《铁路综合视频监控系统技术规范（试行）》解析

■ 许辉

许辉：北京全路通信信号研究设计院，工程师，北京，100073

视频监控作为一种传统视频技术与现代通信技术相结合的应用，是防范能力较强的综合系统，是安全防范系统的重要组成部分，视频监控目前在国内外已引起了越来越多的关注。

1 编制目的

我国铁路视频监控系统建设起步较早，但大部分为模拟系统，近年来模拟与数字混合的系统也在逐渐应用。通过对16个铁路局已建视频系统的调查和了解，发现这些系统大多是以大型客运车站的客运、货运、车务以及公安等部门为满足本业务部门的需求建设的，各部门视频系统相互独立，五花八门。由于安防系统的应用是从民用开始，长期以来国际国内无统一检测评定标准，视频的效果往往是由人的感观给予评价，造成产品繁杂，视频系统的质量无法保证。随着视频技术的不断发展和视频系统在生产、生活中所起的作用不断加强，铁路对视频系统的认识和需求也不断提高，近年来建设的视频系统正在逐渐克服以上问题和不足。

视频监控在铁路发展中发挥积极作用的同时，还存在以下几个问题：（1）标准规范滞后于铁路综合视频监控系统的建设。（2）用户需求不明确。（3）分散建设，各自为政。

制定《铁路综合视频监控系统技术规范（试行）》（以下简称技术规范）的目的是在铁路视频监控系统的建设中按照“统一领导、统一规划、统一标准、统一资源、统一管理”的原则，构建统一的技术平台，共享一个视频传输网络，形成铁路综合视频监控系统，满足调度、车务、货运、客运、机务、工务、电务、车辆、公安、防灾监控、牵引供电和电力、救援抢险、应急管理等部门的多种需求，做到合理布局、互联互通、资源共享。

2 编制内容

技术规范主要分为12个章节：总则、规范性引用文件、术语和缩略语、系统结构、功能要求、性能要求、主要设备要求、IP地址分配及用户和设备编码、信息传输要求、时间同步、安全性要求和运行环境要求。以下对其主要内容进行阐述。

2.1 视频系统结构

铁路综合视频监控系统由视频节点（视频核心节点、视频区域节点和视频接入节点）设备、视频采集点前端设备、视频网络和用户终端构成。系统应用结构见图1。

视频核心节点设置在铁道部，视频区域节点设置在铁路局或高速铁路调度所，主要实现视频的分发、系统管理、用户管理和与其他系统的互联等功能，并可根据用户需要对重要视频图像或告警视频进行手动存储。

I类视频接入节点一般设置在大型客运站、编组站或段（所）所在地，节点中接入的采集点数量多，接入方式可以是直接接入、通过传输网络接入、Ⅱ类接入节点的汇聚上传接入及调用上传接入等，具备存储功能、视频分发和转发功能、设备的状态监视功能等。

Ⅱ类视频接入节点一般设置在视频采集点较集中的位置和其他车站，节点接入的采集点数量相对较少，接入方式可以是直接接入、通过传输网络接入等，根据机房及传输条件等可确定该节点是否进行视频信息存储或汇聚上传（见图2）。

各视频节点的管理和控制情况如下：

视频核心节点的网管，对节点内用户和设备进行统一管理，并对管理信息进行存储，根据需要对核心节点和区域节点的管理信息进行备份。视频核心节点的网管不具备对前端设备的配置修改、增加、删除和对设备告警处理的权限。

视频区域节点的网管，对辖区内的用户和设备进行统一管理，负责辖区内的所有用户和设备认证、鉴权，并对信息进行存储。同时把管理信息上传至视频核心节点、下发到辖区内的视频接入节点。视频区域节点的网管，可以对辖区内设备的配置进行修改、增加和删除，具备对设备告警处理的最高权限。

Ⅰ类视频接入节点通过管理终端可对设备状态、参数和告警信息进行浏览，可接收并存储视频区域节点下发的本节点管理信息，当区域节点故障或区域节点与接入节点间连接故障时，接入节点内的基本业务可正常进行。Ⅱ类视频接入节点不具备管理功能。

视频接入节点内的用户可对辖区内视频信息资源进行调用和管理，可对辖区内前端设备进行云镜控制。视频核心节点和视频区域节点内的用户终端在正常情况下只能调用权限内的实时监视和存储图像；特殊情况下，经授权可对前端摄像机进行云镜控制。

2.2 系统主要功能

通过对用户的需求进行调查，结合铁路综合视频监控系统的应用结构，系统应能满足调度、客运、货运、机务、车辆、工务、电务、公安、防灾监测、牵引供电和电力、救援抢险、应急管理等部门的多种需求，实现资源共享和信息交互。系统应具有视频图像采集、视频处理、实时监视、存储、回放、云镜控制、视频分发/转发功能、视频内容分析、告警、联动、系统互联、系统管理、用户管理等主要功能，并通过不同的功能单元来实现。以下对部分系统功能加以描述：

（1）由于一些视频编码设备处理后的视频画面上标识的字符为英文字符，不便于用户观看、辨认，因此，在技术规范5.2中，规定了视频编码应实现在视频画面上叠加中文字符的功能。

（2）为减少视频流在传输中对网络的压力，以及对存储空间的占用，在视频处理功能中要求“能够根据图像内容变化，采用不同的帧率（1～25 f/s）进行传送”。

（3）在实际应用中，出于公安部门的保密需要，系统能够实现对指定视频图像在其他业务部门终端上的屏蔽功能。

（4）存储方式要求选择适合于视频流存储的DAS或SAN方式。由于NAS存储方式更适合于文件存储，并且对于视频检索较为复杂，因此在技术规范中没有推荐NAS存储方式。

（5）铁路综合视频监控系统是一个统一的视频平台，能够实现视频资源的共享，满足铁路多业务部门的需求，存在多用户同时调用同一路视频图像的情况。为减轻网络压力，系统必须具备视频的分发/转发功能，实现在同一节点内的分发和不同节点间的转发功能。当视频分发/转发请求超过系统能力时，系统应对权限较低的用户暂停服务。

2.3 系统性能指标

2.3.1 网络指标

技术规范中，对视频承载网络的指标要求为：网络视频监控业务的QoS实现要求IP承载网络在承载端到端的网络视频监控的视音频IP包码流时，做到延迟小、抖动低、丢包率低。上述指标的要求是对视频流能够流畅传送的保障（见表1）。

2.3.2 系统时延

系统时延是指信息经由数据网络传输时，端到端的信息延迟时间（双向），主要包括发送端信息采集、编码、网络传输、信息接收端解码、显示等过程所经历的时间。

当信息经由数据网络传输时，端到端的信息延迟时间（双向）应不大于3 s，并满足下列要求：

（1）设备编解码时延应不大于500 ms；

（2）每一级转发时延应不大于50 ms；

（3）云镜控制响应时延应不大于500 ms。

系统端到端时延是按下列公式计算考虑：

系统端到端时延 = 设备编解码时延 + 三级转发时延 + 云镜控制响应时延 +网络时延（双向）+ 其他。

2.4 主要设备要求

2.4.1 采集设备

视频采集设备中规定了在不同场合中应用的摄像机技术指标，主要有：（1）彩色枪型摄像机一般应用于对环境照度要求不高的视频采集点，用于夜间监视时需配置辅助光源；（2）昼夜转换型摄像机一般应用于室外采集点，在低照度的时候自动转为黑白图像提高图像分辨率；（3）低照度摄像机一般应用于室外采集点，它所需要的照度或光线比较低，在低照度时仍然为彩色图像；（4）红外热像仪白天和夜晚都能工作，是目前较为先进的夜视观测器材，但价格比较昂贵，适合在夜晚没有辅助光源的地点设置，监视图像为黑白图像；（5）一体化球型摄像机一般应用于室内采集点或室外监视区域较小的采集点，如机房、站台、院落等。技术规范中规定室内摄像机MTBF（平均无故障时间）不小于10 000 h，室外摄像机MTBF不小于20 000 h，特殊应用场合摄像机MTBF不小于50 000 h。MTBF为设备的平均无故障时间，不能等同于设备的使用寿命，因此，特殊场合应用的摄像机MTBF指标不是普通摄像机轻易能够达到的。

表1 网络性能指标要求

2.4.2 存储设备

存储设备中主要对视频工程中应用较多的硬盘录像机和磁盘阵列的设备指标进行了规定。其中，硬盘录像机较多的是应用在前端存储工程中，这类工程的采集点一般设置较为分散，存储视频的数据量较小。磁盘阵列较多的是应用在接入节点或区域节点进行集中存储的工程中，这类工程的存储点处理的视频数据量较大，系统对存储设备的管理较为集中。

2.5 信息传输要求

技术规范对视频流和信令流的传输协议和传输流程做出了初步的规定，并对铁路综合视频监控系统与其他系统的互联和联动做出要求。

与其他系统的互联和联动要求主要分为两部分：一是与其他视频系统的互联，规定了与既有模拟和数字视频系统的互联方式；二是与铁路其他应用系统的互联和联动，主要包括电源及环境检测系统、SCADA系统、旅客信息服务系统等。

为实现互联互通要求，铁道部又组织制定了《铁路综合视频监控系统互联互通技术要求》作为技术规范的补充，目前正处于测试验证阶段。

3 结束语

《铁路综合视频监视系统技术规范（试行）》目前是以铁道部局文的形式下发至各铁路局，处于试行阶段，部分指标仍属于暂定阶段。下一阶段是对技术规范的实验验证工作和更多的视频监控系统工程，将进一步验证其在铁路应用中的合理性和适用性。通过验证结论和工程经验的积累，将对技术规范的内容进行确认和修订，形成适合于铁路工程应用的《铁路综合视频监视系统技术规范》终稿。

[1]铁道部. 铁运[2008]33号 关于加强铁路视频监控系统建设和运用管理的通知[S]，2008

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

[3]北京全路通信信号研究设计院. 铁路综合视频监控系统技术规范的研究报告[R]，2009