索引，以确保当索引区数据损坏时，能快速可靠的进行恢复。能够适应连续的、大流量的视频文件的硬盘写入，确保文件写入完整正确，录像文件不丢失，录像文件能够免于病毒的侵袭。
(3)、该机车运行远程监视安全预警系统，通过司机室拾音器接入及车上和地面双向语音对讲，接入全向拾音器，对机车乘务员的呼唤应答和标准化作业音视频进行采集并保存，视频回放时，录像叠加清晰的音频，保证声音与图像同步并与LKJ时间数据同步，为铁路标准化作业的推进提供有利的支撑，并且通过弓网摄像机采用光学变焦技术，满足最大视场角全覆盖受电弓、支撑绝缘子的要求；弓网摄像机具有防抖功能，保证画面清晰稳定；具有强光抑制功能，保证视频的信号亮度在正常范围内；弓网摄像机录制视频分辨率高，满足高清视频监控的要求，可人工辨析受电弓相关部件的状态；弓网摄像机采用温控自动电加热玻璃技术，具有除雾功能，满足全天候工作要求，便给通过该系统还运用环境适用性技术，其中电源技术采用特殊电源设计，瞬间断电无损录像；宽温技术：系统在低温时，能触发负反馈自动加温系统，使温度升高；在高温的时候，铝材紧贴器件表面，达到高效散热的效果。
附图说明
图1为本实用新型系统结构示意图；
图2为本实用新型车载设备结构示意图；
图3为本实用新型司机室车载一体机结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-3所示，本实用新型提供一种技术方案：一种机车运行远程监视安全预警系统，包括车载设备和地面服务系统，车载设备通过无线网与地面服务系统电性连接，车载设备包括车载一体机、图像采集模块、灭火模块和定位及数传模块，车载一体机通过电线缆与图像采集模块电性连接，图像采集模块通过电线缆与灭火模块电性连接，灭火模块通过电线缆与定位及数传模块定性连接，地面服务系统包括网络单元、服务器、客户端和预警单元，网络单元与服务器通过网络电性连接，服务器通过无线网与客户端电性连接，客户端通过无线网与预警单元电性连接，图像采集模块包括机械间摄像机、电气间摄像机、乘务员盹睡摄像机、盹睡处理单元、路况摄像机、司机室拾音器、司机室摄像机和弓网摄像机，盹睡单元包括乘务员盹睡摄像机和盹睡处理单元，灭火模块包括传感器单元和灭火单元，定位及数传模块包括定位单元和传输单元，灭火模块包括烟感探测器和火焰探测器及灭火装置，车载一体机包括前端司机室车载一体机和后端司机室车载一体机，前端司机室车载一体机和后端司机室车载一体机的控制端均通过电线缆分别与烟感探测器、火焰探测器、灭火装置、定位单元和传输单元，前端司机室车载一体机和后端司机室车载一体机的监控端通过电线缆与机械间摄像机、电子间摄像机、盹睡处理单元、路况摄像机、司机室摄像机和弓网摄像机电性连接，盹睡处理单元通过电线缆与乘务员盹睡摄像机电性连接，以达到乘务员状态预警提醒模块融合了计算机图像处理技术与生物统计学原理于一体，利用计算机图像处理技术从视频中提取人像特征点，利用生物统计学的原理进行分析建立数学模型,即人脸特征模板，司机室摄像机通过电线缆与司机拾音器相互电性连接，司机室拾音器通过无线网与车内和地面实现双向语音对讲功能，以达到对机车乘务员的呼唤应答和标准化作业音视频进行采集并保存，视频回放时，录像叠加清晰的音频，保证声音与图像同步并与LKJ时间数据同步，为铁路标准化作业的推进提供有利的支撑，地面服务系统采用瞬间断电无损录像和宽温技术，车载一体机通过电线分别与电源板、NVR板、交换板、法拉电容板、显示屏、防火板、存储单元和接口板电性连接，机械间摄像机、电子间摄像机、路况摄像机、司机室摄像机和弓网摄像机均采用高清数字摄像机，通过摄像机采用高清数字摄像机，具有图像清晰度高，图像传输抗干扰性强的特点，避免了图像数据传输过程中受到的干扰，车内远距离图像传输无失真，弓网摄像机安装在机车机械间车顶，电气间摄像机安装在电气间与动力间走廊侧壁车体上，机械间摄像机安装在机械间两侧走廊侧壁上面，路况摄像机安装在司机室内部操作台面上，司机室摄像机安装在司机室顶盖上面，摄像机单元融合了计算机图像处理技术与生物统计学原理于一体，其中服务器采用采用了区别于FAT32的FS4.0特殊文件系统，能够适应连续和大流量视频流数据的硬盘写入，免于受到WINDOWS系统下病毒的侵扰，弓网摄像机采用光学变焦技术，通过弓网摄像机采用光学变焦技术，满足最大视场角全覆盖受电弓、支撑绝缘子的要求，弓网摄像机具有防抖功能，保证画面清晰稳定，具有强光抑制功能，保证视频的信号亮度在正常范围内，弓网摄像机录制视频分辨率高，满足高清视频监控的要求，可人工辨析受电弓相关部件的状态，弓网摄像机采用温控自动电加热玻璃技术，具有除雾功能，满足全天候工作要求，弓网摄像机包括摄像头、云台、补光灯和机械外壳，定位单元采集实时位置(经纬度)信息，用于传输单元将采集到的图像、音视频和实时位置及预警信息发送到地面服务系统并实现车地语音对讲。
使用时，该系统通过多组高清摄像机采集路况、弓网、机械间、电气间、乘务员、司机室视频图像，并通过烟感探测器、火焰探测器采集机械间及电气间数据，以及通过定位单元对列车位置进行定位，同时通过传输单元将图像、音视频、实时位置及预警信息发送到地面服务系统并实现车地语音对讲，并通过地面服务系统对音视频数据分析及存储，为客户端提供数据访问服务并发出预警信息；通过U盘对数据进行同步存储及转储，车载一体机将LKJ 数据叠加到视频上，对视频实时分析处理并实时监测烟感探测器及火焰探测器采集到的数据，一旦发生弓网接触故障、乘务员注意力不集中、机械间及电气间温度过高、检测到火焰等情况，实时在相应视频做上标记方便事后快速查看，同时发出预警信息并将相应信息发送到地面服务系统，地面用户可实时查看相关视频及预警信息，与机车乘务员进行双向语音对讲，必要时可自动或手动启动灭火装置，及时消除险情，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等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操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
