机车标准化作业音视频分析系统设计与实现

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1、大连理上大学专业学位硕士学化论文大连理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阂。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名导师签名塞圭兰惑洲7年7『月2h大连理工大学专业学位硕士学位论文1绪论1．1课题背景1．1．1视频监控技术概况随着计算机技术、多媒

2、体技术、网络技术的突飞猛进，科技正不断的被应用于社会的方方面面。视频监控作为一种传统视频技术与现代通信技术相结合的应用，目前在国内外已引起了越来越多的关注。视频监控业务具有悠久的历史，在传统上广泛应用于安防领域，是协助公共安全部门打击犯罪、维持社会安定的重要手段。近年来，随着宽带的普及，计算机技术的发展，图像处理技术的提高，视频监控被越来越广泛地渗透到教育、政府、娱乐、医疗、酒店、运动等其他各种领域。视频监控的基本业务功能是提供实时监视的手段，并对被监视的画面进行录像存储，以便事后回放。最早的视频监控系

3、统是全模拟的视频监控系统，也称闭路电视监控系统。图像信息采用视频电缆，以模拟方式传输，一般传输距离不能太远，主要应用于小范围内的监控，监控图像一般只能在控制中心查看。全模拟视频监控系统以模拟视频矩阵和磁带式录像设备VCR为核心。随着数字技术的发展，数字视频监控系统从20世纪90年代中期开始出现，以数字控制的视频矩阵替代原来的模拟视频矩阵，以数字硬盘录像机DVR替代原来的长延时模拟录像机，将原来的磁带存储模式转变成数字存储录像，实现了将模拟视频转为数字录像。DVR集合了录像机、画面分割等功能，跨出数字监控

4、的第一步。在此基础上产生了全数字的视频监控系统，可以基于PC机或嵌入式设备构成监控系统，并进行多媒体管理。伴随着计算机技术、多媒体技术、网络技术不断发展，视频监控逐渐从本地监控向远程监控发展，出现了以网络视频服务器为代表的远程网络视频监控系统。网络视频服务器解决了视频流在网络上的传输问题，从图像采集开始进行数字化处理、传输，这样使得传输线路的选择更加多样性，只要有网络的地方，就提供了图像传输的可能。整个系统趋向平台化、智能化方向发展。视频监控对社会的安定，生产的改进，事故的分析处理，工作效率的提高等方面

5、扮演着越来越重要的角色。机车标准化作业音视频分析系统设计与实现1．1．2机车监控现状近几年来，我国铁路运输朝着重载、高速、高密度方向发展，铁路运输具有经济、安全、准时、舒适、快捷等特点，社会对于铁路运输的需求量在逐年增大。随着铁路交通的发展，列车数量的不断增加，以及列车速度的不断提高。对于列车运行的安全性提出了越来越高的要求。由铁道部株洲电力机车研究所研制的TAX型机车安全信息综合运行记录装置。该记录装置是集各种与机车运行有关的信息检测和数据传输设备于一体的综合性信息记录装置，俗称信息工作平台，又称黑匣

6、子。它将各检测设备以标准模块单元插件的形式置于工作平台(即TAX主机箱)中，由该工作平台中的通讯记录单元插件实时获取列车运行监控记录装置(简称记录装置)采集的时间、公里标、速度、车号和车次等重要列车运行信息，使该列车记录装置成为了列车车载运行信息中心。列车运行信息记录装置以在中国铁路普遍使用的轨道电路及机车信号设备作为列车运行指令信息源，以线路数据预置于主机的独特方式获取运行线路参数信息，采用计算机智能处理，对列车运行速度进行安全监控，实现列车的自动安全防护。此外该装置在实现速度控制的同时，采集并记录与

7、列车安全运行有关的各种机车运行状态信息，促进机车运行管理的自动化。列车运行运行记录装置在保证机车安全运输上发挥着极为重要的作用。但美中不足的是该装置没有提供音视频监控装置，不能直观地反映某一时刻机车运行的各个列车单元场景。一旦发生行车事故，由于没有相应的视频监控记录将会给行车事故分析带来极大的不便。1．2课题意义火车技术不断改进发展，速度一提再提。但是机车监控在我国列车领域却一直处于被遗忘的状态。本文所研究的机车标准化作业音视频分析系统正是基于此。希望通过结合应用计算机技术、多媒体技术、网络技术等来填补

8、这一缺陷，不仅要实现列车运行过程中的全程监控，更要实现将视频录像与列车运行信息有机结合进行回放分析，从而为列车高速运行下带来更多的安全保障。为了解决这些问题，按照铁道部的技术要求，本文着手设计开发了《机车标准化作业音视频分析系统》(简称LSO-AVS)。该系统硬件装置部分主要用于对乘务员机车联控进行录音，对机车驾驶室内的乘务员的作业操作和动力室电器间的运行状况以及机车前方路况进行实时音视频监控并录制存盘。软件部分是地面检索分析系统主要用于录