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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、客貨運服務(wù)調(diào)度等提供直觀先進(jìn)的輔助決策手段，對于保障鐵路的安全運營，提升服務(wù)質(zhì)量具有重要作用。

　　1.鐵路行業(yè)對視頻監(jiān)控的需求

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

　　(1)車/機務(wù)站段調(diào)度檢護(hù)系統(tǒng)對視頻監(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)計劃編制、傳達(dá)，監(jiān)聽調(diào)車聯(lián)控用語、平而調(diào)車信號命令等內(nèi)容。

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

　　•監(jiān)控接發(fā)列車各項作業(yè)全過程，實現(xiàn)信號操縱、車機聯(lián)控等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的卡控。實現(xiàn)對外勤接發(fā)列車出退場時機、命令憑證交遞、信號開放等檢查。實現(xiàn)對重點列車全程追蹤監(jiān)控。

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

　　(2)客運站客運服務(wù)對視頻監(jiān)控的需求

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

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

　　•監(jiān)控防護(hù)車站周界和特定場合，實現(xiàn)與入侵報警系統(tǒng)的聯(lián)動。

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

　　(3)貨場與編組站運輸服務(wù)對視頻監(jiān)控的需求

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

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

　　•監(jiān)控編組場和貨場的貨物防盜狀況。

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

　　(4)鐵路區(qū)間防災(zāi)安全對視頻監(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報警預(yù)案，領(lǐng)導(dǎo)可及時做出反應(yīng)并對現(xiàn)場進(jìn)行指揮。

　　•基于視頻的應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)滿足對事故現(xiàn)場或突發(fā)事件處理時現(xiàn)場圖像實時傳輸?shù)男枰?/P>

　　(5)鐵路牽引電站、通號機房對視頻監(jiān)控的需求

　　•通信信號機房監(jiān)控：對各車站通信/信號機房、信號中繼站、GSM-R基站等無人職守機房進(jìn)行視頻監(jiān)控，進(jìn)行各種傳感器和報警設(shè)備的視頻聯(lián)動。

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

　　•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)及場所的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，進(jìn)行各種傳感器和報警設(shè)備的視頻聯(lián)動。

　　2.鐵路行業(yè)對視頻監(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現(xiàn)對各監(jiān)視點的有效控制，包括站場切換，目標(biāo)鎖定，圖像、聲音、對話的調(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。攝像機裝于云臺之上并能轉(zhuǎn)動。當(dāng)需要監(jiān)視某目標(biāo)時，可在主控室或分控室通過對云臺水平、垂直轉(zhuǎn)動的控制，以及攝像機焦距、變焦、光圈等技術(shù)參數(shù)的調(diào)節(jié)，實現(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(室內(nèi))均設(shè)有揚聲器和傳聲器。當(dāng)需要監(jiān)聽現(xiàn)場情況時，可以關(guān)閉主控室或分控室傳聲器，隨監(jiān)視畫面實現(xiàn)同步監(jiān)聽。

　　(4)雙向?qū)χv。在主控室和分控室，通過揚聲器、拾音器和傳聲器可實現(xiàn)監(jiān)控與現(xiàn)場人員的對話。

　　(5)滾動錄制。系統(tǒng)具有前臺自動連續(xù)錄像功能，能夠同時對各監(jiān)視點實現(xiàn)24小時不間斷音視頻同步錄像。并可根據(jù)存儲硬盤容量大小進(jìn)行滾動覆蓋式循環(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，可在主控室通過對查閱對象位置、日期和時間段的設(shè)置，通過系統(tǒng)自動搜尋功能，實現(xiàn)目標(biāo)回放。并可根據(jù)需要對查詢內(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

　　大量的視頻采集點和眾多的業(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)必然會造成極大的浪費和系統(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，有利于各類視頻應(yīng)用的整合，實現(xiàn)視頻資源在全線各部門的完全共享，提高運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、視頻接入節(jié)點(I類和II類)、路局/客專視頻節(jié)點、鐵道部視頻節(jié)點和視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其中視頻接入節(jié)點、鐵路局視頻節(jié)點、鐵道部視頻節(jié)點和視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)各專業(yè)共用，視頻采集點和監(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，在很多場合也能實現(xiàn)各個專業(yè)公用。

　　2.綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要優(yōu)點

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

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

　　(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/客專部分的平臺為三級結(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(I類和II類)。

　　監(jiān)控中心是整個綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度和管理中樞，主要完成的功能:實時/歷史視頻流調(diào)度、視頻點播(VOD)、視頻設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)集中管理、重要視頻資料存儲、用戶及鑒權(quán)管理、監(jiān)控及報警信息統(tǒng)計、報表生成等。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)用模式支持自動輪詢、人工點播方式。監(jiān)控分中心可實現(xiàn)對管轄區(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)控及實時圖像調(diào)用。在調(diào)度所相關(guān)部門(如電力及牽引供電、綜合維修、動車運用、列車運行控制、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)場監(jiān)控點攝像機(視頻采集點)就近接入各視頻接入節(jié)點，并接受監(jiān)控中心指令。視頻接入節(jié)點能夠?qū)ρ鼐€鐵路設(shè)施及機房內(nèi)部進(jìn)行實時監(jiān)控，支持自動監(jiān)視和人工監(jiān)視模式，支持與動力和環(huán)境開關(guān)量監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動，可實現(xiàn)告警功能，告警時可自動實現(xiàn)視頻的切換、保存及抓拍等功能。在鐵路局/客運專線公司、車務(wù)段/站、工區(qū)、綜合維修管理中心、牽引變電所、信號中繼站、區(qū)間無線基站等地的通號機房內(nèi)設(shè)視頻接入節(jié)點。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，負(fù)責(zé)本地數(shù)據(jù)的接入、交換。接入層節(jié)點通過MSTP提供的155Mb/s(或622Mb/s)通道，通過若干個環(huán)型連接分別接入?yún)R聚層核心節(jié)點；視頻接入節(jié)點通過傳輸系統(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)點的通道。接入方式：各機房視頻前端設(shè)備采用視頻/控制電纜接入各視頻接入節(jié)點；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+視頻光端機方式就近接入各視頻接入節(jié)點；信號中繼站、電力變電所、開閉所、分區(qū)所、AT所也以視頻光端機的方式就近接入視頻接入節(jié)點。