铁路综合视频监控系统的智能运维初步实践与探讨

孙启良

摘 要：随着高速铁路、客运专线综合视频监控系统的大量建设和运用，作为保障铁路运输安全与提高工作效率的重要系统，如何有效的保障系统的运用质量，如何将长期积累的运维经验与技术创新进行结合，进而带动管理与效率的提升，本文对近年来从事铁路综合视频监控系统运维工作的初步实践和摸索进行总结，以供探讨。

关键词：高速铁路；客运专线；综合视频监控；智能运维；视频图像质量诊断；运用质量

中图分类号：U298 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（c）-0000-00

随着近年来国内高速铁路、客运专线的大规模建设，铁路综合视频监控系统随之进行了大量的建设和使用。作为保障铁路运输安全与提高工作效率的重要技术手段，综合视频监控系统的良好应用具有重要的意义。

典型的铁路综合视频监控系统结构如图1所示，大致上包括位于调度中心和沿线各车站的后端系统设备，和位于铁路沿线各种设施的通信、信号等机房和咽喉、公跨铁等重点部位的前端设备。尤其是高速铁路和客运专线，还不同于一般的铁路系统，其列车运行时速可达到200-350公里，且列车密度较高，车站旅客密度相对较大，运输组织工作的安全要求相对也较高；而铁路综合视频监控系统也有别于一般民用监控系统，基本上随铁路线呈现线状分布，除车站等大型设施中摄像机较为集中外，沿铁路线重点监控部位分布有大量监控点，其跨越的区间往往达数百公里到上千公里；同时，这些监控设备需要保证全天候、高质量的运行，以确保铁路运输调度指挥人员和安全警务人员通过系统及时了解辖区和线路动态状况，尤其是车站、无人值守机房、桥梁、路基、维修通道等重点部位和设备的实时情况，并对迅速准确处置突发事件提供技术保障。

图1：典型的铁路综合视频监控系统图示

尤为突出的特点是，铁路沿线周边环境复杂甚至恶劣，各种强电磁干扰，高频震动，静电以及极端的自然天气情况等对视频监控系统的室外设备又会造成很大的不利影响，基于以上这些新的特点，对高速铁路和客运专线的综合视频监控系统的维护提出了严格的要求与挑战：

如何提高和保证本系统的可靠性？

如何第一时间发现系统或设备故障？

如何更有效率的发现和处理故障？

如何总结和分析一条铁路线乃至某一个路局的视频监控运用状况？

结合几年来针对铁路视频监控系统运维工作的探索和总结，尤其是从传统运维向智能运维发展的过程，从实践角度提出以下经验，以供探讨。

1、 做好基础工作是一切运维工作的前提

视频监控系统设备本身的安装和运行的安全性和可靠性，对系统地良好运用具有根本的影响；本系统设备主要分为室内设备和室外设备两部分，与其他通信系统差异较大的是，视频监控系统的设备复杂度比较高，尤其是有大量位于室外的设备，导致进出机房的线缆很多，因此，对设备防雷和接地的要求较高，如何有效检查和保障众多设备和线缆的安全与可靠，这是运维工作中的一个重点基础工作；

另外，在室外铁路周边安装的用于重点部位监控的室外设备，包括无人值守的机房、咽喉与公跨铁和通信铁塔等部位，如图2所示，大部分处于室外人烟稀少的区域，雨雪、风沙和灰尘以及长期震动和电磁干扰的累积等都可能影响设备的安全与可靠，如何及时防范和保障这些设备的安全与可靠，是运维工作中的另一个重点基础工作；

图2：几种典型的室外摄像机设备安装的图示

一切运维工作不能忽略基础工作，为此，我们通过可靠掌握设备与线缆台帐，通过分析设备安装当地的环境、气候特点，根据维护规程的指导，有针对性地实践和总结具体方法，对这些重点设备与线缆进行定期检查、保养和加固，确保设备处于良好的工作状况，从而为视频监控系统的高质量运用打好基础，这是铁路视频监控系统运维工作的基本前提，也是容易产生疏忽的地方。

2、 通过预防性维护，优化系统运用质量

任何运维工作都重在预防，但预防性工作需要对经验的积累和总结提炼；我们结合本系统维护规程的指导，经过几年来对本系统运维工作的总结，尤其是对系统的运用质量能够造成影响的典型问题的研究，提出和实践了一些预防性的维护办法，通过这些预防性的维护方法，尽量优化视频监控系统的各个环节，可以有效地提高视频监控系统的整体可用性和运用质量；

这些预防性的维护方法主要包括以下方面：

通过对各使用单位的需求沟通与研究，可以对特定专业需要的前端摄像机的角度和焦距进行针对性优化调整，以获得更好的监控视野，更好的满足专业需求；对非设备缺陷产生的过亮过暗的场景，通过对摄像机位置、角度调整或者辅助照明的优化，以获得更好的成像效果；对现场场景遮挡的分析和排除，如野外环境的树木等动态变化情况的掌握和预先处理，也可以提高系统地运用质量；对不同季节、尤其是雨雪天气前后的设备接地情况的检查和优化，可以有效防止地电位不平衡引起的干扰问题等。

3、 有效利用人工巡视与分析，尽快发现和处理故障

通过基础工作和预防性的运维手段，可以很大程度上推迟和降低视频监控系统设备的故障率，提高系统的可用性和运用质量；在视频监控系统大量应用的最初几年，我们通过大量的日常运维工作，尤其是通过网管人工巡视结合现场的人工巡视和保养与维修，结合经验总结与培训交流，使各级系统维护人员具备了维护系统的能力，及时发现和解决了视频监控系统与设备的发生的故障，保障了系统的良好使用。

目前大部分兄弟运维单位的情况类似，基本上也是依靠人工巡视与分析的基本手段，通过网管人员的密集巡视，进行视频运用情况的的观察，以便更早的发现问题；随后再依靠现场人员和检修设备，分析和判断具体故障，并加以处理。

在人工巡视的传统方式下，需要通过大量培养熟悉业务的网管人员，在中小规模的系统中，通过有效的组织和管理，基本可以完成每天的巡视工作和故障的分析判断与处理，基本能够满足生产工作的需求。

4、 加强技术创新和运用，进行智能运维探索

随着近年来铁路综合视频监控系统的建设，尤其是反恐防暴形势的需要，系统规模逐步扩大，摄像机的数量不断增加，很多路局已经建成并应用了更大规模的视频监控系统，摄像机的数量基本达到了数千台到一两万台的规模；

同时，随着应用年限的增加，部分视频监控设备的性能不可避免的开始出现下降，故障率开始出现上升，其中除了典型的由于设备故障导致无法工作外，更多的是视频质量的下降，如图像清晰度的下降、对比度的下降、偏色、图像明暗异常的出现、图像抖动和干扰等的增加等。

由于人工巡视的手段没有更多的创新空间，随着系统设备数量增加和部分设备质量的下降，人工巡视方式对各级运维人员的数量需求越来越大，同时对人员的技术要求也越来越高；另外，人工巡视方式对视频运用质量的把握相对主观，在各种运用质量问题的处理上开始出现捉襟见肘的情况，可以说，人工巡视的运维模式已经逐渐无法适应日渐增长的业务需求，而且，主观把握视频运用质量的方式也逐渐无法满足业务部门对视频系统地应用需求。

基于以上的原因，我们通过总结和摸索，智能化的视频图像质量诊断系统在实践中得以提出、应用和逐步完善。通过视频质量诊断系统，用设定的客观评价指标体系，用统一量化的标准，对大型视频监控系统中的众多图像进行自动轮巡和质量诊断，使得运维人员可以从枯燥、费时的人工巡视检查工作中解放出来，从而专著精力分析系统处理的故障结果，并作进一步的处理以恢复应用，图3为实践和完善中的几种典型智能系统诊断类型；

图3：实践和完善中的几种典型智能系统诊断类型

同时，通过对视频图像质量诊断系统功能的逐步完善，可以带来以下更多的优势：

视频运用质量的提升

通过系统可以定制多种轮巡方式，也可以配置不同的检测类型，从而自动的进行全面的图像质量诊断，或者根据需要进行有针对性的图像质量诊断，能够更及时准确的发现问题和安排处理工作，从而有效保障视频监控系统的正常运行和运用质量。

运维效率的提升

利用长期积累的经验，优化和完善智能视频质量检测和分析手段，把人员经验转化成可以大量复制的智能系统工作方式，可以大幅提高运维作业效率与效果，有效降低人工和时间开销。

管理水平的提升

通过视频图像智能诊断技术手段的介入，可以通过自动化的报表方式，对一条线或者一个路局的视频质量诊断结果进行清晰、明了的展示；经过一定时间的积累，可由系统定制处理历史数据和统计报表，管理人员能够对系统的整体运行情况了然于胸，可以更加科学合理的安排、部署工作；同时，可以对各种视频运用质量的下降和故障进行管理、分析、共享，进一步实现历史维护经验的沉淀和提升。

结语

在铁路视频监控系统的运维工作中，基础工作的保障到位，预防性工作的开展，培养了很多有能力的工作人员，同时积累了丰富的工作经验；随着对技术创新的重视和开展，通过对经验的总结和提炼，把经验成果结合到智能化的诊断系统中去进一步优化和完善，不仅可以显著提高运维工作的效率，而且使得运维管理的水平得以提升，最终体现在视频监控系统运用质量的逐步提高。

参考文献

[1] 刘金明，刘厚军，孟子诤，宋先鹤. 铁路移动装备综合视频监控系统研究[J]. 中国铁路. 2012 （04）

[2] 张文垚，钱伟勇. 铁路综合视频监控系统测试与分析[J]. 铁路技术创新. 2010（02）

[3] 铁路综合视频监控系统技术交流会征文通知[J]. 铁道通信信号. 2009（06） [3]