閆少春

摘 要：分析了機(jī)務(wù)段在機(jī)車上安裝的防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)、缺點(diǎn)，并從視頻存儲(chǔ)、無(wú)線傳輸、數(shù)據(jù)下載三個(gè)方面提出了改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：機(jī)車防火；視頻監(jiān)控；安全裝備；硬盤

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）16-0003-02

隨著鐵路信息化的發(fā)展和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)的成熟，機(jī)車防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)在輔助機(jī)車乘務(wù)員和地面管理人員直觀、實(shí)時(shí)地掌握機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)方面發(fā)揮了巨大作用。機(jī)車防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)是保證機(jī)車安全運(yùn)行的重要設(shè)備，是機(jī)車消防安全的第一道屏障。它不僅能夠采集、處理、存儲(chǔ)機(jī)車的運(yùn)行數(shù)據(jù)，還可以將布置在機(jī)車各部位的攝像頭拍攝的實(shí)時(shí)畫面發(fā)送到地面分析中心。這既有利于落實(shí)乘務(wù)員值乘的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，又可以防止機(jī)車在運(yùn)行當(dāng)中發(fā)生火災(zāi)事故。我段機(jī)車使用的YDVS型機(jī)車防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)是由成都運(yùn)達(dá)科技有限公司專門為SS4改型機(jī)車研制的，該系統(tǒng)包括車載采集端、核心服務(wù)器、遠(yuǎn)程管理端三部分。這套系統(tǒng)在實(shí)際使用中主要有以下三個(gè)問(wèn)題需要改進(jìn)：①存儲(chǔ)介質(zhì)的損耗問(wèn)題；②無(wú)線傳輸?shù)耐ǖ绬?wèn)題；③數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的延時(shí)問(wèn)題。本文針對(duì)這三方面制訂了相應(yīng)的解決辦法。

1 功能和作用

機(jī)車防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)是為保障機(jī)車運(yùn)行安全，特別是消防安全而設(shè)計(jì)的數(shù)字化監(jiān)控記錄系統(tǒng)。該系統(tǒng)能對(duì)機(jī)車線路前、后方的情況，機(jī)車車鉤的連接狀態(tài)，司機(jī)室乘務(wù)員的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，機(jī)械間重點(diǎn)防火處進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。壓縮機(jī)和主變壓器上方安裝的溫度傳感器和煙霧傳感器能在溫度過(guò)高或有煙霧產(chǎn)生時(shí)立即報(bào)警，以確保行車安全。機(jī)車乘務(wù)員可以在操縱端查看非操縱端和機(jī)械間內(nèi)的實(shí)時(shí)畫面，并且結(jié)合機(jī)車的運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄在存儲(chǔ)器內(nèi)，待機(jī)車回段后，將存儲(chǔ)器交給地面分析人員進(jìn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ)和分析。系統(tǒng)開(kāi)通了無(wú)線通訊功能后，通過(guò)3G無(wú)線傳輸方式，地面分析人員還可以遠(yuǎn)程查看監(jiān)控系統(tǒng)所記錄的各種數(shù)據(jù)，檢索溫度傳感器和煙霧傳感器數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常的機(jī)車，同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警，對(duì)存有疑惑的機(jī)車還可以和車上的乘務(wù)員進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。

該系統(tǒng)還可以通過(guò)TAX綜合信息將LKJ的重要數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)保存在圖像幀信息內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了事故的真實(shí)再現(xiàn)，為分析定責(zé)、評(píng)判事故原因提供了有力的科學(xué)依據(jù)。

2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2.1 車載采集端

車載采集端包括主機(jī)、視頻輸入（攝像機(jī)）、電源分配器、傳感器單元、顯示器等設(shè)備。這些設(shè)備具備視頻采集、實(shí)時(shí)壓縮、實(shí)時(shí)錄像、下載接口和無(wú)線傳輸?shù)裙δ?，即車載視頻記錄同時(shí)具備數(shù)字視頻錄像機(jī)（DVR）和數(shù)字視頻服務(wù)器（DVS）的特性。

車載采集端的工作流程為：①打開(kāi)系統(tǒng)電源，車載采集端進(jìn)行自檢；②自檢完畢，系統(tǒng)進(jìn)入實(shí)時(shí)監(jiān)控模式，并將數(shù)據(jù)寫入硬盤，硬盤數(shù)據(jù)存滿后將進(jìn)行滾動(dòng)循環(huán)記錄；③車載采集端通過(guò)無(wú)線通訊部件發(fā)送上線通知，當(dāng)核心服務(wù)器收到并回復(fù)后，刷新服務(wù)器上的機(jī)車信息。

2.2 核心服務(wù)器

核心服務(wù)器是連接車載采集端和遠(yuǎn)程監(jiān)控端的橋梁，是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。車載采集端可通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞綄?shù)據(jù)傳輸?shù)胶诵姆?wù)器上，遠(yuǎn)程監(jiān)控端通過(guò)核心服務(wù)器可實(shí)時(shí)瀏覽這些重要數(shù)據(jù)。因?yàn)樾枰幚泶罅康囊曨l數(shù)據(jù)，所以核心服務(wù)器需要一個(gè)性能良好、運(yùn)行穩(wěn)定的硬件平臺(tái)。另外，需要申請(qǐng)一個(gè)獨(dú)立、固定的IP地址，使各個(gè)地面遠(yuǎn)程監(jiān)控端能夠訪問(wèn)核心服務(wù)器。

核心服務(wù)器的工作流程如下：①服務(wù)器啟動(dòng)，向車載端發(fā)送包含本地地址信息的短消息，此時(shí)車載端處于離線狀態(tài)；②車載端接收到短消息后，自動(dòng)上線并與服務(wù)器進(jìn)行連接，此時(shí)車載端處于休眠狀態(tài)；③服務(wù)器向車載端發(fā)送激活命令，當(dāng)車載端激活后，服務(wù)器便可以控制傳輸器傳輸視頻圖像，并可以進(jìn)行其他遠(yuǎn)程操作，此時(shí)車載端處于激活狀態(tài)；④服務(wù)器操作完畢后，斷開(kāi)與傳輸器的連接，然后關(guān)閉服務(wù)器，此時(shí)站點(diǎn)處于離線狀態(tài)。

2.3 遠(yuǎn)程管理端

遠(yuǎn)程管理端是地面分析人員實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)車運(yùn)行狀況和司機(jī)駕駛情況的平臺(tái)，只需在能夠上網(wǎng)的電腦上安裝一套客戶端軟件即可。通過(guò)使用核心服務(wù)器給各個(gè)地面監(jiān)控端分配的用戶名和密碼登陸客戶端軟件，可瀏覽視頻服務(wù)器，不同級(jí)別的用戶可以取得不同的權(quán)限，瀏覽或控制各個(gè)車載端。

遠(yuǎn)程管理端客戶軟件的工作流程如下：①設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，包括服務(wù)器地址/端口、本地地址/端口、用戶名/密碼；②連接核心服務(wù)器，判斷連接是否成功，并觸發(fā)相應(yīng)事件；③連接上核心服務(wù)器后，出現(xiàn)車載端列表，選擇需要瀏覽的車載端名稱，并啟動(dòng)視頻瀏覽；④在啟動(dòng)視頻瀏覽后，可以設(shè)置視頻參數(shù)和選擇車載端不同的畫面瀏覽；⑤結(jié)束視頻瀏覽后，可從核心服務(wù)器退出并斷開(kāi)連接。

3 存在的問(wèn)題

通過(guò)對(duì)1年內(nèi)的機(jī)車防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生的故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)以下3個(gè)問(wèn)題發(fā)生的頻次最多。

3.1 存儲(chǔ)介質(zhì)的損耗問(wèn)題

車載采集端的主機(jī)內(nèi)普遍配置的是一塊500 G的機(jī)械硬盤。在硬盤工作時(shí)，其內(nèi)部的盤片、磁頭、馬達(dá)等機(jī)械部件會(huì)高速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致溫度、灰塵、震動(dòng)等因素都會(huì)對(duì)其造成致命的損壞。一旦硬盤損壞，視頻監(jiān)控系統(tǒng)將形同虛設(shè)。造成硬盤故障的原因有以下幾點(diǎn)：①機(jī)車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)主機(jī)的震動(dòng)；②系統(tǒng)突然斷電，硬盤磁頭無(wú)法復(fù)位；③數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)插、拔SATA接口錯(cuò)誤；④更換硬盤后對(duì)其進(jìn)行的全盤格式化。這些都會(huì)造成硬盤壽命的大大縮短，并容易引發(fā)無(wú)法記錄視頻的故障。

該問(wèn)題的解決辦法為：分別掛接2 TB機(jī)械硬盤和128 GB固態(tài)硬盤，2 TB主硬盤固定在主機(jī)內(nèi)，平時(shí)不需要卸下，這樣可以將視頻的記錄時(shí)間延長(zhǎng)到1個(gè)月；將128 GB固態(tài)硬盤作為從硬盤嵌入硬盤盒，通過(guò)USB連接在系統(tǒng)上，以方便轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)。硬盤盒具有保護(hù)電路的功能，并且支持熱插、拔。由于固態(tài)硬盤沒(méi)有機(jī)械馬達(dá)部件，具有啟動(dòng)快、讀寫速度快、不怕震動(dòng)、不怕頻繁斷電等特點(diǎn)，因此其使用壽命更持久。2塊硬盤上都記錄了視頻數(shù)據(jù)，避免因其中的1塊硬盤故障而造成數(shù)據(jù)丟失和無(wú)法進(jìn)行事故責(zé)任認(rèn)定的情況的發(fā)生。

3.2 無(wú)線傳輸?shù)耐ǖ绬?wèn)題

車載采集端的3G無(wú)線傳輸模塊內(nèi)有2個(gè)卡槽，其中1個(gè)卡槽內(nèi)裝有聯(lián)通3G包年流量卡。2張卡年的費(fèi)用為720元，包60 G流量。由于機(jī)車大部分都處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，常信號(hào)不良，造成在系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控時(shí)通信時(shí)斷時(shí)續(xù)，并且產(chǎn)生了大量的無(wú)效流量消耗。

該問(wèn)題的解決辦法為：在第1個(gè)卡槽內(nèi)裝入電信天翼3G卡，該卡一個(gè)月可使用360 h，費(fèi)用為300元，而且不限流量；在第2個(gè)卡槽內(nèi)裝入聯(lián)通3G包年流量卡，包30 G流量，費(fèi)用為360元。由于電信的3G上網(wǎng)方式信號(hào)較穩(wěn)定，所以系統(tǒng)優(yōu)先使用電信的包時(shí)卡，當(dāng)時(shí)間達(dá)到上線后再自動(dòng)切換到聯(lián)通流量卡。這樣既保證了正常的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊要求，又降低了系統(tǒng)維護(hù)的費(fèi)用。

3.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的延時(shí)問(wèn)題

機(jī)車回段后，需要將存儲(chǔ)視頻的硬盤取下，送到地面分析中心進(jìn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ)，也就是將視頻文件復(fù)制到核心服務(wù)器中。通常采集的視頻文件較大，復(fù)制過(guò)程比較漫長(zhǎng)，在安裝了空硬盤后還需要使用鍵盤、鼠標(biāo)來(lái)操作車載采集端主機(jī)對(duì)新硬盤的格式化操作。格式化成功后，系統(tǒng)才能進(jìn)入監(jiān)控模式。

該問(wèn)題的解決辦法為：在段內(nèi)整備場(chǎng)建立無(wú)線WiFi區(qū)，當(dāng)機(jī)車進(jìn)入覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，機(jī)車采集端會(huì)自動(dòng)連接上高速WiFi網(wǎng)絡(luò)，然后自動(dòng)上傳存儲(chǔ)器內(nèi)的視頻文件到核心服務(wù)器內(nèi)，這樣就省去了工作人員上車進(jìn)行取硬盤和將硬盤內(nèi)數(shù)據(jù)拷貝到服務(wù)器上的過(guò)程，提高了工作效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了機(jī)車防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能和應(yīng)用，包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作流程。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和鐵路安全風(fēng)險(xiǎn)管理需求的提升，對(duì)機(jī)車防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究也會(huì)不斷深入，越來(lái)越多的新技術(shù)、新設(shè)備將大大提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

〔編輯：張思楠〕