铁路既有视频监控系统改造技术方案

文璐

【摘要】 本文介绍了铁路既有视频监控系统改造技术方案，从系统网络结构、接入节点设置、视频采集前端设置及监控终端设置等方面描述了视频监控系统组成、功能及具体改造方案，为铁路视频监控系统建设提出了一些参考。

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一、概述

近年来，随着我国铁路突飞猛进的发展，尤其在高速铁路、客运专线的快速建设，视频监控系统在行车运输、安全生产、治安保卫等方面的作用日益凸显。但是，由于多年来铁路系统内视频监控系统建设多由客运、工务、车务等部门各自建设，出现了建设标准不统一、系统间无法互联互通、资源无法共享等问题，建设统一的综合视频监控系统平台迫在眉睫。

本文在对既有视频监控系统现状分析的基础上，针对既有系统中存在的特定问题，从系统网络结构、接入节点设置、视频采集前端设置及终端设置等方面描述了铁路既有视频监控系统的改造方案。

二、总体现状

目前，视频监控系统已经在铁路系统内广泛应用，但是仍存在许多问题，例如：监控系统采集前端设置覆盖不足，部分客站及线路区间重点部位存在较多盲区；由于建设年代较早，技术水平受限，既有监控平台设备多为模拟监控平台，主要设备由模拟视频矩阵、硬盘录像机等组成，而此类监控平台无法接入高清监控摄像机，与新设视频监控系统平台也难以对接，组网复杂，兼容性、扩展性差。

此外，许多监控系统由客运、工务等部门自行建设，各系统间未互联互通，视频资源不能共享，无法满足各部门实时监控的需要。

三、改造目标

为满足铁路客运管理需求，在适当利用既有采集前端的前提下，对视频采集前端和平台设备补强，覆盖监控盲区，调整完善各部门监控设备配置，完善安全冗余机制，以改善既有监控系统运行不良、监控区域覆盖不足、扩容性差等问题，建立起覆盖全面、运行可靠、技术先进、兼容性好、互通性强、易扩展的铁路综合视频监控系统。

四、改造技术方案

4.1 系统网络结构

本方案中，系统网络结构主要由区域中心、I类视频接入节点、II视频接入节点及视频采集前端设备组成。

其中区域中心通过数据网接入视频核心节点，各I类视频接入节点通过数据网接入视频区域中心，Ⅱ视频节点通过数据网通道接人所属I类视频接入节点；视频采集前端以光缆或网线方式接入所属I各I、II类视频节点，各接入节点对接入视频数据信息进行分布式存储。本方案仅对接入节点进行改造。

4.2 接入节点改造方案

本方案中，各I、Ⅱ类接入节点视频监控平台设备采用数字视频监控系统。

数字视频监控系统是一种基于计算机技术、视频采集技术和数字压缩处理技术为一体的智能化数字监控系统。接入节点所设数字视频接入平台可选择接入模拟或数字采集前端；同时，各部门监控终端从不同的接入平台接入综合视频监控系统，通过系统网络管理终端的授权，不同部门的监控终端可监视、切换、控制系统内的权限许可的任一监控点。

相比模拟监控系统，数字监控系统对于既有采集前端兼容性更强，组网灵活且简单，扩展性好，技术更加先进；同时可实现各部门间监控资源互联互通，方便管理运营及后期的维护更新。

1、接入节点功能

I类视频接入节点负责本站范围内视频采集前端的就近接人、处理、分发、存储以及告警视频信号的上传同时接收视频监控中心或分控中心对图像信号的调取、控制以及对设备的管理，以及接入并管理II类视频接入节点的能力。

II类视频接入节点用于实现线路区间视频采集点的视频接入、存储、分发转发和视频分析功能。

2、接入节点平台改造方案

本方案中，I类视频接入节设置于各客站，综合视频监控平台服务器主要由管理服务器、分发服务器、分析服务器和存储服务器等设备构成。其中视频管理服务器包括硬件服务器及相应的管理软件，设备配置应符合本节点管理信息的存储和备份要求；

II类视频接入节设置于线路区间部分中间站，各II类接入节点综合视频监控服务器主要由分发，分析服务器和存储服务器等设备构成，视频管理服务器包括硬件服务器及相应的管理软件，设备配置应符合本节点管理信息的存储和备份要求。

4.3 视频采集前端改造方案

本方案视频采集前端使用1080P高清数字摄像机。

高清摄像机相比标清摄像机具有很大优势，主要表现在清晰度更高、监控范围更大和细节更清晰。但是，数字高清方案也会带来一些问题，例如造价更高、带宽及存储需求更大等。

对于既有前端采集设备未覆盖的监控肓区，本方案新增高清数字摄像机予以补强；对于超期服役、无法正常运行，或图像质量差、清晰度低的设备，以高清数字摄像机进行更换改造；对服役期内、运行良好的既有前端采集设备实行利旧，需集中设置编码器，将模拟视频信号转换成为lP数据后，上传至数字视频监控平台。

4.4 监控终端改造方案

视频监控终端具有对采集点视频的调用、显示、控制功能。通过系统网络管理终端的授权，监控终端可以通过IP网络的任意接入点进行监控、切换、控制系统内的任一采集点，并接收报警信息，从而实现监控任务。

本方案视频监控终端主要针对客运、工务等部门监控需求设置，根据管理权限不同采用视频分控中心和PC监控终端。

4.5 存储设备设置方案

l、存储方式及存储格式：

本方案中接入各节点均使用布式存储方式，采用IP-SAN存储架构的磁盘阵列设备。这种存储方式更安全，信息更完整，可回放周期长，同时继承了IP网络开放、高性能、高可靠性、易管理、易扩展、自适应性强的特点，完全满足运营管理的使用要求。

各节点视频存储格式采用H.264视频编码格式。在同样的图像质量前提下，H.264编码码流仅为MPEG-4格式50%，可以大量节省存储空间及带宽需求。

2、存储容量计算

为了保证视频监控平台具有足够的存储容量，根据下式对各节点存储容量需求进行估算：

视频数据存储空间（G）=监控路数*单路视频存储时长（s）*单路视频平均码率*CBR/8/1024

本文中，CBR系数取1.1。各接人节点根据监控接入路数区别配置存储容量。

五、结束语

国家铁路作为国民经济的大动脉，在旅客出行、国家重要战略物资运输等方面均扮演着至关重要的作用，而视频监控系统在铁路运输指挥、公安保卫、生产作业、安全监控等方面的作用日益显著。

因此，建立能充分满足使用功能需求，兼顾兼容性、开放性、实用性和先进性的综合视频监控系统，是十分必要的。本方案所述铁路综合视频监控系统充分利用既有设备资源，能切实提高既有视频监控系统运用质量，补齐补强监控盲点漏洞。