铁路综合视频监控系统建设的几点建议

2010-09-21高大纲

电气化铁道 2010年5期

关键词：铁路监控节点

高大纲

0 引言

目前铁路正处于跨越式大发展的进程中，视频监控系统是监控行车安全的有效手段，符合铁路行业大综合、大集中、多专业特点的综合视频监控系统的建设应该提上重要议事日程。

1 铁路综合视频监控系统的特点

铁路综合视频监控系统是能同时满足铁路各专业、各部门不同应用需求，具有统一操作平台的视频监控系统，概括起来有以下特点。

1.1 综合性

铁路综合视频监控系统整合了路内各专业的需求，从系统功能及应用范围层面出发，提出了综合性的概念。该综合性并不是简单意义的综合，它涵盖了管理方式、运营维护、资源共享等多方面的内容。例如管理方式系统地结合了铁路运营特有管理机制，以保障铁路运输为根本出发点，采用多个部门、多层管理、分权控制的管理方式。

1.2 集中性

铁路综合视频监控系统提出集中性的概念，其内容包括集中管理、集中控制、集中存储、集中分析处理等多个方面。

集中管理、集中控制主要表现为综合视频监控系统采用铁道部—路局（客专公司）—大型站（段）—现场的集中管理模式，系统最高决策权及最高控制权以逐级递减的方式下放，该模式可充分保障铁道部、路局（客专公司）对管辖区域内视频监控资源的统一利用、统一调配。

集中存储主要是指图像信息及报警信息集中存储于铁道部、路局/客运专线公司及大型站（段）、编组站等地。

集中分析处理一般是和集中存储相匹配的，其核心为智能行为分析功能，该功能是通过一种新兴的分析处理技术实现的。该技术具有对非法侵入、遗留或丢失物品、滞留或者逆行等行为分析处理的功能；对进入监视画面设定区域的可疑物体进行监测、识别及跟踪，并提醒工作人员的功能；对不同场景预设报警规则的功能；场景重组功能等。

1.3 兼容性

铁路综合视频监控系统作为全新的监控系统，除具有一定的前瞻性外，还必须具有向下的兼容性，即对既有模拟、数字视频系统的兼容，使视频监控系统在充分利用既有资源的基础上，最大化地提高其工作能力。

2 铁路综合视频监控系统的结构

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、视频接入节点）、视频采集点、视频网络和用户终端构成，该系统应用结构见图1。

2.1 视频节点

视频节点包括视频核心节点、视频区域节点、视频接入节点。视频核心节点设在铁道部；视频区域节点设在铁路局或客专调度所；I类视频接入节点根据采集点的数量选择大型客运站、编组站或段所在地，II类视频接入节点在采集点较集中且具有传输条件的点和沿线部分车站设置。

图1 铁路综合视频监控系统应用结构图

2.2 视频采集点

根据安全、管理、防灾等要求，视频采集点一般分布在客运站、货运站、编组站辖区内及区间线路的重要地点和区域。视频采集点一般设置摄像机、编码器等前端设备。

2.3 视频网络

铁路综合视频监控系统的视频业务通过数据网承载，视频采集点的视频信息可通过SDH网、MSTP、有线（光缆、电缆）或无线等方式接入。

2.4 用户终端

用户终端包括铁道部、铁路局/客专调度所和站段级用户的监视/显示终端，各级用户按业务部门可分为调度、公安、安监、车务、机务、工务、电务、车辆、客运、货运、供电等。各类用户终端可以根据业务范围和使用权限对系统内的视频资源进行访问和控制操作。

3 铁路综合视频监控系统建设的几点建议

铁路综合视频监控系统的建设首先应考虑管理及应用需求的划分，做到全程全网一盘棋；其次要考虑系统的兼容性及资源共享，避免资源浪费，降低系统建设成本；同时还要考虑系统的图像编码格式及技术的发展。具体有以下几点建议供参考。

（1）铁路综合视频监控系统按照管理及应用需求划分，建议采用四层管理模式，铁道部管理层，路局/客运专线公司管理层，大型站（段）、编组站管理层，现场管理层。各管理层的优先控制级别按从铁道部至现场顺序依次降低。另外，从运营维护方面来说，建议系统兼顾部分铁路设施的维护检查工作，如工务部门负责的铁路轨道、重点桥梁、隧道、地质灾害多发点日常巡检工作；电务部门负责的无线基站及GSM-R铁塔、直放站天线的检查维护工作等。从资源共享方面来说，建议系统采用数字视频模式，用以太网网络传送视频码流至各部门和专业的监控终端及显示设备上，消除地域的限制，将分散、独立的图像采集点进行联网，实现跨区域、全网范围内的统一监控、统一存储、统一管理，解决各职能部门间的应用限制，这样既可实现对所辖管理范围进行独立监控，又可共享其他部门所管理的监控资源。

（2）目前国内铁路视频监控系统内部存在着2种组网模式，一种是模拟方式，一种是数字方式。为更好利用既有视频监控系统，必须考虑对既有视频监控系统的兼容。

系统兼容模拟方式的方法有2种：方法1，当综合视频监控系统兼容模拟矩阵控制协议时，是在模拟视频切换矩阵输出端加设编码器，可以通过综合视频监控系统直接控制模拟矩阵，完成视频信号输出以及前端摄像机设备的控制。方法2，当综合视频监控系统不兼容模拟矩阵控制协议时，是在前端摄像机后加一视频分配器，图像经分配后一路送至综合视频监控系统在车站或相应处所新设的编解码器中，接入综合视频监控系统，另一路则仍送至既有监控系统中，维持既有运用模式。方法1实际上构成了一个模拟数字混合方式，对既有系统改动不大，且能实现分析和控制功能，但要求模拟视频切换矩阵必须为主流设备。方法2的原理构成简单，但无法实现2个系统共控。基于以上原因，建议采用方法1对既有模拟监控系统进行改造。

系统兼容数字方式较为简单，当既有数字视频系统采用H.264或MPEG-4编码格式时，可直接接入综合视频监控系统。当既有数字视频系统与综合视频系统的控制协议、编码标准不一致时，一是在视频节点处设置接入网关，实现系统间控制协议、图像编解码的转换，然后接入综合视频监控系统；二是可以参考兼容模拟视频监控系统方法 2进行互联。

（3）目前国内铁路既有视频监控系统内部使用的编码格式种类较多，主要有ISO/IEC JTC1制定的 MPEG 系列标准：MPEG-2、MPEG-4；ITU制定的H.26x系列：H.261、H.264等。各种编码格式在特定时期、特定环境下确实存在各自优点，但对全网、全系统概念的铁路综合视频监控系统的融合及建设造成了不小的障碍，所以统一图像编码格式是完善铁路综合视频监控系统功能及利用既有视频监控系统资源必须经历的过程。根据铁路综合视频监控系统的建设经验及系统工作需要，建议采用H.264和MPEG-4编码方式，并逐步过渡为国家制定的具有自主知识产权AVS编码方式。

（4）铁路综合视频监控系统的建设应积极采用视频分析技术，重点应用在客运专线及普通铁路沿线车站、线路的重点部位监控，完成对异物入侵检测、人员非法逗留（滞留）检测、逆行检测及分析处理。这可大大降低工作人员的劳动强度，提高告警信息的处理效率，增强告警的准确率。