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　　一、 前言

　　隨著我國鐵路建設(shè)的飛速發(fā)展，鐵路向著客貨分線，全電氣化等方向發(fā)展，整個(gè)管理體系也發(fā)生了重大的變化，從過去分散的效率低下的管理模式轉(zhuǎn)向采用綜合調(diào)度指揮、綜合維修、集中養(yǎng)護(hù)等高度集中高效的作業(yè)管理體制。視頻監(jiān)控作為鐵路信息化的重要組成部分，可以為行車調(diào)度、救援指揮、防災(zāi)安全、客貨運(yùn)服務(wù)調(diào)度等提供直觀先進(jìn)的輔助決策手段，對(duì)于保障鐵路的安全運(yùn)營，提升服務(wù)質(zhì)量具有重要作用。

　　1.鐵路行業(yè)對(duì)視頻監(jiān)控的需求

　　鐵路不同業(yè)務(wù)和部門對(duì)視頻監(jiān)控的覆蓋范圍需求：

　　(1)車/機(jī)務(wù)站段調(diào)度檢護(hù)系統(tǒng)對(duì)視頻監(jiān)控的需求

　　•監(jiān)控重要道口、編組站、路口的人流和車流情況，保證車輛安全通行。

　　•監(jiān)控行車室、接車亭等行車重要崗位接發(fā)列車作業(yè)，監(jiān)控調(diào)車作業(yè)，檢查干部上崗到位情況，監(jiān)控調(diào)車作業(yè)計(jì)劃編制、傳達(dá)，監(jiān)聽調(diào)車聯(lián)控用語、平而調(diào)車信號(hào)命令等內(nèi)容。

　　•監(jiān)控站臺(tái)、道岔咽喉區(qū)等影響列車運(yùn)行安全的重要場(chǎng)所，檢查咽喉區(qū)穿越正線調(diào)車有關(guān)制度、人身安全措施、車輛的動(dòng)態(tài)防溜等落實(shí)情況。

　　•監(jiān)控接發(fā)列車各項(xiàng)作業(yè)全過程，實(shí)現(xiàn)信號(hào)操縱、車機(jī)聯(lián)控等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的卡控。實(shí)現(xiàn)對(duì)外勤接發(fā)列車出退場(chǎng)時(shí)機(jī)、命令憑證交遞、信號(hào)開放等檢查。實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)列車全程追蹤監(jiān)控。

　　•監(jiān)控機(jī)車乘務(wù)室、機(jī)車動(dòng)力室及牽引供電接觸網(wǎng)的狀況。

　　(2)客運(yùn)站客運(yùn)服務(wù)對(duì)視頻監(jiān)控的需求

　　•滿足對(duì)候車室、站前廣場(chǎng)、售票廳、站臺(tái)等場(chǎng)所人流、客流集中區(qū)域的監(jiān)控。

　　•監(jiān)控售票窗口，財(cái)務(wù)室，行包房，行包通道等涉及現(xiàn)金和物資的特殊場(chǎng)合。

　　•監(jiān)控防護(hù)車站周界和特定場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)與入侵報(bào)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。

　　•監(jiān)控對(duì)進(jìn)站口危險(xiǎn)品的檢查作業(yè)，在安檢通道進(jìn)行專門的錄像和監(jiān)控。

　　(3)貨場(chǎng)與編組站運(yùn)輸服務(wù)對(duì)視頻監(jiān)控的需求

　　•監(jiān)控編組場(chǎng)、貨場(chǎng)和廠礦企業(yè)專用線開出的貨車裝載狀況。

　　•監(jiān)控貨場(chǎng)內(nèi)裝卸作業(yè)、外來人員及車輛出入等情況。

　　•監(jiān)控編組場(chǎng)和貨場(chǎng)的貨物防盜狀況。

　　•通過基于視頻的貨物超限檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)貨物超限狀況進(jìn)行檢測(cè)。

　　(4)鐵路區(qū)間防災(zāi)安全對(duì)視頻監(jiān)控的需求

　　•監(jiān)控公路橋跨鐵路、公路與鐵路并行路段、護(hù)欄、滑坡區(qū)段、線路路障、彎道的狀況。

　　•監(jiān)控全線每座公跨鐵立交橋、特大橋梁、大型隧道內(nèi)部、隧道口等的狀況。

　　•對(duì)出現(xiàn)的緊急狀況如泥石流、洪水、雨雪災(zāi)害和交通意外等啟動(dòng)報(bào)警預(yù)案，領(lǐng)導(dǎo)可及時(shí)做出反應(yīng)并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指揮。

　　•基于視頻的應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)滿足對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)或突發(fā)事件處理時(shí)現(xiàn)場(chǎng)圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)男枰?/P>

　　(5)鐵路牽引電站、通號(hào)機(jī)房對(duì)視頻監(jiān)控的需求

　　•通信信號(hào)機(jī)房監(jiān)控：對(duì)各車站通信/信號(hào)機(jī)房、信號(hào)中繼站、GSM-R基站等無人職守機(jī)房進(jìn)行視頻監(jiān)控，進(jìn)行各種傳感器和報(bào)警設(shè)備的視頻聯(lián)動(dòng)。

　　•牽引供電系統(tǒng)監(jiān)控：對(duì)鐵路沿線各開閉所、牽引變電所、分區(qū)所、AT所等牽引供電系統(tǒng)無人職守場(chǎng)所進(jìn)行視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控，進(jìn)行各種傳感器和報(bào)警設(shè)備的視頻聯(lián)動(dòng)。

　　•電力供電系統(tǒng)監(jiān)控：配電所無人職守設(shè)備工作狀態(tài)及場(chǎng)所的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，進(jìn)行各種傳感器和報(bào)警設(shè)備的視頻聯(lián)動(dòng)。

　　2.鐵路行業(yè)對(duì)視頻監(jiān)控的功能需求

　　功能上的需求隨著各地的情況不同有所區(qū)別，下面闡述一下最主要的功能需求：

　　(1)遠(yuǎn)程控制。操作人員可以在主控室實(shí)現(xiàn)對(duì)各監(jiān)視點(diǎn)的有效控制，包括站場(chǎng)切換，目標(biāo)鎖定，圖像、聲音、對(duì)話的調(diào)節(jié)，錄像、查詢、回放、剪輯等，而不受距離限制。

　　(2)圖像監(jiān)視。攝像機(jī)裝于云臺(tái)之上并能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)需要監(jiān)視某目標(biāo)時(shí)，可在主控室或分控室通過對(duì)云臺(tái)水平、垂直轉(zhuǎn)動(dòng)的控制，以及攝像機(jī)焦距、變焦、光圈等技術(shù)參數(shù)的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)搜索與鎖定。

　　(3)語音監(jiān)聽。在主控室、分 控室及各監(jiān)視點(diǎn)(室內(nèi))均設(shè)有揚(yáng)聲器和傳聲器。當(dāng)需要監(jiān)聽現(xiàn)場(chǎng)情況時(shí)，可以關(guān)閉主控室或分控室傳聲器，隨監(jiān)視畫面實(shí)現(xiàn)同步監(jiān)聽。

　　(4)雙向?qū)χv。在主控室和分控室，通過揚(yáng)聲器、拾音器和傳聲器可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與現(xiàn)場(chǎng)人員的對(duì)話。

　　(5)滾動(dòng)錄制。系統(tǒng)具有前臺(tái)自動(dòng)連續(xù)錄像功能，能夠同時(shí)對(duì)各監(jiān)視點(diǎn)實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷音視頻同步錄像。并可根據(jù)存儲(chǔ)硬盤容量大小進(jìn)行滾動(dòng)覆蓋式循環(huán)錄像，一般可保持一周以上的錄像記錄。

　　(6)檢索回放。當(dāng)需要調(diào)閱查詢歷史記錄時(shí)，可在主控室通過對(duì)查閱對(duì)象位置、日期和時(shí)間段的設(shè)置，通過系統(tǒng)自動(dòng)搜尋功能，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)回放。并可根據(jù)需要對(duì)查詢內(nèi)容進(jìn)行編輯和保存。

　　二、 鐵路行業(yè)綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)分析

　　1.綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　大量的視頻采集點(diǎn)和眾多的業(yè)務(wù)單位需求使得資源和用戶之間形成了多對(duì)多的方式，如果再按照傳統(tǒng)的各業(yè)務(wù)單位分頭建設(shè)，各自管理的方式進(jìn)行建設(shè)必然會(huì)造成極大的浪費(fèi)和系統(tǒng)之間的彼此分離，因此建設(shè)統(tǒng)一的綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)是唯一的解決方案。綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)為各類視頻監(jiān)控應(yīng)用提供統(tǒng)一的信息共享和接入平臺(tái)，有利于各類視頻應(yīng)用的整合，實(shí)現(xiàn)視頻資源在全線各部門的完全共享，提高運(yùn)營管理效率及事故反應(yīng)速度。

　　綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)由視頻采集點(diǎn)、視頻接入節(jié)點(diǎn)(I類和II類)、路局/客專視頻節(jié)點(diǎn)、鐵道部視頻節(jié)點(diǎn)和視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其中視頻接入節(jié)點(diǎn)、鐵路局視頻節(jié)點(diǎn)、鐵道部視頻節(jié)點(diǎn)和視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)各專業(yè)共用，視頻采集點(diǎn)和監(jiān)視終端可根據(jù)各專業(yè)圖像采集和監(jiān)視的需要設(shè)置，在很多場(chǎng)合也能實(shí)現(xiàn)各個(gè)專業(yè)公用。

　　2.綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)

　　(1)統(tǒng)一規(guī)劃的系統(tǒng)架構(gòu)，有利于系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)展和維護(hù)管理；

　　(2)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，有利于通道統(tǒng)一規(guī)劃與帶寬統(tǒng)計(jì)；

　　(3)統(tǒng)一的視頻編碼格式和傳輸控制協(xié)議，有利于系統(tǒng)的互連和擴(kuò)展；

　　(4)統(tǒng)一的設(shè)備技術(shù)要求，有利于設(shè)備的集中采購、備件配置。

　　3.綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成分析

　　綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)在路局/客專部分的平臺(tái)為三級(jí)結(jié)構(gòu)，即監(jiān)控中心、監(jiān)控分中心(含遠(yuǎn)程監(jiān)控站)和視頻接入節(jié)點(diǎn)(I類和II類)。

　　監(jiān)控中心是整個(gè)綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度和管理中樞，主要完成的功能:實(shí)時(shí)/歷史視頻流調(diào)度、視頻點(diǎn)播(VOD)、視頻設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)集中管理、重要視頻資料存儲(chǔ)、用戶及鑒權(quán)管理、監(jiān)控及報(bào)警信息統(tǒng)計(jì)、報(bào)表生成等。在路局調(diào)度中心/客專調(diào)度所設(shè)監(jiān)控中心，統(tǒng)一管理和調(diào)度全線視頻監(jiān)控設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)控中心圖像調(diào)用模式支持自動(dòng)輪詢、人工點(diǎn)播方式。監(jiān)控分中心可實(shí)現(xiàn)對(duì)管轄區(qū)內(nèi)各類視頻采集終端的分專業(yè)、分區(qū)域遠(yuǎn)程監(jiān)控及實(shí)時(shí)圖像調(diào)用。在調(diào)度所相關(guān)部門(如電力及牽引供電、綜合維修、動(dòng)車運(yùn)用、列車運(yùn)行控制、旅客服務(wù)、防災(zāi)安全監(jiān)控)，以及安全監(jiān)察室設(shè)置監(jiān)控分中心，同時(shí)在沿線(綜合維修部門、各公安部門)設(shè)置監(jiān)控分中心。

　　現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)(視頻采集點(diǎn))就近接入各視頻接入節(jié)點(diǎn)，并接受監(jiān)控中心指令。視頻接入節(jié)點(diǎn)能夠?qū)ρ鼐€鐵路設(shè)施及機(jī)房內(nèi)部進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，支持自動(dòng)監(jiān)視和人工監(jiān)視模式，支持與動(dòng)力和環(huán)境開關(guān)量監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)告警功能，告警時(shí)可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)視頻的切換、保存及抓拍等功能。在鐵路局/客運(yùn)專線公司、車務(wù)段/站、工區(qū)、綜合維修管理中心、牽引變電所、信號(hào)中繼站、區(qū)間無線基站等地的通號(hào)機(jī)房內(nèi)設(shè)視頻接入節(jié)點(diǎn)。具體構(gòu)成如下圖所示。

　　4.組網(wǎng)方式分析

　　綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和接入網(wǎng)絡(luò)2部分組成。

　　基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)為綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的信息遠(yuǎn)程傳輸提供可靠的通道。實(shí)現(xiàn)方式：各車站監(jiān)控站通過IP數(shù)據(jù)網(wǎng)和監(jiān)控中心(數(shù)據(jù)處理及儲(chǔ)存服務(wù)設(shè)備)互聯(lián)，IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)采用骨干匯聚層和接入層分層組建，骨干匯聚層核心節(jié)點(diǎn)之間通過MSTP多業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)提供的622Mb/s(或2Gb/s)通道構(gòu)成網(wǎng)狀連接;接入層的接入節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)本地?cái)?shù)據(jù)的接入、交換。接入層節(jié)點(diǎn)通過MSTP提供的155Mb/s(或622Mb/s)通道，通過若干個(gè)環(huán)型連接分別接入?yún)R聚層核心節(jié)點(diǎn)；視頻接入節(jié)點(diǎn)通過傳輸系統(tǒng)提供的MSTP接口將監(jiān)控視頻信息匯聚至車站后，再通過IP數(shù)據(jù)網(wǎng)和監(jiān)控中心互聯(lián)；分控中心通過IP數(shù)據(jù)網(wǎng)和監(jiān)控中心互聯(lián)。

　　接入網(wǎng)絡(luò)指前端視頻采集設(shè)備接入視頻接入節(jié)點(diǎn)的通道。接入方式：各機(jī)房視頻前端設(shè)備采用視頻/控制電纜接入各視頻接入節(jié)點(diǎn)；車站咽喉區(qū)、公跨鐵立交橋、編組站的視頻前端設(shè)備采用光纜+視頻光端機(jī)方式就近接入各視頻接入節(jié)點(diǎn)；信號(hào)中繼站、電力變電所、開閉所、分區(qū)所、AT所也以視頻光端機(jī)的方式就近接入視頻接入節(jié)點(diǎn)。