机车防火视频监控系统的改进方案

闫少春

摘 要：分析了机务段在机车上安装的防火视频监控系统的优、缺点，并从视频存储、无线传输、数据下载三个方面提出了改进方案。

关键词：机车防火；视频监控；安全装备；硬盘

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）16-0003-02

随着铁路信息化的发展和计算机网络技术、多媒体技术的成熟，机车防火视频监控系统在辅助机车乘务员和地面管理人员直观、实时地掌握机车运行状态方面发挥了巨大作用。机车防火视频监控系统是保证机车安全运行的重要设备，是机车消防安全的第一道屏障。它不仅能够采集、处理、存储机车的运行数据，还可以将布置在机车各部位的摄像头拍摄的实时画面发送到地面分析中心。这既有利于落实乘务员值乘的标准化作业，又可以防止机车在运行当中发生火灾事故。我段机车使用的YDVS型机车防火视频监控系统是由成都运达科技有限公司专门为SS4改型机车研制的，该系统包括车载采集端、核心服务器、远程管理端三部分。这套系统在实际使用中主要有以下三个问题需要改进：①存储介质的损耗问题；②无线传输的通道问题；③数据转储的延时问题。本文针对这三方面制订了相应的解决办法。

1 功能和作用

机车防火视频监控系统是为保障机车运行安全，特别是消防安全而设计的数字化监控记录系统。该系统能对机车线路前、后方的情况，机车车钩的连接状态，司机室乘务员的标准化作业，机械间重点防火处进行实时视频监控。压缩机和主变压器上方安装的温度传感器和烟雾传感器能在温度过高或有烟雾产生时立即报警，以确保行车安全。机车乘务员可以在操纵端查看非操纵端和机械间内的实时画面，并且结合机车的运行数据记录在存储器内，待机车回段后，将存储器交给地面分析人员进行转储和分析。系统开通了无线通讯功能后，通过3G无线传输方式，地面分析人员还可以远程查看监控系统所记录的各种数据，检索温度传感器和烟雾传感器数据出现异常的机车，同时进行实时预警，对存有疑惑的机车还可以和车上的乘务员进行实时交互。

该系统还可以通过TAX综合信息将LKJ的重要数据实时保存在图像帧信息内，实现了事故的真实再现，为分析定责、评判事故原因提供了有力的科学依据。

2 系统简介

2.1 车载采集端

车载采集端包括主机、视频输入（摄像机）、电源分配器、传感器单元、显示器等设备。这些设备具备视频采集、实时压缩、实时录像、下载接口和无线传输等功能，即车载视频记录同时具备数字视频录像机（DVR）和数字视频服务器（DVS）的特性。

车载采集端的工作流程为：①打开系统电源，车载采集端进行自检；②自检完毕，系统进入实时监控模式，并将数据写入硬盘，硬盘数据存满后将进行滚动循环记录；③车载采集端通过无线通讯部件发送上线通知，当核心服务器收到并回复后，刷新服务器上的机车信息。

2.2 核心服务器

核心服务器是连接车载采集端和远程监控端的桥梁，是整个系统的关键部分。车载采集端可通过无线传输的方式将数据传输到核心服务器上，远程监控端通过核心服务器可实时浏览这些重要数据。因为需要处理大量的视频数据，所以核心服务器需要一个性能良好、运行稳定的硬件平台。另外，需要申请一个独立、固定的IP地址，使各个地面远程监控端能够访问核心服务器。

核心服务器的工作流程如下：①服务器启动，向车载端发送包含本地地址信息的短消息，此时车载端处于离线状态；②车载端接收到短消息后，自动上线并与服务器进行连接，此时车载端处于休眠状态；③服务器向车载端发送激活命令，当车载端激活后，服务器便可以控制传输器传输视频图像，并可以进行其他远程操作，此时车载端处于激活状态；④服务器操作完毕后，断开与传输器的连接，然后关闭服务器，此时站点处于离线状态。

2.3 远程管理端

远程管理端是地面分析人员实时监控机车运行状况和司机驾驶情况的平台，只需在能够上网的电脑上安装一套客户端软件即可。通过使用核心服务器给各个地面监控端分配的用户名和密码登陆客户端软件，可浏览视频服务器，不同级别的用户可以取得不同的权限，浏览或控制各个车载端。

远程管理端客户软件的工作流程如下：①设置网络参数，包括服务器地址/端口、本地地址/端口、用户名/密码；②连接核心服务器，判断连接是否成功，并触发相应事件；③连接上核心服务器后，出现车载端列表，选择需要浏览的车载端名称，并启动视频浏览；④在启动视频浏览后，可以设置视频参数和选择车载端不同的画面浏览；⑤结束视频浏览后，可从核心服务器退出并断开连接。

3 存在的问题

通过对1年内的机车防火视频监控系统发生的故障进行统计，发现以下3个问题发生的频次最多。

3.1 存储介质的损耗问题

车载采集端的主机内普遍配置的是一块500 G的机械硬盘。在硬盘工作时，其内部的盘片、磁头、马达等机械部件会高速旋转，导致温度、灰尘、震动等因素都会对其造成致命的损坏。一旦硬盘损坏，视频监控系统将形同虚设。造成硬盘故障的原因有以下几点：①机车运转时主机的震动；②系统突然断电，硬盘磁头无法复位；③数据转储时插、拔SATA接口错误；④更换硬盘后对其进行的全盘格式化。这些都会造成硬盘寿命的大大缩短，并容易引发无法记录视频的故障。

该问题的解决办法为：分别挂接2 TB机械硬盘和128 GB固态硬盘，2 TB主硬盘固定在主机内，平时不需要卸下，这样可以将视频的记录时间延长到1个月；将128 GB固态硬盘作为从硬盘嵌入硬盘盒，通过USB连接在系统上，以方便转储数据。硬盘盒具有保护电路的功能，并且支持热插、拔。由于固态硬盘没有机械马达部件，具有启动快、读写速度快、不怕震动、不怕频繁断电等特点，因此其使用寿命更持久。2块硬盘上都记录了视频数据，避免因其中的1块硬盘故障而造成数据丢失和无法进行事故责任认定的情况的发生。

3.2 无线传输的通道问题

车载采集端的3G无线传输模块内有2个卡槽，其中1个卡槽内装有联通3G包年流量卡。2张卡年的费用为720元，包60 G流量。由于机车大部分都处于偏远地区，常信号不良，造成在系统远程监控时通信时断时续，并且产生了大量的无效流量消耗。

该问题的解决办法为：在第1个卡槽内装入电信天翼3G卡，该卡一个月可使用360 h，费用为300元，而且不限流量；在第2个卡槽内装入联通3G包年流量卡，包30 G流量，费用为360元。由于电信的3G上网方式信号较稳定，所以系统优先使用电信的包时卡，当时间达到上线后再自动切换到联通流量卡。这样既保证了正常的无线网络通讯要求，又降低了系统维护的费用。

3.3 数据转储的延时问题

机车回段后，需要将存储视频的硬盘取下，送到地面分析中心进行转储，也就是将视频文件复制到核心服务器中。通常采集的视频文件较大，复制过程比较漫长，在安装了空硬盘后还需要使用键盘、鼠标来操作车载采集端主机对新硬盘的格式化操作。格式化成功后，系统才能进入监控模式。

该问题的解决办法为：在段内整备场建立无线WiFi区，当机车进入覆盖范围内时，机车采集端会自动连接上高速WiFi网络，然后自动上传存储器内的视频文件到核心服务器内，这样就省去了工作人员上车进行取硬盘和将硬盘内数据拷贝到服务器上的过程，提高了工作效率。

4 结束语

本文介绍了机车防火视频监控系统的功能和应用，包括系统的结构和工作流程。随着科学技术的不断发展和铁路安全风险管理需求的提升，对机车防火视频监控系统的研究也会不断深入，越来越多的新技术、新设备将大大提高系统的稳定性和可靠性。

〔编辑：张思楠〕