沪宁城际铁路视频监控系统研究

胡纯刚

（上海铁路局电务处，上海 400000）

1 概述

铁路视频监控系统通过远程采集、数据网络、监控平台，实现对铁路线路实时监控和管理，为铁路各级管理人员和决策者提供方便、快捷、有效的服务，提高铁路的运营效率，是提高铁路运输安全的重要技术手段。

铁路视频监视系统主要由视频核心节点、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组成。系统结构如图1所示。

本文主要以沪宁城际铁路视频监视系统工程建设经验为基础，对铁路视频监控系统的应用进行研究和探讨。

2 沪宁城际视频监控系统

2.1 工程范围

上海站至南京站正线线路全长300.209 km，除花桥站到发线有效长度为450 m外，其余新建车站到发线有效长均为650 m。南京至上海段正线特大桥、大桥、中桥长度共计200.079 km，占正线长度的67%；正线路基97.047 km，隧道4座3.083 km。

全线设31个站点，新建南京、仙林（仙西）、宝华、镇江、丹徒（三山西）、丹阳、常州、戚墅堰、惠山（洛社北）、无锡、无锡新区、苏州新区、苏州、苏州工业园、阳澄湖、昆山南、花桥（陆家浜南）、安亭北、南翔北、上海西和上海（虹桥）21个车站。其中，洛社北、昆山南、陆家浜南、安亭北、南翔北5站高架。预留栖霞、下蜀南、高资南、陵口、吕城、奔牛东、新闸东、横林、望亭东、唯亭西10个车站。

2.2 系统组网

沪宁城际视频监控系统基于本线MSTP传输系统和IP数据承载网进行组网。将上海调度所扩容后设置为视频监控中心，21个车站作为监控分中心，中心与分中心之间为IP数据承载网。沿线基站/信号中继站/牵引变电所等地作为视频接入节点，通过MSTP传输系统连接至监控分中心。组网结构如图2所示。

AT所/分区所/开闭所/电牵节点室外摄像机至室内光端机采用视频电缆传输。公跨铁/铁跨铁/至接入节点采用视频光端机传输。

2.3 工程建设方案

2.3.1 视频采集点方案

1）室内监控

在车站、动车所、保养点、GSM-R基站、信号中继站、线路所、电力电牵节点通信和信号机房内设置室内视频采集点，安装室内快速球机进行监视。

2）室外监控

在牵引变电所机房外、AT/分区/开闭所外、公跨铁立交桥、隧道口和车站咽喉区等处设置室外视频采集点，安装枪型摄像机进行监视。

2.3.2 视频存储方案

1）存储方式和原则

对视频信息的存储采用集中和分散相结合的方式，即调度所和车站存储相结合。所有视频图像以MPEG-4格式存储，调度所存储全线的报警信息以及用户设定的其他重要信息；车站存储本站和就近的区间节点视频信息。报警图像信息循环存储不小于30天，30天后存储录像被自动覆盖。车站分中心实时视频存储按7天24小时进行配置，7天后存储录像被自动覆盖。

对于客服系统设置的治安防范摄像头图像按15天存储，其他的摄像头图像按3天存储。本方案暂按照7天24小时存储容量进行配置。

对于机房室内摄像机的存储应根据机房大小考虑，一般机房按CIF存储，较大机房按4CIF存储。对于带视频分析的图像要求按4CIF存储，告警信息上报到中心按CIF存储。

2）存储容量计算

各车站的视频管理服务器、存储服务器的容量计算原则：4CIF格式存储采用每路2.5 M计算，CIF格式存储采用每路1 M计算。

存储净容量（B）按照以下公式计算：

B=（X/8）×Y×Z×3600/（10242）

其中：

X——每路视频在不同帧率下的流量。

Y——存储时间。

Z——存储时间。

例如：全线共21个监控分中心，视频（其中四电系统视频路数为653路，为客服预留视频路数为1 027路）共计1 680路，所有图像按照4CIF格式存储，平均每个分中心配置存储裸容量为B′：

B′=1680×2.5/8×7×24×3600/1024/1024/0.7/21=20.5TByte，实际配置每个车站按照30 T考虑。

2.3.3 视频内容分析

本工程采用后端视频内容分析技术对车站重点部位（上下行咽喉区）、沿线公跨铁、铁跨铁桥和隧道的采集点，以及客服专业设置的部分采集点图像进行视频内容分析。21个车站监控分中心分别设置1台行为分析服务器，行为分析数量分布情况如表1所示。

表1 行为分析服务器分布表

2.3.4 视频管理方案

在南京、镇江、常州、无锡、苏州、上海各设置1套大型车站分中心系统，在其余沿线15个车站各设置1套小型站分中心系统。监控中心设于上海调度所，通过对上海调度所既有监控中心设备的升级扩容，实现对沪宁城际铁路综合视频监控系统的接入。

对上海调度所中既有编组站视频系统和合武铁路客运专线视频系统的主要管理设备和磁盘阵列进行扩容，并新增视频管理、视频分发和告警存储服务器，对全线的视频资源和设备进行管理，同时实现和动力环境监控系统的互联联动。

在大型车站分中心设置视频管理服务器、视频存储服务器和磁盘阵列，对辖区内的视频进行存储和分发。当分中心与区域节点通道断开时，通过本地管理服务器进行管理。

在小型车站分中心设置视频存储服务器和磁盘阵列，主要实现对接入视频信息的存储和分发，不具备管理功能。

2.3.5 视频显示及控制方案

在视频监控中心通过视频解码器将已经进行编码压缩的数字视频信号还原成模拟视频信号，供大屏和其他模拟显示设备选看图像；在调度所各业务部门和派出所等处设置监控终端设备，可以实现对其权限范围内视频图像的选择、观看和下载，以及摄像机变焦和云台转动的控制等功能。

2.3.6 视频监控终端配置

在调度所（5台）、21个车站（车站值班员处）、3个综合维修工区（镇江、常州、苏州）、3个停车场各设置1套视频显示终端，每个视频监视终端提供4路视频图像。从调度所中心平台连接调看监控图像。根据各专业授权不同，视频显示终端可实现对管辖区内各类视频采集终端的分专业、分区域远程监控以及实时图像调用。

本项目视频监控系统监控终端共设置32套。

2.3.7 视频传输接入方案

沿线基站/信号中继站/牵引变电所等地作为视频接入节点通过MSTP传输系统连接至监控分中心，在每个车站的MSTP双方向各预留了1个FE接口。

监控分中心至上海调度所的视频传送利用数据网进行承载，一路视频流按3 Mbit/s计列带宽，每个分中心按同时上传14路视频统计，预留数据网带宽为42 Mbit/s。

3 结束语

随着近些年社会的发展，视频监控技术已经越发受到人们的关注。视频监控系统已经不仅是在铁路个别既有线中建设，在新建客运专线和城际铁路中也成为不可缺少的一个系统，随着铁路客运专线大规模的建设，视频监控的重要性和必要性日渐凸显。铁路综合视频监控系统的建设为铁路各业务部门搭建了一个共享的视频资源的平台，对铁路各业务部门作业起到了有效的辅助作用。

[1]张玮．郑西客运专线综合视频监控系统[J]．现代电子技术，2010，33（11) ：182-184.

[2]周震字．浅谈铁路综合视频监控系统的管理功能[J]．铁路通信信号工程技术，2009（5)：04-07．

[3]尹福康，陈梅，于睿吉力．认真贯彻《铁路图像通信设计规范》，积极推进铁路综合视频监控系统建设[J]．铁路通信信号工程技术，2010，7（1)：22-24.