在保證速度的同時(shí)，切實(shí)給旅客提供一個(gè)安全的出行環(huán)境，這是目前鐵路發(fā)展的目標(biāo)；而在達(dá)成這個(gè)目標(biāo)的過(guò)程中，高清的圖像反饋、即時(shí)的鐵路通信數(shù)據(jù)處理、高效的鐵路車輛調(diào)度、準(zhǔn)確的報(bào)警聯(lián)動(dòng)等監(jiān)控指揮系統(tǒng)的應(yīng)用成為了關(guān)鍵。

根據(jù)《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，我國(guó)高速鐵路發(fā)展以“四縱四橫”為重點(diǎn)，構(gòu)建快速客運(yùn)網(wǎng)的主要骨架。全國(guó)將形成“四縱四橫”鐵路快速客運(yùn)通道，東部、中部和西部地區(qū)大多數(shù)大城市都納入規(guī)劃。預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程將達(dá)到12萬(wàn)公里，高鐵的蓬勃發(fā)展為安防業(yè)帶來(lái)了新的機(jī)遇和發(fā)展機(jī)會(huì)。

一、鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范

2013年，鐵總局發(fā)布《鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》文件，要求鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)遵循統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局、互聯(lián)互通、資源共享的原則，采用先進(jìn)的視頻監(jiān)控技術(shù)，基于鐵路系統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建數(shù)字化、智能化、分布式的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)視頻網(wǎng)絡(luò)資源和信息資源共享。同時(shí)考慮調(diào)度、車務(wù)、貨運(yùn)、客運(yùn)、機(jī)務(wù)、工務(wù)、車輛、公安、護(hù)路監(jiān)控、防災(zāi)監(jiān)控、牽引供電和電路、救援搶險(xiǎn)、應(yīng)急管理等多種需求。

規(guī)范還對(duì)鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)做了明文規(guī)定：“鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由視頻節(jié)點(diǎn)設(shè)備、視頻采集點(diǎn)前端設(shè)備、視頻網(wǎng)絡(luò)和用戶終端構(gòu)成。其中，視頻接入節(jié)點(diǎn)位于高鐵沿線的各站段或中間站，負(fù)責(zé)視頻的前端采集、編碼等；視頻區(qū)域節(jié)點(diǎn)位于路局及客專調(diào)度所，主要設(shè)備為分散分布的網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)(NVR)、硬盤錄像機(jī)（DVR）、存儲(chǔ)設(shè)備，同時(shí)也可進(jìn)行大屏集中監(jiān)控、網(wǎng)管、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)等；視頻核心節(jié)點(diǎn)位于鐵總局，可對(duì)視頻監(jiān)控信息進(jìn)行調(diào)用和匯總。鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻業(yè)務(wù)通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)承載，視頻采集點(diǎn)的視頻信息可通過(guò)光纜、電纜或無(wú)線傳輸?shù)确绞浇尤氲剿鶎俚囊曨l接入節(jié)點(diǎn)?！?/p>

圖1：鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)

鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)需求

近幾年中國(guó)的鐵路建設(shè)進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期，為了保障鐵路的安全運(yùn)營(yíng)，視頻監(jiān)控得到了大量應(yīng)用。同時(shí)，人們對(duì)圖像的要求也越來(lái)越高，從最開始的能看到圖像，到現(xiàn)在的要看到清晰的圖像，再到今后的能進(jìn)行處理分析的高清晰圖像等等。在數(shù)字監(jiān)控潮流下，對(duì)圖像清晰度的追求成為了視頻監(jiān)控一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)，高清攝像機(jī)及高清監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用也逐漸被鐵路行業(yè)所重視。

目前，高速鐵路做到全線都設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域?yàn)閰^(qū)間和站點(diǎn)、橋梁、隧道、公跨鐵、區(qū)間基站、變電所等。其中站點(diǎn)屬于有人值守，其它區(qū)域?qū)儆跓o(wú)人值守，監(jiān)控的具體對(duì)象可能包括：區(qū)間公跨鐵區(qū)段、通信、信號(hào)機(jī)房、牽引供電、電力供電機(jī)房?jī)?nèi)外、車站內(nèi)候車室、站臺(tái)、進(jìn)站大廳、站前廣場(chǎng)、進(jìn)站咽喉等場(chǎng)所的監(jiān)控。全球領(lǐng)先的安防產(chǎn)品及行業(yè)解決方案提供商海康威視認(rèn)為，視頻監(jiān)控的需求主要有以下幾點(diǎn)：

1：道口、橋梁、隧道、公跨鐵、咽喉區(qū)等的視頻監(jiān)控，遠(yuǎn)程了解現(xiàn)場(chǎng)情況，了解高鐵運(yùn)行情況，保證車輛安全運(yùn)行；

2：火車站站前廣場(chǎng)、售票廳、候車大廳、站臺(tái)、旅客通道等人流密集區(qū)域視頻監(jiān)控，了解旅客情況和員工工作情況；對(duì)于異常事件起到預(yù)警作用，及時(shí)抑制暴力、恐怖惡性事件的發(fā)生；

3：無(wú)人值守變電站、電力/牽引變配電所、照明重要配電室及室內(nèi)主要設(shè)備區(qū)集中監(jiān)控，及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行情況，同時(shí)對(duì)于非法闖入進(jìn)行報(bào)警；

4：鐵路沿線重要區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)監(jiān)控，對(duì)出現(xiàn)的緊急狀況如暴風(fēng)雪、泥石流、洪水、交通意外等遠(yuǎn)程了解并及時(shí)做出反應(yīng)。

網(wǎng)絡(luò)集成成必然趨勢(shì)

通過(guò)鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范和建設(shè)需求不難看出，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是鐵路視頻安防建設(shè)的最佳選擇。但因鐵路其線路漫長(zhǎng)伴隨著各種復(fù)雜的地理環(huán)境因素，單一的視頻監(jiān)控系統(tǒng)顯然已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前鐵路安全運(yùn)行的形式，隨著高速鐵路的運(yùn)行和不斷普及，高速意味著更快的即時(shí)數(shù)據(jù)處理能力，這也是對(duì)鐵路交通信息系統(tǒng)的管理和運(yùn)作能力的一次挑戰(zhàn)。但隨著“7·23”甬溫線動(dòng)車追尾事故，2008年我國(guó)鐵路系統(tǒng)遭遇到的冰雪災(zāi)害襲擊等，接踵的鐵路事故使鐵路交通/通信信息的孤島化問題漸受關(guān)注。而在我國(guó)鐵路領(lǐng)域完成多級(jí)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，真正實(shí)現(xiàn)全行業(yè)的互聯(lián)互通將是大勢(shì)所趨。

總體而言，鐵路綜合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)是關(guān)鍵，其主要應(yīng)用包括：運(yùn)營(yíng)調(diào)度視頻監(jiān)控、公安視頻監(jiān)控、通信/信號(hào)視頻監(jiān)控、牽引供電視頻監(jiān)控、電力供電視頻監(jiān)控等，并預(yù)留客運(yùn)服務(wù)視頻監(jiān)控和防災(zāi)安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)接入，具體業(yè)務(wù)和功能包括如下幾個(gè)方面：

1、運(yùn)營(yíng)調(diào)度視頻監(jiān)控：實(shí)現(xiàn)對(duì)全線“公跨鐵”立交橋的全天候遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)落物發(fā)現(xiàn)、人員入侵、設(shè)備遺失等異常情況實(shí)施全天候監(jiān)控，防止影響安全事故的發(fā)生；對(duì)各車站咽喉區(qū)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，全天候監(jiān)視列車進(jìn)出站情況，對(duì)咽喉區(qū)的異物入侵、設(shè)備丟失等情況進(jìn)行主動(dòng)警示；對(duì)個(gè)車站行車情況實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。

2、通信/信號(hào)視頻監(jiān)控部分：對(duì)各車站通信/信號(hào)室、各信號(hào)中繼站、GSM-R基站、維修工區(qū)的通信室等無(wú)人值守機(jī)房進(jìn)行視頻監(jiān)控，通過(guò)與相關(guān)系統(tǒng)的配合，實(shí)現(xiàn)告警后觸發(fā)相關(guān)視頻的動(dòng)作及聯(lián)動(dòng)。

3、變配電站視頻監(jiān)控：對(duì)全線開閉所、牽引變電所、AT所/分區(qū)所等無(wú)人值守場(chǎng)所進(jìn)行視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控；對(duì)10kV配電所無(wú)人值守設(shè)備工作狀態(tài)及場(chǎng)所進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。

4、客運(yùn)服務(wù)視頻監(jiān)控：對(duì)全線車站重點(diǎn)場(chǎng)所以及其他相關(guān)場(chǎng)所進(jìn)行視頻監(jiān)控。

鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案

本方案遵循統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局、互聯(lián)互通、資源共享的原則，采用先進(jìn)的視頻監(jiān)控技術(shù)，基于鐵路系統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建數(shù)字化、智能化、分布式的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)視頻網(wǎng)絡(luò)資源和信息資源共享。整體思路如下：

前端視頻采集：推薦選用高清網(wǎng)絡(luò)高速球型攝像機(jī)、高清網(wǎng)絡(luò)彩色槍型攝像機(jī)、高清網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)、高清網(wǎng)絡(luò)云臺(tái)攝像機(jī)、高清網(wǎng)絡(luò)激光云臺(tái)攝像機(jī)等；

網(wǎng)絡(luò)傳輸：車站區(qū)段視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)采用光纖收發(fā)器+交換機(jī)的傳輸模式；各站點(diǎn)與鐵路局總控中心之間應(yīng)采用SDH傳輸模式；

圖2：鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

存儲(chǔ)：分布NVR存儲(chǔ)+集中磁盤陣列存儲(chǔ)模式；

解碼顯示：采用一體化的拼控解碼設(shè)備實(shí)現(xiàn)視頻的解碼顯示、上墻；

管理平臺(tái)：采用鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺(tái)，這不僅是整個(gè)系統(tǒng)的核心，也是實(shí)現(xiàn)整體大聯(lián)網(wǎng)與集成的指揮臺(tái)。具有集中管理、優(yōu)先級(jí)管理、電子地圖、視頻運(yùn)維、主動(dòng)告警等功能。

鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D如圖2。

整個(gè)系統(tǒng)分為三級(jí)架構(gòu)，即路局為監(jiān)控區(qū)域節(jié)點(diǎn)，站/段所在地為I類視頻接入點(diǎn)，沿線的信號(hào)基站、信號(hào)樓以及線路所等為II類視頻接入點(diǎn)。

在各接入節(jié)點(diǎn)和區(qū)域節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)就近存儲(chǔ)和分發(fā)轄區(qū)范圍內(nèi)的媒體信息。分散存儲(chǔ)能降低網(wǎng)絡(luò)壓力和信息存儲(chǔ)風(fēng)險(xiǎn)。在局、站段監(jiān)控中心，具有權(quán)限的值班人員可以實(shí)時(shí)瀏覽轄區(qū)內(nèi)的媒體信息，控制管理轄區(qū)內(nèi)的系統(tǒng)資源。

視頻監(jiān)控區(qū)域節(jié)點(diǎn)

路局部署視頻管理平臺(tái)，包含視頻管理服務(wù)器，數(shù)據(jù)管理服務(wù)器，流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，存儲(chǔ)服務(wù)器等，實(shí)現(xiàn)視頻的分發(fā)、系統(tǒng)管理、用戶管理和與其他系統(tǒng)的互聯(lián)等功能，并可根據(jù)用戶需要對(duì)重要視頻圖像或告警視頻進(jìn)行手動(dòng)存儲(chǔ)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)管轄線路內(nèi)的I 類、II 類視頻接入節(jié)點(diǎn)視頻進(jìn)行統(tǒng)一的管理。

I 類視頻監(jiān)控節(jié)點(diǎn)

I 類視頻接入節(jié)點(diǎn)中接入的采集點(diǎn)數(shù)量多，接入方式為本地直接接入、II 類接入節(jié)點(diǎn)的匯聚上傳接入及調(diào)用上傳接入。I 類視頻節(jié)點(diǎn)處部署繼承監(jiān)控管理中心平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)本地及下接II 類節(jié)點(diǎn)的管理和調(diào)度，存儲(chǔ)采用CVR存儲(chǔ)陣列；I 類視頻節(jié)點(diǎn)同時(shí)具備存儲(chǔ)功能、視頻分發(fā)和轉(zhuǎn)發(fā)功能、設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)視功能等。

II 類視頻監(jiān)控節(jié)點(diǎn)

II 類視頻監(jiān)控節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)包括前端采集點(diǎn)結(jié)構(gòu)及沿線車站監(jiān)控室結(jié)構(gòu)，視頻采集點(diǎn)的設(shè)置充分考慮了客運(yùn)、公安和電務(wù)等視頻監(jiān)控的需求，在前端監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)車站、中繼站、線路所、電力電牽節(jié)點(diǎn)通信、信號(hào)機(jī)房設(shè)置攝像機(jī)；在區(qū)間機(jī)房院落、公跨鐵立交橋、隧道口、車站咽喉區(qū)安裝攝像機(jī)、拾音器、傳感器等設(shè)備，采集監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)視頻信號(hào)、模擬視頻信號(hào)、模擬聲音信號(hào)和環(huán)境告警信息。

模擬信號(hào)通過(guò)編碼器進(jìn)行編碼壓縮，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，存儲(chǔ)硬盤錄像機(jī)；網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號(hào)直接存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)上，同時(shí)通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)承載網(wǎng)，監(jiān)控信息傳輸至接入節(jié)點(diǎn)。

結(jié)束語(yǔ)

在保證速度的同時(shí)，切實(shí)給旅客提供一個(gè)安全的出行環(huán)境，這是目前鐵路發(fā)展的目標(biāo)；而在達(dá)成這個(gè)目標(biāo)的過(guò)程中，高清的圖像反饋、即時(shí)的鐵路通信數(shù)據(jù)處理、高效的鐵路車輛調(diào)度、準(zhǔn)確的報(bào)警聯(lián)動(dòng)等監(jiān)控指揮系統(tǒng)的應(yīng)用成為了關(guān)鍵。