动车组车厢视频监控系统研究

武文 刘彦志

摘要：高速铁路客运专线的大建设，我国铁道进入一个快速发展期，运力和速度得到极大提升，高铁和动车组建设达到了世界领先水平。伴随着铁路覆盖范围广，速度高，运行密度大，铁路运输安全越来越重要。本文介绍了动车组车厢网络视频监控系统的组成及应用场景，分析了动车组车厢网络视频监控系统的功能需求，阐述了视频监控系统的结构和功能，以期能够对相关从业人员起到一定的帮助。

关键词：动车组;视频监控系统;结构;功能

1.引言

高速铁路是当今世界铁路发展的潮流，因其速度高、运量大、准点率高、环保、安全、可靠等优势在世界各国得到了大力发展。随着动车组规模的快速发展，如今动车组的发车密度越来越大、运行速度越来越高，输送旅客人数越来越多，己经成为人们出行的一种非常重要运输工具。车厢视频监控系统是保障动车组旅客出行安全的重要系统，因此，开展车厢视频监控系统研究具有十分重要的意义。

2.视频监控系统需求分析

（1）对于新造加装车厢视频监控系统的动车组，车厢视频监控存储装置应用于动车组车厢视频监控服务器，在各节车厢均有安装，和受电弓视频监控系统共用受电弓视频监控服务器。整个视频监控存储系统实时、全天候（动车组上电时）对动车组车厢进行监控，并将监控视频存储在服务器的硬盘上。网络摄像机采集视频监控数据，经以太网线传输至车厢视频监控服务器进行录制存储，可通过车厢视频监控服务器服务接口连接至外接授权终端。车厢视频监控系统包含网络摄像头、视频监控服务器等设备，整个动车车厢视频监控系共同的应用场景如图1所示。

（2）对于后加装的车厢视频监控系统的既有动车组，由于通过改造布设线缆连接摄像机与服务器工作量巨大且成本较高，所以目前主要采用的是加装自带存储功能的摄像头方案。该方案也分为两种，一种是移动式摄像头，自带电池供电，每次司机退乘时需将摄像头拆卸并充电，使用较为复杂但安装简单;另一种是利用车辆电源（就近取电或配电柜取电）进行供电的摄像头，无需充电，使用方便但加装时需重新布线，相对复杂。

3.视频监控系统结构及功能

以目前主流的车厢视频监控系统来说，服务器是整个动车视频监控系统的核心。车厢视频监控服务器是由一块电源输入板、一块电源输出板、一块以太网板、一块I/O检测板、一块NVR嵌入式主板、两个2.5寸硬盘、一块底板及机箱组成。其中电源输入板为整个服务器提供电源，电源输出板为安装有受电弓的车厢的云台装置以及车厢摄像头提供电源，一般车厢的视频监控服务器只用来为摄像头供电;服务器的以太网板用来充当交换机功能，I/O检测板用来检测受电弓为升弓还是降弓状态;两个硬盘其中一个用来存储车厢监控视频，另一个用来存储受电弓监控视频;NVR嵌入式主板是整个服务器的核心部分，用来存储和转发IPC的视频流，并监测整个服务器的运行。动车组车厢视频监控服务器的系统功能框图如图2所示。

通过底板，其余单板和NVR主板构成一个完整的动车车厢视频监控服务器。NVR嵌入式主板作为服务器的一个核心部分，实现了动车组视频监控服务器的主要功能，IPC摄像头通过专口的以太网线将视频码流传给服务器的以太网板，接着以太网板将收到的视频码流直接通过底板送给NVR嵌入式主板，NVR主板对视频码流进行封装再存到相应硬盘。这里以太网板的主要作用是可以外接多个IPC摄像头以及前面应用场景提到的外接授权设备。

4.功能需求

目前，车厢视频监控系统在日常运用过程中也存在一些可以改进的地方。

（1）目前车厢视频监控绝大多数視频数据存储在服务器机械硬盘内，但由于机械硬盘不适应动车组多振动的运行环境，寿命偏短，需结合480万公里高级修修程换新，仍有部分硬盘未到修程便发生故障，多为磁盘坏道故障，导致视频丢失，存在一定安全隐患。今后应考虑使用寿命更久、可靠性更高的存储设备，如固态硬盘。

（2）车厢视频监控视频画面质量与摄像机分辨率有直接关系，若画面质量低，则可能对后期视频分析使用带来一定的困难;若要提高画面质量，会导致视频较大，对视频传输网络的带宽和储存设备的容量提出了更高的要求。后续应着手研究在保证视频质量的前提下，压缩视频体积的方案。

（3）车厢视频摄像机功能单一，只具备录像和采音功能。结合目前的疫情及安保需求，可在摄像机中集成人脸识别与温度采集功能。

5.结束语

动车组视频监控系统是高速铁路的重要子系统，是保障动车组乘客出行安全的重要系统，动车组视频监控系统的安全、可靠运行，对高速动车组列车来说至关重要。本文介绍了动车组车厢网络视频监控系统的组成及应用场景，分析了动车组车厢网络视频监控系统的功能需求，阐述了视频监控系统的结构和功能，能够对相关从业人员起到一定的帮助。从业人员更好的从事动车组视频监控系统研究，提升视频监控系统设计制造水平，保障轨道交通列车安全可靠运行。

参考文献：

[1]赵佳颖，宋君君，石华.高速动车组列车以太网网络融合技术研究[J].铁道机车与动车，2020（12）：7-11+5.

[2]马文龙.关于动车组受电弓视频监控系统补光灯自动关闭问题的研究以及对策[J].科技创新导报，2020，17（06）：42-43.

[3]王双全，张贤凯.动车组视频监控系统概述[J].科技创新导报，2016，13（23）：2-3.