摘 要：結(jié)合黔桂線牽引變電所視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造項(xiàng)目，分析了既有視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題，并結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，指出了既有基于微機(jī)平臺(tái)（DVR）的視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)，提出了采用網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的改造方案。改造方案詳細(xì)分析了采用高清攝像頭視頻監(jiān)控的帶寬需求，并研究了被控站、通信通道及主控站的升級(jí)改造內(nèi)容，可以為其他鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的改造項(xiàng)目提供參考。

關(guān)鍵詞：鐵路；牽引變電所；多媒體視頻監(jiān)控；數(shù)字化視頻監(jiān)控

中圖分類號(hào)：U224.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.072

既有黔桂線各牽引變電所、開閉所視頻監(jiān)控系統(tǒng)均采用嵌入式網(wǎng)絡(luò)DVR的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通信通道與遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)共用2M雙環(huán)網(wǎng)通道，系統(tǒng)自2009年運(yùn)行至今。目前，該視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在畫面缺失、模糊等問題，在電力調(diào)度所監(jiān)控主站無(wú)法清晰、流暢地調(diào)看各牽引變電所、開閉所子站的監(jiān)控畫面；各牽引變電所、開閉所的攝像機(jī)部分已經(jīng)損壞；各所攝像機(jī)大多不具備紅外功能，無(wú)法滿足光線不足情形下的畫面監(jiān)控需求。

1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)階段，分別為模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)、基于微機(jī)平臺(tái)（DVR）的多媒體視頻監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)。以下分別介紹各監(jiān)控系統(tǒng)。

1.1 模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)

模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)為第一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要設(shè)備由模擬攝像機(jī)、電纜、模擬監(jiān)視器、存儲(chǔ)設(shè)備及視頻切換矩陣等組成，其特點(diǎn)是視頻信號(hào)的采集、傳輸、存儲(chǔ)均采用模擬信號(hào)。雖然在早期視頻監(jiān)控領(lǐng)域發(fā)揮了作用，但是隨著數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)了監(jiān)控范圍小、存儲(chǔ)空間小的缺點(diǎn)，已經(jīng)逐步退出市場(chǎng)。

1.2 基于微機(jī)平臺(tái)的多媒體視頻監(jiān)控系統(tǒng)

相比于模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，基于微機(jī)平臺(tái)的多媒體視頻監(jiān)控系統(tǒng)的進(jìn)步之處反映在此監(jiān)控系統(tǒng)可以將模擬的視頻信號(hào)經(jīng)過數(shù)字化處理以后存儲(chǔ)在電腦硬盤中，而不是錄像機(jī)之中。此系統(tǒng)可以借助計(jì)算機(jī)方便實(shí)現(xiàn)視頻圖像的回放、存儲(chǔ)及搜索等圖像處理功能。此系統(tǒng)近幾年來(lái)得到了廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展，黔桂線使用的正是基于嵌入式DVR的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)被控站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.3 數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)

從圖1可以看出，DVR硬盤錄像機(jī)與攝像機(jī)之間通過控制線、視頻線連接，并且攝像機(jī)需要單獨(dú)的電源線引入，因?yàn)殇浵駲C(jī)接收的為模擬視頻信號(hào)。隨著人們對(duì)視頻監(jiān)控需求的增加，基于DVR的視頻監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)了存儲(chǔ)容量小、安全性差和無(wú)法滿足高清視頻需求的缺點(diǎn)。

而基于嵌入式技術(shù)（NVR）的全數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的采集、傳輸及存儲(chǔ)的全數(shù)字化，還可以實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化傳輸，相比于第一、二代視頻監(jiān)控系統(tǒng)，具有系統(tǒng)擴(kuò)展能力強(qiáng)、維護(hù)費(fèi)用低及功能強(qiáng)大的特點(diǎn)，是新一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

2 本次監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)改造方案

結(jié)合既有黔桂線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的通道組網(wǎng)情況和視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，本次設(shè)計(jì)從2方面對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，以滿足運(yùn)營(yíng)對(duì)牽引供電設(shè)備監(jiān)視的需求。

2.1 攝像機(jī)的升級(jí)改造及寬帶需求

本次設(shè)計(jì)擬將既有攝像機(jī)全部換成1 080P高清攝像機(jī)，經(jīng)過計(jì)算和實(shí)際應(yīng)用，在最不利的情況下，每個(gè)攝像機(jī)需要8M帶寬滿足流暢的1 080P高清動(dòng)態(tài)應(yīng)用。但在實(shí)際運(yùn)用中，4M帶寬也能基本滿足要求?？紤]到通信資源的限制等問題，本次設(shè)計(jì)按4M帶寬考慮，僅考慮每個(gè)所同時(shí)1路攝像機(jī)監(jiān)控信息上傳。

2.2 通信通道的升級(jí)改造

本次設(shè)計(jì)將視頻監(jiān)控通道與遠(yuǎn)動(dòng)通道分離，改造后的視頻監(jiān)控通道采用4 Mbit/s的傳輸速率以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)行方式。

2.3 被控站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)改造

本次設(shè)計(jì)將既有牽引變電所、開閉所的視頻監(jiān)控系統(tǒng)更換為基于NVR的全數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，攝像機(jī)全部更換為網(wǎng)絡(luò)紅外快速球形攝像機(jī)（支持1 920×1 080全高清分辨率）。升級(jí)改造后的系統(tǒng)組網(wǎng)如圖2所示。從圖中可以看出，基于NVR的視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)攝像機(jī)的聯(lián)系控制更加簡(jiǎn)單。

被控站的視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能夠獨(dú)立實(shí)現(xiàn)對(duì)變電所、開閉所內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能夠配合調(diào)度所控制站設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)所內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀況的全部遠(yuǎn)程監(jiān)控功能及相關(guān)輔助功能，應(yīng)具有對(duì)視頻圖像的實(shí)時(shí)監(jiān)視、報(bào)警、回放、搜索、剪切、存儲(chǔ)；接收圍禁系統(tǒng)報(bào)警及狀態(tài)信息，并參與相關(guān)聯(lián)動(dòng)等功能。

被控站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成為：變電所、開閉所控制室內(nèi)分別設(shè)置視頻監(jiān)控盤，內(nèi)設(shè)工控機(jī)、視頻服務(wù)器、報(bào)警主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、電源轉(zhuǎn)換設(shè)備和遠(yuǎn)程通信接口設(shè)備。另外設(shè)置攝像機(jī)、紅外圍禁設(shè)備等功能。

2.4 監(jiān)控主站軟件升級(jí)改造

對(duì)主站的視頻監(jiān)控軟件進(jìn)行升級(jí)，以滿足視頻信號(hào)的解碼要求。

3 結(jié)論

本文在研究視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展過程的基礎(chǔ)上，提出牽引變電所視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用全數(shù)字化視頻監(jiān)控的改造方案，可以為其他鐵路改造工程提供參考。

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作者姓名：馬少坡（1986—），男，研究方向?yàn)闋恳┳冸娂夹g(shù)。

〔編輯：劉曉芳〕