王國馗 上海鐵路局上海通信段

中國高速鐵路的發(fā)展需要以高鐵運(yùn)輸安全為前提和保障。2011年7月23日，溫州動(dòng)車追尾事故導(dǎo)致數(shù)十人死亡及百余人受傷，這起事故不僅給人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成了巨大的損害，也給中國高鐵事業(yè)的飛速發(fā)展帶來了前所未有的阻礙和負(fù)面影響。為此，高鐵的運(yùn)輸安全成為全體鐵路人所有工作的重中之重。

為確保高鐵運(yùn)輸?shù)陌踩?，現(xiàn)代智能視頻監(jiān)控技術(shù)正被廣泛運(yùn)用到高鐵運(yùn)輸生產(chǎn)的每一個(gè)角落。現(xiàn)代視頻監(jiān)控技術(shù)是一種現(xiàn)代化的監(jiān)控手段，它能實(shí)時(shí)、真實(shí)、動(dòng)態(tài)的反映被測(cè)對(duì)象的狀況，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大范圍或特殊條件下的觀測(cè)，較好的滿足了高鐵運(yùn)輸生產(chǎn)的安全監(jiān)控需要。

1 智能視頻監(jiān)控的概念

智能視頻 （ IV，Intelligent Video）源自計(jì)算機(jī)視覺 （ CV，Computer Vision） 技術(shù)，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)是人工智能(AI，Artificial Intelligent)研究的分支之一，它能夠在圖像及圖像掃描之間建立映射關(guān)系，從而使計(jì)算機(jī)能夠通過數(shù)字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內(nèi)容。而視頻監(jiān)控中所提到的智能視頻監(jiān)控技術(shù)主要指的是“自動(dòng)的分析和抽取視頻源中的關(guān)鍵信息”。如果把攝像機(jī)看作人的眼睛，而智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)或設(shè)備則可以看作人的大腦。智能視頻監(jiān)控技術(shù)借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，對(duì)視頻畫面中的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行高速分析，過濾掉高鐵運(yùn)輸管理人員不關(guān)心的信息，為使用者提供有用的關(guān)鍵信息。

高鐵智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)以數(shù)字化視頻監(jiān)控為基礎(chǔ)，它有別于一般的視頻監(jiān)控，是一種更高端的視頻監(jiān)控運(yùn)用。高鐵智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠識(shí)別不同的物體，發(fā)現(xiàn)監(jiān)控畫面的異常情況，并能夠以最快和最佳的方式發(fā)出警報(bào)和提供有用信息，從而能夠更加有效快捷的協(xié)助高鐵安全管理人員處理危機(jī)，并最大限度的降低誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象，成為處理突發(fā)事件的有力輔助工具。

2 高鐵智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

高鐵智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有普通視頻監(jiān)控所無法比擬的優(yōu)勢(shì)所在：

一是全天候可靠監(jiān)控：高鐵智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)徹底改變了普通視頻監(jiān)控系統(tǒng)中完全靠安全管理人員對(duì)監(jiān)控畫面進(jìn)行監(jiān)視和分析的模式，通過嵌入在前端設(shè)備（攝像機(jī)和行為分析服務(wù)器）中的智能視頻模塊對(duì)所監(jiān)控的畫面進(jìn)行不間斷分析。

二是提升了報(bào)警精確度：高鐵智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備（攝像機(jī)和行為分析服務(wù)器）集成強(qiáng)大的圖像處理能力，并運(yùn)行高級(jí)智能算法，使安全管理人員可以精確的定義安全威脅的特征，有效降低誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象，減少無用數(shù)據(jù)量。

三是提高了響應(yīng)速度：高鐵智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以識(shí)別可疑活動(dòng)（例如有人在站場(chǎng)或公共場(chǎng)所遺留了可疑物體，或者有人進(jìn)入敏感區(qū)域以及在敏感區(qū)域停留的時(shí)間過長等），在安全威脅發(fā)生之前就能夠提示安全人員關(guān)注相關(guān)監(jiān)控畫面以提前做好準(zhǔn)備，還可以使管理人員更加確切的定義在特定的安全威脅出現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)采取的動(dòng)作，并由監(jiān)控系統(tǒng)本身來確定危機(jī)處理步驟能夠按照預(yù)定的計(jì)劃精確執(zhí)行，有效防止在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)由于人為因素而造成的延誤或處置不當(dāng)。

四是數(shù)字化：高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)中信息流從模擬狀態(tài)轉(zhuǎn)為數(shù)字狀態(tài)，從根本上改變視頻監(jiān)控系統(tǒng)在信息采集、數(shù)據(jù)處理、傳輸、系統(tǒng)控制等的方式和結(jié)構(gòu)形式。

五是網(wǎng)絡(luò)化：高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化意味著系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將由集總式向集散式系統(tǒng)過渡。組成集散式監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟件采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)備的配置具有通用性強(qiáng)、開放性好、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便、人機(jī)界面友好以及系統(tǒng)安裝、調(diào)試和維修簡(jiǎn)單化，系統(tǒng)運(yùn)行互為熱備份，容錯(cuò)可靠等優(yōu)點(diǎn)。

3 高鐵智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成

高鐵智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)由四個(gè)子系統(tǒng)組成：控制中心監(jiān)控子系統(tǒng)、車站監(jiān)控子系統(tǒng)、前端設(shè)備子系統(tǒng)和傳輸子系統(tǒng)。

3.1 控制中心監(jiān)控子系統(tǒng)

控制中心監(jiān)控子系統(tǒng)主要由視頻監(jiān)控主機(jī)、交換機(jī)、視頻解碼主機(jī)、監(jiān)控終端、控制主機(jī)臺(tái)、大屏幕和光纖收發(fā)器等組成。其中，視頻監(jiān)控主機(jī)完成對(duì)各車站（區(qū)間）高清晰視頻信號(hào)的切換、攝像機(jī)的控制、高清晰度視頻錄像、普通視頻編解碼等功能?？刂浦行膶?duì)高鐵沿線各處攝像機(jī)有優(yōu)先控制權(quán)，其他數(shù)字監(jiān)控終端可根據(jù)需要和設(shè)定的權(quán)限，完成對(duì)各攝像機(jī)視頻信號(hào)的切換、控制和錄像等。

3.2 車站監(jiān)控子系統(tǒng)

車站監(jiān)控子系統(tǒng)由硬盤錄像機(jī)、交換機(jī)、車站監(jiān)控終端、解碼器、光纖收發(fā)器存儲(chǔ)陣列等組成。

3.3 前端設(shè)備子系統(tǒng)

前端設(shè)備子系統(tǒng)主要由普通攝像機(jī)、激光攝像機(jī)、圖像分析服務(wù)器、圖像存儲(chǔ)服務(wù)器、圖像管理服務(wù)器、存儲(chǔ)陣列、視頻光端機(jī)等設(shè)備組成。

3.4 傳輸子系統(tǒng)

將信息、數(shù)據(jù)從前端設(shè)備傳遞到后端；主要通過視頻線纜、傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)系統(tǒng)、無線鏈路傳遞。

4 高鐵智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)常見故障分析

故障分析總則：區(qū)分是個(gè)性問題，還是共性問題。個(gè)性問題的故障原因大多是前端設(shè)備問題，或與前端設(shè)備相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)問題。共性問題的故障原因大多是監(jiān)控中心服務(wù)器系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)軟件或中心網(wǎng)絡(luò)問題：例如是否對(duì)系統(tǒng)配置進(jìn)行過修改，若有則查看修改記錄，有針對(duì)性的進(jìn)行分析，一般都能定位查找出故障原因。

4.1 無法瀏覽實(shí)時(shí)視頻

檢查其它流媒體服務(wù)、同一流媒體服務(wù)下的其它DVR和同一個(gè)DVR下的其它通道視頻是否能正常瀏覽。從而判斷是整體系統(tǒng)問題、特定流媒體問題、特定DVR問題、特定通道問題。

（1）整體系統(tǒng)問題：在應(yīng)用服務(wù)器上直接瀏覽視頻，如果可以瀏覽則表示問題出在客戶端或應(yīng)用服務(wù)器與客戶端之間網(wǎng)絡(luò)問題。如果也不能瀏覽則表示應(yīng)用服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了問題。

（2）特定流媒體問題：檢查該流媒體程序運(yùn)行情況。檢查流媒體分發(fā)采集狀態(tài)。檢查與此流媒體相關(guān)的DVR網(wǎng)絡(luò)狀況。

（3）特定DVR問題：檢查此DVR與流媒體的網(wǎng)絡(luò)情況。檢查流媒體分發(fā)采集狀態(tài)。DVR本地瀏覽情況。

（4）特定通道問題：如果顯示為“無視頻信號(hào)”則表示為前端攝像機(jī)或攝像機(jī)與DVR的視頻連接部分出問題。如果顯示為灰，無任何信息，則表示是該DVR的問題。

（5）特定通道問題：檢查攝像頭是否有正常供電，電源指示燈是否亮，如果電源指示燈亮，說明供電正常，如果指示燈不亮，檢查電源是否工作正常。

（6）特定通道問題：檢查攝像頭到控制部份視頻線路是否正常。

（7）特定通道問題：若電源、視頻線均正常時(shí)，檢查攝像頭是否正常，可以考慮更換攝像頭，若攝像頭更換后還是沒有圖像，則可能是控制部分出現(xiàn)問題，如DVR單通道出項(xiàng)故障

4.2 云臺(tái)無法控制

可能原因及檢查點(diǎn) ：

（1）檢查是否能瀏覽實(shí)時(shí)視頻，如不能先處理實(shí)時(shí)視頻瀏覽問題。

（2）檢查應(yīng)用服務(wù)器與DVR之間的網(wǎng)絡(luò)是否正常。

（3）通過客戶端看DVR的其它參數(shù)是否可設(shè)，如不可設(shè)則表示DVR故障。

（4）檢查確認(rèn)云臺(tái)控制協(xié)議、波特率、地址碼設(shè)置是否正確（可能被無意修改）。

（5）檢查云臺(tái)供電是否正常。

（6）檢查接線是否正常，是否嚴(yán)格按照接線圖接線。

（7）檢查控制線是否有短路、斷路情況。

（8）檢查前端云臺(tái)故障

4.3 實(shí)時(shí)視頻卡滯

可能原因及檢查點(diǎn)：檢查相應(yīng)流媒體服務(wù)的采集與分發(fā)狀態(tài)信息中相應(yīng)通道的視頻幀率信息，如果采集幀率很低則表示流媒體與相應(yīng)DVR之間的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不好、網(wǎng)絡(luò)帶寬不夠或編碼器幀率參數(shù)配置不對(duì)，如果采集幀率正常（25幀左右），而分發(fā)幀率不正常，則表示流媒體與客戶端之間的網(wǎng)絡(luò)不正常；如果采集和分發(fā)都正常，則表示客戶端播放部分有問題，可以調(diào)整客戶端的播放參數(shù)試驗(yàn)，如果仍不行則可能是客戶端機(jī)器或系統(tǒng)出了問題（如感染病毒、顯卡驅(qū)動(dòng)故障、系統(tǒng)壓力過大等）。

4.4 實(shí)時(shí)視頻時(shí)間顯示不對(duì)

可能原因及檢查點(diǎn)：

（1）時(shí)鐘同步源時(shí)間設(shè)置不對(duì)。

（2）時(shí)鐘自動(dòng)同步?jīng)]有打開：執(zhí)行手動(dòng)同步操作，并打開自動(dòng)同步設(shè)置。

4.5 錄像回放查詢不到錄像記錄

可能原因及檢查點(diǎn)：

（1）檢查數(shù)據(jù)庫連接情況、數(shù)據(jù)庫服務(wù)運(yùn)行情況。

（2）想查詢的錄像已經(jīng)過期被覆蓋。

（3）錄像策略沒有配置。

（4）系統(tǒng)時(shí)間與實(shí)際時(shí)間不一致（表現(xiàn)為查不到近期錄像）

4.6 系統(tǒng)不能錄像

可能原因及檢查點(diǎn)：

（1）檢查錄像服務(wù)中的定時(shí)錄像信息，如果沒有顯示相應(yīng)定時(shí)錄像策略信息則表示沒有配置錄像規(guī)則，配置錄像規(guī)則即可。

（2）檢查錄像服務(wù)中的錄像采集信息，如果錄像采集信息中顯示的視頻幀率很小或?yàn)?則表示錄像服務(wù)沒有收到流媒體分發(fā)的視頻數(shù)據(jù)，則按“無法瀏覽實(shí)時(shí)視頻”方法處理。如視頻幀率在25幀左右，則表示錄像服務(wù)收到了流媒體分發(fā)的視頻數(shù)據(jù)，則檢查磁盤狀態(tài)信息、數(shù)據(jù)庫連接情況、數(shù)據(jù)庫服務(wù)運(yùn)行情況。

（3）磁盤空間不夠或磁盤出錯(cuò)導(dǎo)致系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)磁盤空間不準(zhǔn)，掃描磁盤后即可恢復(fù)。

（4）磁盤陣列故障。

4.7 不能回放錄像

可能原因及檢查點(diǎn)：

（1）檢查是否能檢索到錄像記錄信息（在錄像分布信息顯示框中會(huì)顯示出詳細(xì)的錄像分布信息），如不能詳細(xì)錄像分布信息則按“錄像回放查詢不到錄像記錄”和“系統(tǒng)不能錄像”方法分析處理。如可以顯示錄像詳細(xì)分布信息則按以下分析處理。

（2）打開錄像服務(wù)的“錄像回放信息”狀態(tài)框，在客戶端點(diǎn)擊“回放”按鈕，觀察在“錄像回放信息”狀態(tài)欄中是否會(huì)增加一條錄像回放信息，如果沒有則說明錄像回放指令不能發(fā)送到錄像服務(wù)器，檢查客戶端、應(yīng)用服務(wù)器、錄像服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)情況和服務(wù)程序的運(yùn)行情況；如果是能增加一條錄像回放信息，但馬上又消失了，則表示錄像視頻數(shù)據(jù)不存在或損壞，檢查錄像服務(wù)器的磁盤狀態(tài)。

4.8 配置告警規(guī)則，但不產(chǎn)生告警

配置完告警規(guī)則，首先要對(duì)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行布防，然后需要重新啟動(dòng)管理服務(wù)器。如果是行為分析告警，還需要重新啟動(dòng)流媒體服務(wù)器。

4.9 實(shí)時(shí)圖像問題：視頻圖像色彩、亮度失真嚴(yán)重

可能原因及檢查點(diǎn)：

（1）DVR色彩、亮度等設(shè)置不正確。

（2）用BNC輸入或輸出時(shí)，N制和PAL制制式選擇不匹配。

（3）視頻傳輸距離過遠(yuǎn)或視頻傳輸線劣化衰減太大。

（4）攝像機(jī)故障。

4.10 圖像閃爍厲害

可能原因及檢查點(diǎn)：

（1）視頻線存在虛接的情況，檢查BNC頭的連接情況。

（2）檢查供電電源是否正常，供電電源自身電源是否穩(wěn)定，電流大小是否達(dá)到攝像機(jī)要求，電源線是否有虛接情況。

（3）攝像頭本身是否有問題，考慮更換攝像頭試試；

4.10.1監(jiān)控圖像模糊不清等問題

可能原因及檢查點(diǎn)：

（1）鏡頭聚焦調(diào)整不到位。

（2）傳輸太遠(yuǎn)、視頻線老化、傳輸線及接頭進(jìn)水。

（3）攝像機(jī)罩或鏡頭受臟污、受遮擋。

（4）光照度不夠。

（5）攝像機(jī)、鏡頭分辨率低、清晰度低、靈敏度低等。

4.10.2服務(wù)器出現(xiàn)藍(lán)屏現(xiàn)象

可能原因及檢查點(diǎn)：

（1）內(nèi)存工作不正常，可以更換內(nèi)存進(jìn)行測(cè)試。

（2）操作系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤，如：病毒入侵等，請(qǐng)查殺病毒并恢復(fù)系統(tǒng)。

（3）服務(wù)器硬件或硬件驅(qū)動(dòng)故障。

5 結(jié)束語

高鐵智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)和使用有助于鐵路各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及安全管理人員準(zhǔn)確及時(shí)的掌握現(xiàn)場(chǎng)情況，并可以全天候不間斷監(jiān)控高鐵沿線各監(jiān)控點(diǎn)的安全狀況，并對(duì)監(jiān)控的視頻信號(hào)及時(shí)錄制在存儲(chǔ)陣列中，方便隨時(shí)調(diào)取。通過該系統(tǒng)，一方面可以減少事故發(fā)生的可能性，防患于未然；另一方面，在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，可以用最快的速度進(jìn)行處理，從而最大限度的減少損失。由此，保持高鐵智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)暢通就顯得尤為必要了。