隧道监控系统.pdf

一种隧道监控系统，包括主监控站、备用监控站、M个信息处理单元以及(M-1)个前置处理级，每个前置处理级包括至少两个前置处理单元，M为大于1的整数。所述主监控站与所述备用监控站连接且互为热备；所述M个信息处理单元依次串联且相邻两个信息处理单元互为热备，第一个信息处理单元连接所述主监控站，第M个信息处理单元连接所述备用监控站；所述至少两个前置处理单元依次串联，第m个前置处理级中第一个前置处理单元连接第m个信息处理单元，第m个前置处理级中最后一个前置处理单元连接第(m+1)个信息处理单元，1≤m≤(M-1)。本发明提供的隧道监控系统，可靠性高、自愈能力强、易于扩展和维护。

权利要求书1.  一种隧道监控系统，其特征在于，包括主监控站、备用监控站、M个信息处理单元以及(M-1)个前置处理级，每个前置处理级包括至少两个前置处理单元，M为大于1的整数；所述主监控站与所述备用监控站连接且互为热备；所述M个信息处理单元依次串联且相邻两个信息处理单元互为热备，第一个信息处理单元连接所述主监控站，第M个信息处理单元连接所述备用监控站；所述至少两个前置处理单元依次串联，第m个前置处理级中第一个前置处理单元连接第m个信息处理单元，第m个前置处理级中最后一个前置处理单元连接第(m+1)个信息处理单元，1≤m≤(M-1)。2.  根据权利要求1所述的隧道监控系统，其特征在于，所述M个信息处理单元通过第一通信线缆依次串联，所述至少两个前置处理单元通过第二通信线缆依次串联，所述第一通信线缆和所述第二通信线缆位于同一线槽中。3.  根据权利要求1所述的隧道监控系统，其特征在于，所述主监控站和所述备用监控站通过公网连接。4.  根据权利要求1所述的隧道监控系统，其特征在于，所述主监控站处于正常工作状态时，所述备用监控站作为路由器或者交换机。5.  根据权利要求1所述的隧道监控系统，其特征在于，所述主监控站和所述备用监控站适于接收所述M个信息处理单元转发的监控数据，产生并发送监控指令至所述M个信息处理单元。6.  根据权利要求5所述的隧道监控系统，其特征在于，所述信息处理单元适于转发所述监控指令至所述前置处理单元，并从所述前置处理单元接收所述监控数据。7.  根据权利要求6所述的隧道监控系统，其特征在于，所述前置处理单元适于执行所述监控指令，并采集所述监控数据。8.  根据权利要求1所述的隧道监控系统，其特征在于，每个前置处理级中的前置处理单元的数量相等。

说明书隧道监控系统
技术领域
本发明涉及监控系统技术领域，特别涉及一种隧道监控系统。
背景技术
随着我国交通道路的快速发展，铁路及公路的隧道建设项目与日俱增。由于我国复杂的地理条件以及隧道本身的特点，隧道监控系统在隧道的运营和管理以及事故处理中发挥着极其重要的作用。如不采用先进的监控管理措施，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞，隧道的监控管理成为车辆在隧道安全正常运行的重要保障。随着计算机技术、图像处理技术、通讯技术以及控制技术的发展，以太网技术和总线技术突破了原有的技术瓶颈，使隧道监控系统实现了监控信息的高速共享。
传统的隧道监控系统采用树形结构，包括监控站、受所述监控站管理的若干个信息处理单元以及受所述信息处理单元控制的若干个前置处理单元。所述前置处理单元是隧道监控系统中的最小组成单元，包含前端各执行设备，主要功能是采集监控数据、发送监控数据以及执行所述信息处理单元转发的监控指令；所述信息处理单元包括控制主机、视频服务器以及存储设备，主要功能是控制所述前置处理单元，收集所述前置处理单元发送的监控数据并转发至所述监控站，转发所述监控站的控制指令至所述前置处理单元并存储系统中的音视频数据；所述监控站包括监控主机、数据服务器、应用服务器、视频服务器、电话服务器、操作盘、语音设备、显示设备以及存储设备，主要功能是管理所述信息处理单元，负责隧道监控系统的运营管理、预案的管理和实施以及数据存储。
以所述监控站管理三个信息处理单元、每个信息处理单元控制三个前置处理单元为例，图1是传统的隧道监控系统的结构示意图。所述隧道监控系统包括监控站1；所述监控站1连接信息处理单元11、信息处理单元12以及信息处理单元13；所述信息处理单元11连接前置处理单元111、前置处理单元112以及前置处理单元113，所述信息处理单元12连接前置处理单元121、前置处理单元122以及前置处理单元123，所述信息处理单元13连接前置处理单元131、前置处理单元132以及前置处理单元133。图1所示的传统隧道监控系统结构在灾害 发生时容易遭到破坏，所述隧道监控系统的可靠性低。
发明内容
本发明所要解决的是现有的隧道监控系统可靠性低的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种隧道监控系统，包括主监控站、备用监控站、M个信息处理单元以及(M-1)个前置处理级，每个前置处理级包括至少两个前置处理单元，M为大于1的整数；
所述主监控站与所述备用监控站连接且互为热备；
所述M个信息处理单元依次串联且相邻两个信息处理单元互为热备，第一个信息处理单元连接所述主监控站，第M个信息处理单元连接所述备用监控站；
所述至少两个前置处理单元依次串联，第m个前置处理级中第一个前置处理单元连接第m个信息处理单元，第m个前置处理级中最后一个前置处理单元连接第(m+1)个信息处理单元，1≤m≤(M-1)。
可选的，所述M个信息处理单元通过第一通信线缆依次串联，所述至少两个前置处理单元通过第二通信线缆依次串联，所述第一通信线缆和所述第二通信线缆位于同一线槽中。
可选的，所述主监控站和所述备用监控站通过公网连接。
可选的，所述主监控站处于正常工作状态时，所述备用监控站作为路由器或者交换机。
可选的，所述主监控站和所述备用监控站适于接收所述M个信息处理单元转发的监控数据，产生并发送监控指令至所述M个信息处理单元。
可选的，所述信息处理单元适于转发所述监控指令至所述前置处理单元，并从所述前置处理单元接收所述监控数据。
可选的，所述前置处理单元适于执行所述监控指令，并采集所述监控数据。
可选的，每个前置处理级中的前置处理单元的数量相等。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的隧道监控系统，包括主监控站、备用监控站、多个信息处理单元以及多个前置处理级。所述主监控站和所述备用监控站互为热备，相邻两个信息处理单元互为热备，且所述主监控站、所述备用监控站以及所述多个信息处理单元构成环形通信链路，所述相邻两个信息处理单元和所述前置处理级中的前置 处理单元构成环形通信链路。因此，所述主监控站与其管理的每个信息处理单元之间、所述信息处理单元与其控制的每个前置处理单元之间形成多通信链路。通过采用双机热备和多通信链路的组网方式，本发明提供的隧道监控系统中的一条通信链路在遭到灾害破坏时，可以由另一通信链路进行替代，因而提高了所述隧道通信系统的可靠性。进一步，本发明提供的隧道监控系统网络分支少，因而自愈能力强、易于扩展和维护。
在本发明的可选方案中，连接相邻两个信息处理单元的第一通信线缆和连接相邻两个前置处理单元的第二通信线缆位于同一线槽中，在实现双机热备和多通信链路的同时，易于线路铺设及维护。
附图说明
图1是传统的隧道监控系统的结构示意图；
图2是传统的隧道监控系统发生故障时的结构示意图；
图3是本发明实施例的隧道监控系统的结构示意图；
图4是本发明实施例的隧道监控系统中信息处理单元之间发生故障时的结构示意图；
图5是本发明实施例的隧道监控系统中前置处理单元之间发生故障时的结构示意图；
图6是本发明实施例的隧道监控系统中信息处理单元之间以及前置处理单元之间均发生故障时的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术中所描述的，传统的隧道监控系统采用树形结构，通信链路容易遭到灾害破坏而降低隧道监控系统的可靠性。图2是图1所示的隧道监控系统发生故障时的结构示意图，在所述监控站1和所述信息处理单元11之间的通信链路发生故障时，所述前置处理单元111～所述前置处理单元113负责的监控区域无法被所述监控站1控制；在所述信息处理单元12和所述前置处理单元122之间的通信链路发生故障时，所述前置处理单元122负责的监控区域无法被所述监控站1控制。也就是说，现有的隧道监控系统中各个信息处理单元和所述监控站1之间、各个信息处理单元和其控制的各个前置处理单元之间均是单链路通信，任一通信链路发生故障时，所述隧道监控系统无法获得完整的监控数据。并 且，在所述监控站1发生故障时，现有的隧道监控系统将完全失效。
本发明提供一种隧道监控系统，包括主监控站、备用监控站、M个信息处理单元以及(M-1)个前置处理级，每个前置处理级包括至少两个前置处理单元，其中，M为大于1的整数。M可以根据需要进行监控的区域面积大小进行设置：需要进行监控的区域面积越大，M设置得越大。需要说明的是，本发明提供的隧道监控系统，适用于各种类型的隧道，例如铁路隧道、公路隧道、地铁隧道等，本发明对此不作限定。
具体地，所述主监控站与所述备用监控站连接且互为热备。所述主监控站包括监控主机、数据服务器、应用服务器、视频服务器、电话服务器、操作盘、语音设备、显示设备以及存储设备，适于接收所述M个信息处理单元转发的监控数据，产生并发送监控指令至所述M个信息处理单元，并负责隧道监控系统的运营管理、预案的管理和实施以及数据存储。所述备用监控站可通过公网与所述主监控站连接，其结构和功能与所述主监控站的结构和功能类似。在所述主监控站处于正常工作状态时，所述备用监控站处于休眠模式，可以作为路由器或者交换机。
所述M个信息处理单元依次串联且相邻两个信息处理单元互为热备，第一个信息处理单元连接所述主监控站，第M个信息处理单元连接所述备用监控站。具体地，所述信息处理单元包括控制主机、视频服务器以及存储设备，适于转发所述监控指令至所述前置处理单元，并从所述前置处理单元接收所述监控数据。
所述至少两个前置处理单元依次串联，第m个前置处理级中第一个前置处理单元连接第m个信息处理单元，第m个前置处理级中最后一个前置处理单元连接第(m+1)个信息处理单元，1≤m≤(M-1)。具体地，所述前置处理单元包括前端各执行设备，适于执行所述监控指令，并采集所述监控数据。需要说明的是，每个前置处理级中的前置处理单元的数量可以设置为相等，也可以设置为不等，本发明对此不作限定。
进一步，所述M个信息处理单元通过第一通信线缆依次串联，所述至少两个前置处理单元通过第二通信线缆依次串联。所述第一通信线缆和所述第二通信线缆可以位于同一线槽中，以在实现双机热备和多通信链路的同时，易于线路铺设及维护。
本发明提供的隧道监控系统，所述主监控站和所述备用监控站之间互为热备，信息处理单元和主监控站之间建立两条通信链路：一是信息处理单元-主监控站通信链路；一是信息处理单元-备用监控站-主监控站通信链路。相邻两个信息处理单元互为热备，信息处理单元与信息处理单元之间建立两条通信链路：一是信息处理单元-信息处理单元通信链路；一是信息处理单元-前置处理单元-信息处理单元通信链路。通过采用双机热备和多通信链路的组网方式，本发明提供的隧道监控系统中的通信链路在遭到灾害破坏时，可以由另一通信链路进行替代，因而提高了所述隧道通信系统的可靠性。并且，本发明提供的隧道监控系统网络分支少，因而自愈能力强、易于扩展和维护。
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
以M＝4、每个信息处理单元控制三个前置处理单元为例，图3是本发明实施例的隧道监控系统的结构示意图。所述隧道监控系统包括主控制站3、备用监控站4、信息处理单元31～信息处理单元34、3个前置处理级。其中，第一个前置处理级包括前置处理单元311、前置处理单元312以及前置处理单元313；第二个前置处理级包括前置处理单元321、前置处理单元322以及前置处理单元323；第三个前置处理级包括前置处理单元331、前置处理单元332以及前置处理单元333。
在本实施例中，所述主监控站3通过公网5与所述备用监控站4连接。所述信息处理单元31、所述信息处理单元32、所述信息处理单元33以及所述信息处理单元34依次串联，并且，所述信息处理单元31和所述信息处理单元32互为热备，所述信息处理单元32和所述信息处理单元33互为热备，所述信息处理单元33和所述信息处理单元34互为热备。所述信息处理单元31连接所述主监控站3，所述信息处理单元34连接所述备用监控站4。
所述前置处理单元311、所述前置处理单元312以及所述前置处理单元313依次串联，且所述前置处理单元311连接所述信息处理单元31，所述前置处理单元313连接所述信息处理单元32；所述前置处理单元321、所述前置处理单元322以及所述前置处理单元323依次串联，且所述前置处理单元321连接所述信息处理单元32，所述前置处理单元323连接所述信息处理单元33；所述前置处 理单元331、所述前置处理单元332以及所述前置处理单元333依次串联，且所述前置处理单元331连接所述信息处理单元33，所述前置处理单元333连接所述信息处理单元34。
以下对本实施例的隧道监控系统的工作原理进行说明：
在所述隧道监控系统正常工作时，所述备用监控站4处于休眠模式。所述主监控站3与多个信息处理单元之间形成“所述主监控站3-所述信息处理单元31-所述信息处理单元32-所述信息处理单元33-所述信息处理单元34-所述备用监控站4”的通信链路，所述信息处理单元31与多个前置处理单元之间形成“所述信息处理单元31-所述前置处理单元311-所述前置处理单元312-所述前置处理单元313”的通信链路，所述信息处理单元32与多个前置处理单元之间形成“所述信息处理单元32-所述前置处理单元321-所述前置处理单元322-所述前置处理单元323”的通信链路，所述信息处理单元33与多个前置处理单元之间形成“所述信息处理单元33-所述前置处理单元331-所述前置处理单元332-所述前置处理单元333”的通信链路。
当所述主监控站3发生故障失效时，所述备用监控站4顶替所述主监控站3工作，所述备用监控站4与多个信息处理单元之间形成“所述备用监控站4-所述信息处理单元34-所述信息处理单元33-所述信息处理单元32-所述信息处理单元31”的通信链路。
当所述主监控站3工作正常、信息处理单元之间发生通信故障时，以图4所示的所述信息处理单元31和所述信息处理单元32之间发生通信故障为例，所述主监控站3与所述信息处理单元31之间形成“所述主监控站3-所述信息处理单元31”的通信链路，所述主监控站3与所述信息处理单元32之间形成“所述主监控站3-所述备用监控站4-所述信息处理单元34-所述信息处理单元33-所述信息处理单元32”的通信链路。
当所述主监控站3工作正常、前置处理单元之间发生通信故障时，以图5所示的所述前置处理单元311和所述前置处理单元312之间发生通信故障为例，所述信息处理单元31与所述前置处理单元311之间形成“所述信息处理单元31-所述前置处理单元311”的通信链路，所述信息处理单元31与所述前置处理单元312之间形成“所述信息处理单元31-所述信息处理单元32-所述前置处理单 元313-所述前置处理单元312”的通信链路。
当所述主监控站3工作正常、信息处理单元之间发生通信故障且前置处理单元之间发生通信故障时，以图6所示的所述信息处理单元31和所述信息处理单元32之间、所述前置处理单元311和所述前置处理单元312之间发生通信故障为例，所述前置处理单元311仍由所述信息处理单元31控制，而所述前置处理单元312和所述前置处理单元313改由所述信息处理单元32控制。具体地，所述主监控站3与所述前置处理单元311之间形成“所述主监控站3-所述信息处理单元31-所述前置处理单元311”的通信链路，所述主监控站3与所述前置处理单元312之间形成“所述主监控站3-所述备用监控站4-所述信息处理单元34-所述信息处理单元33-所述信息处理单元32-所述前置处理单元313-所述前置处理单元312”的通信链路。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。