铁路综合视频监控系统的初步规划构想

郭桂芳 李继元 闫永利

(1．北京铁路局电务处，北京 100860；2．铁通北京分公司，北京 100070)

铁路综合视频监控系统是铁路运输指挥、公安保卫、生产作业等综合监控的重要组成部分，也是铁路行车设备的一部分。铁路综合视频监控系统提供铁路运输作业、列车运行状态、线路安全和抢险救灾等实时图像信息，也为打击盗窃破坏铁路的违法活动提供证据。因此建立1套综合完整，同时又充分整合既有视频监控系统资源的广域性综合视频监控系统显得十分必要。

1 规划思路

1.1 目标

铁路综合视频监控系统基本覆盖主要运输干线，为各应用单位提供用户终端，实现“架构合理、技术规范、运用有效、管理科学”。

1.2 规划依据

（1）《铁路综合视频监控系统技术规范（试行）》（运基通信［2008］630号）。

（2）《关于加强铁路视频监控系统建设和运用的通知》（铁运［2008］33号）。

（3）《铁路综合视频监控系统管理暂行办法》（铁运［2009］21号）。

（4）其他需求情况。

1.3 指导思想

1.3.1 综合视频监控系统建设规划与铁道部要求一致

在各车务段（直属站）所在地通信机房建设I类视频接入节点。按照“先完善网络架构，逐步整合既有视频系统，分线路建设综合视频监控系统”的原则，应用结构如图1所示。

1.3.2 综合视频监控系统建设规划与现状的适应

充分考虑既有综合视频监控系统的现状，通过集中、整合和改造使现有专业视频监控系统接入相应I类视频接入节点，并留有扩充余量。在改造过程中，充分考虑既有视频系统的使用和整合问题，最大限度地做到不影响既有设备使用，保护原有投资。

1.3.3 综合视频监控系统建设规划与铁路局运输生产实际的衔接

在规划中，紧密联系运输生产实际需要，本着“专（特）运通道优先、提速干线优先、动车组走行区段优先”的原则，分阶段规划和建设。

1.3.4 综合视频监控系统建设规划与铁路局投入的匹配

综合视频监控系统建设工作需要与铁路局计划建设资金紧密结合，相互匹配，充分考虑分期投资、分步建设的原则。同时按照“近细远粗”的原则，滚动期第1个年度规划的内容比较细致，基本涵盖当年年度建议计划的主要内容；滚动后期的规划内容适当简化。

1.4 建设原则

根据线路重要程度，分线路整体建设，兼顾运输专业布局，并满足各个业务部门需求。具体线路建设先取重点，对重点部位进行监控，满足急需并预留发展条件，还应与投资规模匹配。

2 既有视频监控系统现状及存在问题

自20世纪90年代中后期，各铁路局相继开展了视频监控系统建设，目前具备了一定规模，但由于建设年代较长、原有技术标准不健全和使用管理制度不完善等原因，既有视频监控系统存在较多问题。

建设标准不一致，以各专业系统牵头建设，发展不平衡。建设年代不同，平台之间难以整合，信息不能共享。部分设备陈旧老化，甚至失修失效，功能无法有效发挥。绝大多数仅能满足站段内部应用，而未实现综合运用，出现同一地点多套系统的现状，造成投资浪费。

整合既有视频监控系统，需进行科学规划，有效整合和充分挖潜，并加以改造，以提升性能，满足当前运输生产对视频监控业务的综合需要。

3 需求分析

3.1 客运专线视频监控需求

新建客运专线线路视频监控系统和新建（改建）车站客服视频监控系统已经纳入客运专线建设，但视频区域节点需纳入统一规划范围，IP地址也需一并考虑。

3.2 既有线铁路视频监控需求

对各专业用户需求进行详细调查，其范围包括安监、运输、客运、货运、机务、工务（含道口办）、电务、信息和公安系统，归纳各专业的具体需求如下。

3.2.1 安监系统

主要为应急救援图像系统，在铁路局安监室、铁路办事处安监室事故救援专用汽车和救援列车上各安装1台摄像机。有权调用用户包括安监室、调度所值班主任和局值班室。

3.2.2 运输系统

针对大站、小站、区间(中间)站、编组站（区段站）和线路所等不同站类别，相应需求为：集中楼运转室及助理值班员室内外、站长室内、咽喉区、调车作业区、编组场内驼峰楼、区长室内、峰顶峰尾、线路所牵出线及岔线连接点等位置均需安装摄像机；各直属站、车务段设立“监控中心”及相应监控终端；车站集中楼、站长室需具备音视频功能，也需设分控设备，保证能够对每个监控作业点情况进行监督和掌握。

3.2.3 客运系统

在办理客运业务的一等站以上车站安装视频监控系统，以确保安全。视频监控系统摄像机安装部位包括车站专运通道、进站安检处、出站验票口、各候车区域、各检票口、各站台、旅客天桥内、地下通道、售票厅和行李房等。同时在客运处和各客运段设置监控终端。

3.2.4 货运系统

监控需求集中在咽喉区和货场，货场主要监控部位包括库区、货场站台、货场办公区和货场周界，摄像机根据需要进行设置安装。监控终端设置在货检办公室、货场主任办公室和货运处办公室。

3.2.5 机务系统

监控需求集中在牵引供电设备机房、相关变配电所（箱变）、咽喉区接触网、给水所及机车有关设施。

3.2.6 车辆系统

监控需求集中在动车运用所和车辆检修车间等。

3.2.7 工务系统（含道口管理办公室）

监控需求包括桥梁、隧道及线路3部分。监控终端设置在工务处（含道口管理办公室）及各工务段。

3.2.8 电务系统

各站通信机房、信号机械室安装室内摄像机，对机房门及内部设备和人员作业进行监控。信号专业还提出对各站咽喉区视频监控的需求，以监督维修作业情况和调车作业。监控终端设置在电务处及各电务段、通信段。

3.2.9 信息系统

各电子所及各车站信息机房安装室内摄像机，对机房门及内部设备和人员作业进行监控。

3.2.10 公安系统

监控终端设置于各派出所、队，可以调用其他专业系统的有关图像。

以上各专业部门在调查中提出的视频监控业务需求，是本规划构想应用方案的基础，也是日后监控终端管理权限定义的重要基础。

4 综合视频监控系统规划方案构想

4.1 体系结构

铁路局视频监控中心作为视频区域监控节点，主要负责本级所有视频监控业务的调度和管理，通过视频专用数据网接入视频监控网络I类接入节点的视频业务。铁路局视频监控中心应对视频监控网络接入节点的重要视频数据进行集中30天（不少于20路视频信息）存储和备份。铁路局对局用户和不同的I类接入节点的用户进行视频分发。铁路局视频监控中心为整个铁路视频监控系统的核心平台，主要由视频管理服务、数据库服务、PTZ控制服务、VSS视频存储服务、告警服务、流媒体分发服务、接口服务以及其他相关的配套设备组成。

铁路局下属视频监控I类视频接入节点主要负责本级所管辖视频业务范围内的管理，主要通过视频专用数据网接入各车站视频监控的II类接入节点（各中间站）的视频业务。I类视频监控网络接入平台对视频监控网络II类接入节点的重要视频数据进行集中30天（不多于100路视频信息）存储和备份，辖区内告警视频片段保存30天，对该管辖范围内的监控用户进行视频分发。I类视频监控网络接入平台为整个铁路视频监控系统的接入中转，主要由视频管理服务、PTZ控制服务、VSS视频存储服务、告警服务、流媒体分发服务以及其他相关的配套设备组成。

各车站（中间站）作为视频监控系统的II类视频接入节点负责本站视频业务接入，并将现场重要视频信息上传给相应的I类视频监控网络接入平台。各站负责本地7×24 h视频信息的存储，负责本地及向上I类视频接入节点视频信息的分发。在II类视频接入节点，各车站设置视频控制、视频处理、视频存储、视频分发、视频管理、网络及显示终端，为主管领导和相关业务部门配置监视终端，并根据用户需求配置视频分析设备。设备可根据用户的需求支持多种网络接入方式，包括IP专线接入（IP over SDH、IP over ATM/FR）、IP拨号接入（xDSL）及LAN 接入。

4.2 逻辑架构

系统的总体框架如图2所示，主要包括外部界面、服务界面和客户界面3部分。

外部界面是系统和硬件设备及其他系统的交互界面，系统从外部界面获取信息（音视频信息、告警信息等），并将系统内的信息通过该界面提交给外部系统（其他系统或硬件设备）。服务界面是系统的核心和支撑，负责系统的管理，对视频业务的支撑（存储和转发、PTZ转发、告警获取等）。客户界面是系统在用户方的最终体现，包括视频监控终端、视频配置终端、视频网管终端和媒体播放器。

4.3 视频区域监控节点、I、II类视频接入节点的建设

铁路局综合视频监控系统建设主要包括4大部分：局监控中心即区域视频监控的建设、I类视频监控接入平台的建设、各车站即II类视频接入节点的建设以及外部系统的建设。

4.3.1 铁路局视频区域节点

区域视频系统由数据网（包括核心路由器、传输设备、网管服务器和数据交换机等）、视频服务器组（包括中心告警服务器、数据库服务器、管理服务器、存储服务器、分发服务器和存储设备等）、应用软件和应用服务器组（含网关和接口服务器）组成。

4.3.2 I、II类视频接入节点

I类视频接入节点应选择在各直属站和各车务段所在地，并尽量遵循以下原则：具有丰富的传输资源，应尽可能选择原数据网节点；具有良好的机房条件；距离终端用户较近，节省传输资源并方便为用户提供业务；节点尽量选择在通信机房；II类视频接入节点由存储服务器、分发服务器、存储设备和系统软件等构成。

4.4 铁路局综合视频监控系统数据网建设原则及IP地址规划

铁路局区域视频监控网络以数据网搭建整体骨架，从而大大节约运输维护成本，同时利用MPLS VPN等技术提高网络安全性。

4.4.1 数据网建设原则

铁路局IP数据网发展应遵循“充分利用既有设备资源，竭力搭建高速率、高冗余度、多接入方式网络的原则”。随着综合视频监控系统建设逐步进行，需对既有网络进行升级改造。该网络除满足综合视频监控系统应用外，还应留有适当余量，原则上今后不应再投资建设基于IP技术的单独封闭网络。

4.4.2 视频监控工程IP地址规划原则

铁路局核心节点的监控终端地址及视频服务器地址需单独划分出1个B类地址段，今后各线新增的此类设备地址均需从B类地址中选取。各站既有交换机、路由器、核心路由器、核心交换机的管理地址单独进行规划，并统一纳入既有网管（考虑既有数据网网管升级）。

沿线各车站做为II类视频（数据网）节点，尽量利用既有数据网资源，并依照具体情况进行设备升级改造。视频监控工程中如有数据网未覆盖地区，需单独建设II类视频（数据网）节点。

4.4.3 数据网设备互联方式和路由组织

依据铁道部对全国铁路IP数据网的建设要求，今后铁路局核心视频（数据网）节点将作为MPLS VPN中的P设备存在，I类视频（数据网）节点将作为MPLS VPN中的PE设备存在，II类视频（数据网）节点将作为CE设备存在。

II类节点上行至I类节点，建议采用光纤直连方式，155 Mbit/s及以上带宽，原则上不做双归属。特殊情况可考虑采用通过传输设备上行，重要节点可考虑双归属，同时在业务较少的点可以考虑串行方式上行，但串行设备节点不应大于3个，且需保证既有承载业务的模式不发生结构性改变。

I类节点至核心节点建议采用光纤直连方式，622 Mbit/s及以上带宽，必须做双归属。I类节点之间原则上不进行互联，特殊情况下可考虑I类节点的串联，但串联的节点不能超过2个，且这2个节点作为一个整体，必须具备双归属条件。

4.5 视频采集点至视频接入点接入方式选择

在整体规划方面，应采用光缆传输，以体现技术先进性、成熟性和运行稳定性。鉴于既有光缆容量不能满足视频点接入需要，故建议在各区间全程敷设光缆（硅管防护）,光缆芯数应在满足综合视频监控系统建设的同时，提高既有光缆传输的可靠性。同时，针对特殊场合，光缆难以敷设到位或不具备敷设条件的地方，不排除利用电缆或无线方式传输个别视频采集点。

4.6 与既有监控系统及其他系统的融合

本着“最大限度保护既有投资，充分利用既有视频监控系统”的原则，在技术上采用有效措施，节约型地进行综合视频监控系统建设投资。比如对于较为完善的行车安全监控系统，可利用既有摄像机及线路，视系统平台情况进行升级改造，统一制式，实现联网，完善功能，达到融合的目标。

4.6.1 与模拟视频系统的互联

与模拟视频系统互联时，在模拟信号进入模拟矩阵前应增加视频分配器分路，通过新增视频编码器将模拟信号进行压缩编码，转换成符合本规范规定的数字信号，接入到综合视频监控系统，实现对其视频的调用，如图3所示。

4.6.2 与数字视频系统的互联

与数字视频系统互联有以下2种方式。

（1）当其他数字视频系统与综合视频监控系统的编码标准一致时，可直接纳入综合视频监控系统，实现对其图像的调用和控制功能。

（2）当其他数字视频系统与综合视频监控系统的编码标准不一致，且需接入部分视频资源时，可在原编码器输入端对模拟信号进行分路，（与模拟视频系统互联类似）接入到综合视频监控系统，实现对其视频的调用功能。

4.6.3 与其他系统的互联

综合视频监控系统可与电源及环境监测系统、防灾安全监控系统联动，控制信息通过数据网上传至铁路局包含告警单元的服务器上，触发告警，将相应视频信号通过分发服务器传输到相关用户的终端。

5 结束语

综上所述，铁路综合视频监控系统初步规划构想基本满足了目前所调查各运用专业的需求，同时也充分考虑了整合既有视频监控系统资源，规划构想广域性多层次的综合视频监控系统。在降低管理成本和加强安全卡控的同时，还可通过扩展与其他信息系统等互联，达到资源共享，为铁路各级管理人员和决策者提供方便、快捷、有效的服务，因此必将会为铁路运输发展提供重要支持，为铁路运输安全提供重要保障。

[1]运基通信[2008］630号 铁路综合视频监控系统技术规范（试行）[S].

[2]铁运[2008］33号 关于加强铁路视频监控系统建设和运用的通知[S].

[3]铁运[2009］21号 铁路综合视频监控系统管理暂行办法[S].