徐州东站房综合视频监控终端整合方案研讨

毛若羽

随着铁路运行对铁路沿线周边安全要求的提高,铁路综合视频监控系统对铁路行车安全的保障作用日益明显。特别是铁路枢纽车站,多条高铁线路交汇,每条线路建设时都有独立的综合视频监控接入节点,设置独立的综合视频监控终端,这也就导致了车站客运值班员在查看多条高铁线路视频图像时,需要同时操作多个综合视频监控终端,工作效率大受影响。本文结合徐盐铁路建设过程中运营单位的相关需求,对徐州东站站房综合视频监控终端整合方案进行重点研究。

1 设备概况

徐州东站为中国铁路上海局集团有限公司管辖的特等站,既是京沪高铁七大中心高铁枢纽站之一,又是郑徐客专、徐盐铁路的始发站。徐盐铁路建成后,徐州东站共设2个车场,分别为京沪高铁所设京沪场和徐盐铁路新设徐兰场。

京沪高铁综合视频监控系统在徐州东站设置Ⅱ类视频接入节点,接入上海虹桥Ⅰ类视频接入节点；郑徐客专由于是站前简单引入,未新增视频接入节点设备；徐盐铁路综合视频监控系统在徐州东站设置Ⅰ类视频接入节点,其余车站设置Ⅱ类视频接入节点；京沪高铁、郑徐客专及徐盐铁路均利用上海局客专调度所既有视频区域节点设备。徐州东站综合视频监控系统设备设置情况见表1。

表1 徐州东站综合视频监控系统设备设置情况

按照路局管理划分,徐州东站归属于徐州站（与车务段同级）管理。京沪高铁在既有徐州东站京沪场站房行车室、客运值班室、站长室及既有徐州站共设置4台客运视频监控终端；既有徐州东站京沪场站房公安值班室、通信工区共设置2台非客运视频监控终端。徐盐铁路在新建徐州东站徐兰场站房站长室、综合监控室、客运值班室以及徐州站共设置4台视频监控终端；新建徐州东站信号楼运转室、新建徐州东站徐兰场站房公安值班室共设置2台视频监控终端。

徐盐铁路新建徐兰场站房后,将不再使用既有徐州东站京沪场站房行车室、站长室,相关人员搬至新建徐兰场站房综合监控室、站长室办公；继续沿用既有京沪场站房公安值班室和客运值班室。

2 整合方案

按照徐盐铁路施工图设计方案,京沪高铁所设视频监控终端和徐盐铁路新设视频监控终端,分别纳入上海虹桥和徐州东Ⅰ类视频接入节点管理,客运人员需在2台终端调用2条线路的视频图像。为便于维护管理,客运部、徐州站提出在同一终端、同一客户端软件、同一界面实时监控徐州东京沪场站房、徐兰场站房旅服视频图像的需求。为此,提出以下4个方案。

2.1 安装相同的客户端软件

徐州东站徐兰场站房新设旅服视频采集点,接入徐盐铁路Ⅰ类视频接入节点；既有徐州东站京沪场站房旅服视频采集点维持现状,接入上海虹桥Ⅰ类视频接入节点。在京沪高铁所设客运视频监控终端及徐盐铁路新设客运视频监控终端,安装与视频区域节点相同的客户端软件,同时开放京沪场站房、徐兰场站房视频采集点的调用权限,以满足客运部、徐州站要求。

视频调用时,软件根据所选的视频采集点设备编码,向所属的Ⅰ类视频接入节点服务器发送寻址命令,寻址确定后,将该路视频图像传送至视频监控终端进行显示。寻址命令占用带宽很小,可忽略不计,但进行视频图像传送时,需占用该路视频采集点至视频监控终端路由经过的数据网或传输网带宽,按照每台视频监控终端同时显示最多4路、每路视频占用4 Mb/s带宽考虑,需实时占用带宽约16 Mb/s。

此方案虽对既有设备设施影响最小,实施难度最小,但需在既有徐州站视频监控终端安装软件,并增加徐州东-路局-徐州东16 Mb/s通道,由于目前路局的通道紧张,因此在实施前需征得电务部的同意。

2.2 视频采集点直接接入

徐兰场站房旅服视频采集点接入,并扩容既有京沪高铁徐州东站Ⅱ类视频接入节点,包括各视频服务器以及存储设备。该方案既有徐州东站京沪场站房客运值班室及徐州站视频监控终端,可从既有京沪高铁徐州东站Ⅱ类视频接入节点,直接调用徐兰场站房旅服视频采集点图像,从而实现在同一终端、同一客户端软件、同一界面实时显示徐州东京沪场站房、徐兰场站房旅服视频图像的功能。但徐盐铁路新设的客运视频监控终端及非客运视频监控终端,如需调用徐兰场站房旅服视频采集点图像,就必须通过京沪高铁上海虹桥Ⅰ类视频接入节点,这样原设计安装的徐盐铁路综合视频监控系统客户端软件,需改为安装京沪高铁既有综合视频监控系统客户端软件。根据新设徐兰场站房旅服视频采集点数量423个计算,需扩容既有京沪高铁徐州东站Ⅱ类视频接入节点4台存储服务器,磁盘阵列348 TB。由于需在既有徐州东站房通信机械室施工,难度较大,同时对按照线路管理划分的综合视频监控系统也会造成一定程度的管理不便,且软件安装调试工作量较大,因此不推荐该方案。

2.3 设置接口服务器

徐盐铁路新设徐州东Ⅰ类视频接入节点与既有京沪高铁上海虹桥Ⅰ类视频接入节点间,设置接口服务器,将2条线路的Ⅰ类视频接入节点数据进行交互。虽然接口服务器的设备费用不高,但实现的前提是2条线路的软件版本号一致。由于本次徐盐铁路软件版本号高于既有京沪高铁软件版本号,需对既有京沪高铁所有服务器、视频监控终端进行软件升级,安装调试工作量巨大,且均需要在“天窗”点完成,施工时间较长,一旦升级过程中出现问题,也会对既有京沪高铁综合视频监控系统造成影响,因此该方案不推荐。

2.4 采用桌面云技术

在资金有限、办公房屋不足的情况下,为实现运维的简化、节约成本,桌面云技术成为了重要的选择之一。

桌面虚拟化是对计算机的终端系统（也称作桌面）进行虚拟化,以实现桌面的安全性和灵活性,允许用户在任何时间,从任何设备、任何地点,通过网络访问个人桌面系统［1］。桌面云系统是指采用桌面虚拟化技术,通过使用硬件服务器、存储、瘦终端等设备搭建的云平台系统,实现对桌面整个生命周期（创建、调整、删除、更新等）的管理［2-4］。

桌面云技术通过建立统一的数据中心,实现对分散在用户桌面的分散数据集中安全管控,用户只能访问桌面图像的映射,无法拷贝任何数据；运维人员通过软件后台可轻松处理绝大多数问题,既减少运维工作量,也提升了维护效率；用户可以采用移动设备随时随地通过网络接入监控运维平台或办公桌面,提升了运维或办公的灵活性；通过构建一个集中、安全、高效、易管理的桌面云系统,能够为铁路私有云提供基础保障。

采用桌面云技术,既有视频监控终端仅是一个显示终端,信息数据处理均在数据中心,在显示终端至数据中心带宽充足的前提下,通过桌面虚拟化,将京沪高铁和徐盐铁路综合视频监控软件2个操作界面同时投射在显示终端上,以满足客运部、徐州站在同一终端、同一界面实时监控徐州东京沪场站房、徐兰场站房旅服视频图像的需求。

从徐州东站既有京沪场和新设徐兰场的视频监控终端数量来看,需设置2台桌面云服务器（冗余配置,保证可靠性、安全性）,分别设置于既有京沪高铁上海虹桥Ⅰ类视频接入节点及徐盐铁路徐州东Ⅰ类视频接入节点。利用既有京沪高铁视频监控终端及新设徐盐铁路视频监控终端,通过桌面云,直接访问京沪场站房、徐兰场站房旅服视频图像。此外,综合视频监控终端采用桌面云技术,还具备以下优势。

1）桌面数据上移信息安全可靠。传统桌面环境下,几乎所有的用户数据都保存在本地PC,当接入互联网时极易受到各种网络攻击,导致数据被盗或丢失。而桌面云环境下,本地终端只是一个显示设备,不具备本地存储的介质和功能,所有的桌面数据都集中存储在数据中心。由于数据中心设备的安全级别较高,且一般具备完备的软硬件及数据访问控制策略,能有效保护重要数据的安全可靠［5］。

2）外设易管控。当使用桌面云的“瘦设备”代替传统PC或笔记本后,外设无法轻松映射到使用瘦终端的虚拟机,而要在映射前,确保外设符合安全策略后才可以进行映射。比如,通过禁止使用如USB等可移动存储设备,降低使用者窃取信息和导入计算机病毒的可能。

3）高效维护,自动管控。据统计,一般平均每100台PC机就需要一名专职IT人员进行管理维护,且每台PC维护流程（故障报告→安排人员→故障定位→进行维护）需要2～4 h。使用桌面云技术后,运维人员无需再疲于解决不同终端的不同问题,只需将重心转移到服务器端的维护,同时增加服务器资源的重用和共享,降低了以往对终端PC或笔记本的庞大需求［6］。Windows系统补丁既可以安装在Windows镜像上,也可以通过桌面云管控统一推送；强大的一键式维护工具让自我维修更加方便,提高了铁路运营效率。

4）资源弹性,复用共享。桌面云环境下,所有资源都集中在数据中心,可实现资源的集中管控和弹性调度。资源的集中共享,提高了资源利用率。传统PC机的CPU平均利用率为5%～20%,桌面云环境下,云数据中心的CPU利用率可控制在60%左右,整体资源利用率提升［7］。

5）提升系统安全、防止数据泄漏。自动智能的告警设置及触发机制,可及时防止误操作及恶意的危害操作发生。

通过摒弃传统的综合视频监控系统建设思路,实现综合视频图像的灵活调用,后续建设的新线路引入时也可灵活扩展,具有很好的推广性、更广的适用性,因此推荐采用该方案。

3 结语

目前,传统铁路视频监控系统受制于自身IT技术的限制,如视频流的转发、设备的管理、用户管理等全部部署在传统服务器上,并没有实现云化管理,系统仍然存在单点故障的现象［8］。虽然“服务器+SAN”已解决大容量接入的问题,互联互通已不再是难点,但随着高清摄像机的发展及《中华人民共和国反恐怖主义法》对重点区域视频存储90天的要求,视频存储海量增长及扩容存储衍生出的新问题越来越突出,云的出现恰好解决了此类问题。因此,铁路综合视频监控系统建设需要云技术持续完善系统功能,提高系统性能,优化用户维护管理,使之更加智能［9-10］。除了综合视频监控系统外,诸如无线核心网、多媒体调度通信、会议电视、应急通信、网管等子系统同样有对云平台的建设需求,通过建立统一的铁路通信云,还可为日后的智能铁路发展提供技术支撑,使铁路通信为铁路运营管理提供更高效、更智能、更便捷的服务保障。