论高铁视频系统的构成及维护管理

高新亭

摘 要：自从2008年京津高铁的开通，高铁就进入了快速大发展的阶段，随着京石武、武广、京沪、哈大等重大高铁项目的开通将中国的高铁建设推向了高潮，高铁的视频监控也进入快速发展的时期，本文重点介绍了铁路视频监控系统的构成、主要功能，最后从系统维护角度，重点介绍常见故障及维护方法。

关键词：接口服务器 存储分发服务器 分析服务器 前端故障处理 后端故障处理

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（c）-0147-02

自从2008年京津高铁的开通，高铁就进入了快速发展的阶段，京石武、武广、京沪、哈大几条高铁大线的开通将中国的高铁建设推向了高潮，因此高铁的视频监控也进入快速发展的时期，随后各条线路的开通视频系统的维护也逐步提上日程。

1 铁路视频监控系统的构成

铁路综合视频监控系统的组成如图1所示。视频监控系统的核心部分由分析服务器和存储转发服务器以及接口服务器组成。在视频监控中，往往需要检测特定区域内的违法活动。行为分析系统主要是通过图像处理、模式识别、人工智能、自动控制以及计算机等许多领域的技术实现特定目标的定位、识别以及跟踪，并在此基础上进行进一步的行为分析，其关键技术是运动目标检测和跟踪。分析服务器主要是负责后台的分析并对认为有危险的视频进行报警（视频是否危险应提前设定量值）。

根据铁路视频监控系统要求，对区间通信信号机房口、联络线与正线连接处、桥梁救援疏散通道等地进行视频行为分析。行为分析系统具有如下功能。

1.1 入侵检测功能

在摄像机监视的场景范围内，可根据监控需要和目的设置警戒区域，系统可以自动检测入侵到警戒区域内的运动目标及其行为，一旦发现有满足预设警戒信息，并用告警框标示出进入警戒区的目标，同时标识出其运动轨迹。采用“智能虚拟墙”，对穿越虚拟墙的事件进行报警，克服了以前红外对射装置极易误报，无直观图像的缺点。

1.2 遗留物检测功能

为了防止不法人员对一些重要设施进行破坏，如在重要设施旁丢弃易燃，易爆等危险物品，采用不明遗留物检测，可防止重大事故的发生。

1.3 人群异常行为检测功能

①在摄像机监视的场景范围内，根据监控需要和目的设置警戒区域，系统可以自动检测入侵到警戒区域内的运动目标及其行为，一旦发现有目标在警戒区域徘徊时间超过设定好的时间，则自动产生报警信息；②当人员在警戒区内滞留超过用户自定义的时间时产生报警，用以识别人员在禁停区域长时间停留或逗留；③用户可以设置一定的允许等候时间；④滞留的判别不受人员在警戒区内的行为影响。

1.4 人口密度估计功能

通过摄像机采集视频信息，并运用智能视频分析技术分析画面中的活体移动目标，并统计计算设定区域内的目标数量和密度，当数量值超过预设的阈值时自动产生报警信息，提示监控人员采取针对性的措施。可应用于铁路候车或车站站前广场人群突发性增长、车站站台候车人员大量聚集监测。

存储分发服务器承担着对实时视频的分发或转发功能和录像视频的存储功能，存储的性能要求不高，但是需要能够满足长时间的连续数据读写，数据流量大但访问请求数量低，所以要求存储设备具有高度可靠性。对实时视频信息进行自动连续存储，或根据设定的时间、时间、地点等条件进行存储。对重要视频图像信息的备份存储，并根据设定的事件、时间、地点等条件进行存储。对重要视频图像信息的备份存储，并根据安全性要求，实现对重要信息的输出功能。

存储设备是视频信息存放的地方，是视频信息的载体。存储根据不同的视频监控系统，采用合适、安全、有效的技术方案将视频信息存放在具有冗余、保护等功能的物理媒介中。视频数据量非常大，对存储设备要求很高。视频存储设备分为内置存储和外置存储两大类，外置存储又分为直连式存储和网络存储两类。在高铁视频中用的绝大部分是直连的外置存储，一般选用磁盘阵列存储设备的容量扩展能力要求高，存储容量的多少随着画面质量的提高、画面尺寸的增大、视频线路的增加都会成倍地增加容量需求。存储的性能要求不高，但是需要能够满则长时间的连续数据读写，数据流量大但访问请求数量低，所以要求存储设备具有高可靠性，数据保存周期短，一般的监控场所数据保存一定时间后就可以覆盖或删除。存储转发服务器可以将视频流进行存储转发，并将一定时间周期的视频录像存储在存储器中，一般的存储转发服务器做有接口插件，可以将旅服的视频存储转发，使四电的视频与旅服的视频进入同一个平台进行管理。对实时视频信息进行自动连续存储，或根据设定的事件、事件、地点等条件进行存储。对重要视频图像信息的备份存储，并根据安全性要求，实现对重要信息的输出功能。集中存储、分散存储、相对集中存储等模式，可以选择DAS或SAN等存储方式。根据需要进行减帧存储。对不同视频流分别设定存储空间并实现循环存储。

接口服务器的主要作用是接入来自本局的其他线路的视频系统，比如哈大高铁在沈阳局建立的视频核心平台的接口服务器负责沈丹、吉图珲等线路的接入，这样可以实现沈阳局所有的视频统一管理。

视频接入层设备按安装位置分为铁塔视频、院落视频、室内半球视频、室内快球视频、公跨铁视频、救援通道视频、直放站视频、隧道视频、咽喉区视频和电力坪视频，根据现场监控环境的不同，铁塔视频、室内快球视频、公跨铁视频、咽喉区视频和电力坪视频、隧道视频多采用云台变焦摄像机，院落视频、直放站视频和救援通道多采用定焦摄像机。

2 视频故障的种类及处理方法

视屏故障大致分为两种，前端接入层摄像机故障和后端服务器磁盘阵列故障视频前端接入层故障分两种，图像故障和控制故障。图像故障有蓝屏、黑屏、白屏、闪屏、卡屏、图像模糊和无视频信号，控制故障有云台和镜头全部不可控、云台可控镜头不可控。

视频图像故障主要有以下几种情况。

（1）蓝屏、黑屏由视频线及视频头断路或短路、摄像机故障、视频防雷故障、光端机发端、光端机收端、编码器故障等造成的。维修时先在编码器的输入线确认有无信号，如果前端图像输入正常，则为编码器故障，更换编码器。如果无信号，再依次排查防雷箱、视频防雷的输入和输出端，输入有信号，输出无，则该设备故障，输入无信号就继续查看下一个设备。若还无信号就看摄像机有无信号输出，无信号则更换摄像机。（2）白屏由摄像机光圈调整不当或编码器、摄像机故障造成的。维修时先查看编码器输入端是否白屏。如是白屏则登陆编码器调整光圈，调不好就需更换摄像机；如不是白屏就需更换编码器。（3）闪屏由编码器故障、摄像机故障造成的。维修时在编码器输入端排查，若图像正常，则编码器故障，反之就是摄像机故障。（4）卡屏是由摄像机和编码器死机造成的，一般重启设备就可恢复。（5）无视频信号是由编码器障造成的，一般更换编码器就可恢复。（6）图像模糊是摄像机焦距不当引起的，调整焦距即可恢复。

云台变焦摄像机控制故障主要有以下几种情况。

（1）云台和镜头全不可控由编码器故障、控制线接反、控制线虚接、数据防雷故障、云台故障等造成的。维修时采用分段式控制方法，先从编码器的控制输出端排查，若可控则是编码器故障；若不可控则依防雷箱、光端机收端、光端机发端、数据防雷的输入端和输出端，输入不可控，输出可控则该设备有故障，更换。若数据防雷输出端还不可控，那就需换云台了。

（2）云台可控镜头不可控。镜头不可控则是镜头故障造成的，更换镜头即可。

截至现在按设备发生故障频率来说，编码器故障和光端机发端故障较多。公跨铁视频、直放站视频和救援通道视频蓝屏大部分是由光端机发端到视频防雷的视频跳线接触不良引起的，就是插光端机上的直角视频头接触不良。

服务器磁盘阵列故障主要有以下几种情况。

（1）存储分发服务器故障，此类故障一般的表现是某一个站大面积视频出现故障，这种故障比较容易判断，首先判断服务器网络是否存在问题，首先通过ping命令检查设备网络状态，如果网络状态正常。再查看服务器程序是否正常，如果不正常可以重启服务器中程序，查看程序启动状态是否正常，可以处理相关问题。

（2）分析服务器故障，如果出现分析服务异常，并且服务器无法ping通的状态，需要查看分析服务器进行是否正常，是否能够成功连接，并且无异常告警。

（3）存储分发服务器上无法认出磁盘阵列外挂磁盘，如果出现此类问题，首先查看服务器和磁盘阵列之间的连接是否正常，如果连接无误，进入磁盘阵列管理界面，查看是否有硬件设备故障告警，如果存在硬件故障，首先应该排除硬件故障。然后在服务器磁盘管理里，重新扫描磁盘即可。

总之，视频监控系统的维护非常繁杂，需要实际操作中的日积月累，在日常的工作中多加思考，在处理问题时要清楚硬件链路如何搭建，软件状态是否正常。可以采用分段式方法对故障点位进行分段逐层排查，或者进行替换法，用好的设备替换有可能有问题的设备进行测试。软件方面如果暂时无法判断，可以先收集相关日志，把现场故障信息记录清楚，然后将所搜集的故障信息报告给专业人士进行分析，再判断故障情况。另外因为铁路视频的特殊性，大部分维修工作都要清点，所以还要注意两点，维修时提前做好最充分的准备，维修完毕后对所有设备进行检查，所有图像和控制都正常后收拾好工具撤离现场。从而达到一次处理故障的目的，避免产生二次故障。

参考文献

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