浅析视频监控技术在铁路行业的应用和前景

　　一、前言
　　随着我国铁路建设的飞速发展，铁路向着客货分线，全电气化等方向发展，整个管理体系也发生了重大的变化，从过去分散的效率低下的管理模式转向采用综合调度指挥、综合维修、集中养护等高度集中的作业管理体制。视频监控作为铁路信息化的重要组成部分，可以为行车调度、救援指挥、防灾安全、客货运服务调度等提供直观*的辅助决策手段，对于保障铁路的安全运营，提升服务质量具有重要作用。
　　1.铁路行业对视频监控的需求
　　铁路不同业务和部门对视频监控的覆盖范围需求：
　　（1）车/机务站段调度检护系统对视频监控的需求
　　监控重要道口、编组站、路口的人流和车流情况，保证车辆安全通行。
　　监控行车室、接车亭等行车重要岗位接发列车作业，监控调车作业，检查干部上岗到位情况，监控调车作业计划编制、传达，监听调车联控用语、平而调车信号命令等内容。
　　监控站台、道岔咽喉区等影响列车运行安全的重要场所，检查咽喉区穿越正线调车有关制度、人身安全措施、车辆的动态防溜等落实情况。
　　监控接发列车各项作业全过程，实现信号操纵、车机联控等关键环节的卡控。实现对外勤接发列车出退场时机、命令凭证交递、信号开放等检查。实现对重点列车全程追踪监控。
　　监控机车乘务室、机车动力室及牵引供电接触网的状况。
　　（2）客运站客运服务对视频监控的需求
　　满足对候车室、站前广场、售票厅、站台等场所人流、客流集中区域的监控。
　　监控售票窗口，财务室，行包房，行包通道等涉及现金和物资的特殊场合。
　　监控防护车站周界和特定场合，实现与入侵报警系统的联动。
　　监控对进站口危险品的检查作业，在安检通道进行专门的录像和监控。
　　（3）货场与编组站运输服务对视频监控的需求
　　监控编组场、货场和厂矿企业线开出的货车装载状况。
　　监控货场内装卸作业、外来人员及车辆出入等情况。
　　监控编组场和货场的货物防盗状况。
　　通过基于视频的货物超限检测系统对货物超限状况进行检测。
　　（4）铁路区间防灾安全对视频监控的需求
　　监控公路桥跨铁路、公路与铁路并行路段、护栏、滑坡区段、线路路障、弯道的状况。
　　监控全线每座公跨铁立交桥、特大桥梁、大型隧道内部、隧道口等的状况。
　　对出现的紧急状况如泥石流、洪水、雨雪灾害和交通意外等启动报警预案，*可及时做出反应并对现场进行指挥。
　　基于视频的应急救援指挥系统满足对事故现场或突发事件处理时现场图像实时传输的需要。
　　（5）铁路牵引电站、通号机房对视频监控的需求
　　通信信号机房监控：对各车站通信/信号机房、信号中继站、GSM-R基站等无人职守机房进行视频监控，进行各种传感器和报警设备的视频联动。
　　牵引供电系统监控：对铁路沿线各开闭所、牵引变电所、分区所、AT所等牵引供电系统无人职守场所进行视频远程监控，进行各种传感器和报警设备的视频联动。
　　电力供电系统监控：配电所无人职守设备工作状态及场所的远程视频监控，进行各种传感器和报警设备的视频联动。
　　2.铁路行业对视频监控的功能需求
　　功能上的需求随着各地的情况不同有所区别，下面阐述一下zui主要的功能需求：
　　（1）远程控制。操作人员可以在主控室实现对各监视点的有效控制，包括站场切换，目标锁定，图像、声音、对话的调节，录像、查询、回放、剪辑等，而不受距离限制。
　　（2）图像监视。摄像机装于云台之上并能转动。当需要监视某目标时，可在主控室或分控室通过对云台水平、垂直转动的控制，以及摄像机焦距、变焦、光圈等技术参数的调节，实现目标搜索与锁定。
　　（3）语音监听。在主控室、分控室及各监视点（室内）均设有扬声器和传声器。当需要监听现场情况时，可以关闭主控室或分控室传声器，随监视画面实现同步监听。
　　（4）双向对讲。在主控室和分控室，通过扬声器、拾音器和传声器可实现监控与现场人员的对话。
　　（5）滚动录制。系统具有前台自动连续录像功能，能够同时对各监视点实现24小时不间断音视频同步录像。并可根据存储硬盘容量大小进行滚动覆盖式循环录像，一般可保持一周以上的录像记录。
　　（6）检索回放。当需要调阅查询历史记录时，可在主控室通过对查阅对象位置、日期和时间段的设置，通过系统自动搜寻功能，实现目标回放。并可根据需要对查询内容进行编辑和保存。
　　二、铁路行业综合视频监控系统的架构分析
　　1.综合视频监控系统总体设计
　　大量的视频采集点和众多的业务单位需求使得资源和用户之间形成了多对多的方式，如果再按照传统的各业务单位分头建设，各自管理的方式进行建设必然会造成*的浪费和系统之间的彼此分离，因此建设统一的综合视频监控系统是*的解决方案。综合视频监控系统为各类视频监控应用提供统一的信息共享和接入平台，有利于各类视频应用的整合，实现视频资源在全线各部门的*共享，提高运营管理效率及事故反应速度。
　　综合视频监控系统由视频采集点、视频接入节点（I类和II类）、路局/客专视频节点、*视频节点和视频传输网络构成，其中视频接入节点、*视频节点、*视频节点和视频传输网络各专业共用，视频采集点和监视终端可根据各专业图像采集和监视的需要设置，在很多场合也能实现各个专业公用。
　　2.综合视频监控系统的主要优点
　　（1）统一规划的系统架构，有利于系统规模扩展和维护管理；
　　（2）统一的网络平台，有利于通道统一规划与带宽统计；
　　（3）统一的视频编码格式和传输控制协议，有利于系统的互连和扩展；
　　（4）统一的设备技术要求，有利于设备的集中采购、备件配置。
　　3.综合视频监控系统组成分析
　　综合视频监控系统在路局/客专部分的平台为三级结构，即监控中心、监控分中心（含远程监控站）和视频接入节点（I类和II类）。
　　监控中心是整个综合视频监控系统的调度和管理中枢，主要完成的功能:实时/历史视频流调度、视频点播（VOD）、视频设备及网络集中管理、重要视频资料存储、用户及鉴权管理、监控及报警信息统计、报表生成等。在路局调度中心/客专调度所设监控中心，统一管理和调度全线视频监控设备及网络。监控中心图像调用模式支持自动轮询、人工点播方式。监控分中心可实现对管辖区内各类视频采集终端的分专业、分区域远程监控及实时图像调用。在调度所相关部门（如电力及牵引供电、综合维修、动车运用、列车运行控制、旅客服务、防灾安全监控），以及安全监察室设置监控分中心，同时在沿线（综合维修部门、各*部门）设置监控分中心。
　　现场监控点摄像机（视频采集点）就近接入各视频接入节点，并接受监控中心指令。视频接入节点能够对沿线铁路设施及机房内部进行实时监控，支持自动监视和人工监视模式，支持与动力和环境开关量监控系统的联动，可实现告警功能，告警时可自动实现视频的切换、保存及抓拍等功能。在*/客运专线公司、车务段/站、工区、综合维修管理中心、牵引变电所、信号中继站、区间无线基站等地的通号机房内设视频接入节点。具体构成如下图所示。
　　4.组网方式分析
　　综合视频监控系统网络由基础网络和接入网络2部分组成。
　　基础网络为综合视频监控系统的信息远程传输提供可靠的通道。实现方式：各车站监控站通过IP数据网和监控中心（数据处理及储存服务设备）互联，IP数据网络采用骨干汇聚层和接入层分层组建，骨干汇聚层核心节点之间通过MSTP多业务传输系统提供的622Mb/s（或2Gb/s）通道构成网状连接；接入层的接入节点，负责本地数据的接入、交换。接入层节点通过MSTP提供的155Mb/s（或622Mb/s）通道，通过若干个环型连接分别接入汇聚层核心节点；视频接入节点通过传输系统提供的MSTP接口将监控视频信息汇聚至车站后，再通过IP数据网和监控中心互联；分控中心通过IP数据网和监控中心互联。
　　接入网络指前端视频采集设备接入视频接入节点的通道。接入方式：各机房视频前端设备采用视频/控制电缆接入各视频接入节点；车站咽喉区、公跨铁立交桥、编组站的视频前端设备采用光缆+视频光端机方式就近接入各视频接入节点；信号中继站、电力变电所、开闭所、分区所、AT所也以视频光端机的方式就近接入视频接入节点。