论视频监控系统在高铁通信中的应用

2014-04-04吴文

河南科技 2014年1期

吴文

（中铁建电气化局集团南方工程有限公司，湖北武汉 430074）

1 引言

目前国际上一般将时速在200公里以上的铁路定义为高速铁路，我国的高铁（CRH）也是遵循了这一定义原则。与传统的铁路系统相比，高铁在很多领域都具有划时代的创新和变革，不仅仅体现在速度的提升上，在通信指挥控制系统方面更是如此。作为一项重要的辅助设施，视频监控系统在高铁系统中发挥着不可替代的作用。目前视频监控系统主要应用在以下几个方面：路基、桥梁、隧道和咽喉区的视频监视，以保证车辆安全运行；车站广场、候车大厅和旅客通道等人流密集区域，获取旅客流通情况；及时发现和掌控自然灾害和其他突发紧急事件，并速度做出反应，便于进行指挥调度。

2 高铁视频监控系统的关键技术

2.1 视频分析技术

目前高铁视频监控系统中的视频内容分析主要有两种模式：一种针对入侵探测，这类监控系统主要是设置在高铁线路的重要区段或者是一些咽喉区域，用来防止动物等误闯进入铁路沿线，给运输安全造成隐患；另一种是针对高空落物的分析，设置在一些公跨铁区域来防止高空落物对运行中的列车造成损害。高铁视频监控系统中一路摄像机通常只能进行一个模式的分析，这主要是由高铁本身的特点来决定的。高铁线路范围广、环境情况复杂，很容易受到各种人为和自然因素的影响，而视频分析对场景的要求又比较高，因此多数视频监控系统的视频分析摄像机采用的是PTZ摄像机而不是固定摄像机。在具体的视频分析技术方面，目前普遍采用的是前端DSP方式，这种分析方式下视频分析单元一般位于视频采集设备附近，可以有选择地设置系统，让系统只有在报警发生的时候才传输视频到控制中心或存储中心，因而能够节省网络负担及存储空间。

2.2 冗余技术

高铁视频监控系统必须具有十分高的可靠性，以便发挥出应用的监视和预警作用，目前主要采用技术是：首先是在编码器上，采用双电源、双网卡方式增强稳定性，或者是采用“N+1”冗余方式增强可靠性，以保证单机故障或更换设备时系统可以连续运行。其次是在网络硬盘录像机（NVR）方面，也主要采用“N+1”冗余增强可靠性，一方面对于设备传输的数字视频码流进行有效存储和管理，同时也可以保证单机故障或更换设备时系统连续运行。最后在视频信息的存储上，可以采用磁盘阵列的RAID技术实现高可靠数据存储。

2.3 综合视频平台

综合视频平台可以看作是高铁视频监控系统的指挥控制系统，主要由核心数据部分和客户端工作站两个构成单元。其中核心数据服务器存储着各种辅助判断的信息和资料数据库，在相关软件的配合下，使视频监控系统能够正常地开展实时监测和发挥识别预警功能。而客户端工作站系统主要包括用户管理、配置管理、故障管理和日志管理等功能。综合视频平台不仅能够优化地配置所有的监控摄像机资源，对设备进行状态监控和维护；还可以用来规范和监督相关工作人员的操作行为，通过操作日志对操作人员进入、退出系统的时间和主要操作情况进行记录，便于发生问题之后进行相关取证和调查工作。

3 高铁视频监控系统建设过程中需要考虑的影响因素

3.1 风雨雷电等自然现象

由于高铁线路线路范围广、跨度大等特点，使得其很容易受到自然因素的影响和破坏。一方面，风雨雷电等自然条件能够给视频监控系统的硬件设施设备造成一定的损害，在一定程度上影响视频监控系统作用效能的发挥；另一方面，在视频监控系统的维护上往往需要投入较大的人力和物力，甚至要进行高空等危险作业。所以高铁视频监控系统在设计和安装时应该充分考虑各种自然因素的影响，最大限度地减弱由于自然不可抗拒的力量所造成的损失。

3.2 长距摄像问题

长距摄像问题是高铁监控系统在监控内容和范围上需要重点考虑的问题。在对铁路沿线的监控上，其范围可以达到几公里远。在这种情况下，绝非简单地使用长距摄像机就能够满足实际要求的。因此，高铁视频监控系统需要从技术创新和规划设计方面寻求突破，有效地解决长距摄像问题。

3.3 预置位精度问题

预置位设置主要是为了便于系统能够快速地调用以便实现场景的快速定位和响应报警。目前高铁视频监控系统中预置位在数量上已经能够完全满足实际需求，大多数摄像机已经能够支持多达256个预置位。但是预置位的调节精度还存在很多问题。目前普遍存在摄像机预置位偏移的情况，需要进行辅助的手动微调。这样，非但不能发挥出预置位本身的功能，反而增加了工作的复杂度。