车头加装摄像机可行性及成本分析

孙佳明 胡晓锋

摘要:为更好的监测列车前进方向的状况，当列车前方发现状况时及时采取措施，提出了轨道交通运营车辆车头加装摄像机的方案，以实现对列车车头左、前、右区域情况的监视。

关键词：轨道交通车辆 CCTV摄像机

中图分类号：TN948文献标识码： A

一、摄像机技术要求

考虑新增摄像机的用途及应用环境，所选择的摄像机至少应满足以下要求：

1）分辨率：应不低于现车摄像机的分辨率；

2）防尘、防水等级：车外需满足IP65等级，车内需满足IP54等级；

3）其他：应具备防爆、防震功能，有白夜环境自适应性、逆光补偿等功能。

二、加装摄像机方案

2.1 车辆CCTV系统简介

车辆CCTV系统由车载CCTV主机、媒体网关、摄像机、LCD触摸屏等组成。

各硬件的数量及功能为：

序号 设备名称 数量 功能

Tc1 M1 M3 T3 M2 Tc2

1 CCTV主机 1 1 ◆视音频数据存储

◆通过广播接口与TMS通信

◆无线传输接口

◆VGA输出

2 媒体网关 1 1 1 1 1 1 ◆客室内视频图像采集、编码

◆为摄像机提供DC12V电源

◆集成以太网交换机，视音频信息传输

3 司机室摄像机 1 1 ◆ 司机室图像采集

4 客室摄像机 2 2 2 2 2 2 ◆ 客室图像采集

5 LCD触摸屏 1 1 ◆系统操作人机界面

◆实时视频显示

2.2加装摄像机方式

摄像机的安装有安装在车头外部和安装在司机室内两种方式可供选择。综合分析摄像范围、安装难度、维护成本等因素，对这两种安装方式对比如下：

安装位置 摄像

范围 图像

质量 摄像机

技术要求 改造难度 改造成本 维护成本

方式一：

车头外面 拍摄角度略大

可满足要求 可以满足要求 防尘、防水、防爆等要求较高 安装、走线等较困难 较高 由于隧道环境相对较差，需经常对摄像头保护罩进行清洁。维护工作量较大

方式二：

司机室内 拍摄角度受限

仍可满足要求 可以满足要求 防尘、防水、防爆等要求较低 安装、走线等相对较容易 较低 同一般车内设备，维护工作量较少

通过以上对比，在车头外部和司机室内安装摄像机两种方式均可满足使用需求，但在车头外部的安装方式施工难度、改造成本、维修成本和工作量等都较大。所以，建议选择将摄像机置于司机室内的安装方式。

2.3加装摄像机方案

以下各方案均采取“在司机室内安装摄像机”的方式，目前使用的摄像机视角均为120°。

方案一：每个司机室加装一个摄像机

(1)方案说明

列车司机室内加装一个摄像机，用于拍摄车头外部图像，如下图所示：

图 方案一摄像机摄像范围

该方案，摄像机拍摄范围120°

(2)改造内容

车辆目前的CCTV设备在Tc车只有3路视频输入通道，而且均已使用（2个客室摄像机和1个司机室摄像机）。如在Tc车司机室新增摄像机，需对Tc车CCTV媒体网关进行硬件升级改造，以支持4路视频输入。

同时，为了新增摄像机录像数据的存储、下载，以及在监控显示器中显示，还需对CCTV系统软件进行修改。

具体改造内容如下：

项目 改动内容/列

硬件 摄像机 Tc1和Tc2司机室内各增加1个。

媒体网关 Tc1和Tc2的媒体网关均进行升级。

配套附件 Tc1和Tc2各增加1套。

包含摄像机安装座或安装支架、同轴电缆、电源线、接线插头等。

软件 媒体网关 修改软件，以支持4路视频的采集、编码、压缩、传输等工作。

CCTV主机 修改软件，以支持新增图像数据的存储和CCTV显示器显示新增视频画面。

PTU 修改软件，以支持新增视频数据的下载。

方案二：每个司机室加装两个摄像机

(1)方案说明

列车司机室内加装2个摄像机，用于拍摄车头外部图像，如下图所示：

图 加装两个摄像机摄像范围

该方案，摄像机可拍摄车头160°的区域。

(2)改造内容

同方案一，该方案也需要对媒体网关进行硬件升级和CCTV系统软件的修改，使系统支持Tc车5路视频输入。

此外，CCTV主机硬件配置已无法满足增加4路（每个司机室各2路）视频采集的要求。所以需要对CCTV主机进行硬件升级，提高主机的视频存储、解码、播放等性能。

具体改造内容如下：

项目 改动内容/列

硬件 摄像机 Tc1和Tc2司机室内各增加1个。

媒体网关 Tc1和Tc2的媒体网关均进行升级。

CCTV主机 Tc1和Tc2的CCTV主机均进行升级

主机硬件改造部件较多，还需更换存储硬盘；

配套附件 Tc1和Tc2各增加1套。

包含摄像机安装座或安装支架、同轴电缆、电源线、接线插头等。

软件 媒体网关 修改软件，以支持4路视频的采集、编码、压缩、传输等工作。

CCTV主机 修改软件，以支持新增图像数据的存储和CCTV显示器显示新增视频画面。

PTU 修改软件，以支持新增视频数据的下载。

方案总结

将以上两个方案汇总如下：

摄像

范围 硬件改造 软件改造

方案一：

加1个摄像机 120° 增加2个摄像机；

升级2个媒体网关；

增加2套附件；

增加2套安装座。 修改媒体网关、主机、PTU等相关软件。

方案二：

加2个摄像机 160° 增加4个摄像机；

升级2个媒体网关；

升级2个CCTV主机；

增加4套附件；

增加4套安装座。 修改媒体网关、主机、PTU等相关软件。