論視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高鐵通信中的應(yīng)用

吳文

（中鐵建電氣化局集團(tuán) 南方工程有限公司，湖北 武漢 430074）

1 引言

目前國(guó)際上一般將時(shí)速在200公里以上的鐵路定義為高速鐵路，我國(guó)的高鐵（CRH）也是遵循了這一定義原則。與傳統(tǒng)的鐵路系統(tǒng)相比，高鐵在很多領(lǐng)域都具有劃時(shí)代的創(chuàng)新和變革，不僅僅體現(xiàn)在速度的提升上，在通信指揮控制系統(tǒng)方面更是如此。作為一項(xiàng)重要的輔助設(shè)施，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高鐵系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用。目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面：路基、橋梁、隧道和咽喉區(qū)的視頻監(jiān)視，以保證車輛安全運(yùn)行；車站廣場(chǎng)、候車大廳和旅客通道等人流密集區(qū)域，獲取旅客流通情況；及時(shí)發(fā)現(xiàn)和掌控自然災(zāi)害和其他突發(fā)緊急事件，并速度做出反應(yīng)，便于進(jìn)行指揮調(diào)度。

2 高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 視頻分析技術(shù)

目前高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻內(nèi)容分析主要有兩種模式：一種針對(duì)入侵探測(cè)，這類監(jiān)控系統(tǒng)主要是設(shè)置在高鐵線路的重要區(qū)段或者是一些咽喉區(qū)域，用來(lái)防止動(dòng)物等誤闖進(jìn)入鐵路沿線，給運(yùn)輸安全造成隱患；另一種是針對(duì)高空落物的分析，設(shè)置在一些公跨鐵區(qū)域來(lái)防止高空落物對(duì)運(yùn)行中的列車造成損害。高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)中一路攝像機(jī)通常只能進(jìn)行一個(gè)模式的分析，這主要是由高鐵本身的特點(diǎn)來(lái)決定的。高鐵線路范圍廣、環(huán)境情況復(fù)雜，很容易受到各種人為和自然因素的影響，而視頻分析對(duì)場(chǎng)景的要求又比較高，因此多數(shù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻分析攝像機(jī)采用的是PTZ攝像機(jī)而不是固定攝像機(jī)。在具體的視頻分析技術(shù)方面，目前普遍采用的是前端DSP方式，這種分析方式下視頻分析單元一般位于視頻采集設(shè)備附近，可以有選擇地設(shè)置系統(tǒng)，讓系統(tǒng)只有在報(bào)警發(fā)生的時(shí)候才傳輸視頻到控制中心或存儲(chǔ)中心，因而能夠節(jié)省網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)及存儲(chǔ)空間。

2.2 冗余技術(shù)

高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)必須具有十分高的可靠性，以便發(fā)揮出應(yīng)用的監(jiān)視和預(yù)警作用，目前主要采用技術(shù)是：首先是在編碼器上，采用雙電源、雙網(wǎng)卡方式增強(qiáng)穩(wěn)定性，或者是采用“N+1”冗余方式增強(qiáng)可靠性，以保證單機(jī)故障或更換設(shè)備時(shí)系統(tǒng)可以連續(xù)運(yùn)行。其次是在網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)（NVR）方面，也主要采用“N+1”冗余增強(qiáng)可靠性，一方面對(duì)于設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)字視頻碼流進(jìn)行有效存儲(chǔ)和管理，同時(shí)也可以保證單機(jī)故障或更換設(shè)備時(shí)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行。最后在視頻信息的存儲(chǔ)上，可以采用磁盤陣列的RAID技術(shù)實(shí)現(xiàn)高可靠數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

2.3 綜合視頻平臺(tái)

綜合視頻平臺(tái)可以看作是高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)的指揮控制系統(tǒng)，主要由核心數(shù)據(jù)部分和客戶端工作站兩個(gè)構(gòu)成單元。其中核心數(shù)據(jù)服務(wù)器存儲(chǔ)著各種輔助判斷的信息和資料數(shù)據(jù)庫(kù)，在相關(guān)軟件的配合下，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠正常地開(kāi)展實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和發(fā)揮識(shí)別預(yù)警功能。而客戶端工作站系統(tǒng)主要包括用戶管理、配置管理、故障管理和日志管理等功能。綜合視頻平臺(tái)不僅能夠優(yōu)化地配置所有的監(jiān)控?cái)z像機(jī)資源，對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控和維護(hù)；還可以用來(lái)規(guī)范和監(jiān)督相關(guān)工作人員的操作行為，通過(guò)操作日志對(duì)操作人員進(jìn)入、退出系統(tǒng)的時(shí)間和主要操作情況進(jìn)行記錄，便于發(fā)生問(wèn)題之后進(jìn)行相關(guān)取證和調(diào)查工作。

3 高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中需要考慮的影響因素

3.1 風(fēng)雨雷電等自然現(xiàn)象

由于高鐵線路線路范圍廣、跨度大等特點(diǎn)，使得其很容易受到自然因素的影響和破壞。一方面，風(fēng)雨雷電等自然條件能夠給視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)施設(shè)備造成一定的損害，在一定程度上影響視頻監(jiān)控系統(tǒng)作用效能的發(fā)揮；另一方面，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)上往往需要投入較大的人力和物力，甚至要進(jìn)行高空等危險(xiǎn)作業(yè)。所以高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)應(yīng)該充分考慮各種自然因素的影響，最大限度地減弱由于自然不可抗拒的力量所造成的損失。

3.2 長(zhǎng)距攝像問(wèn)題

長(zhǎng)距攝像問(wèn)題是高鐵監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控內(nèi)容和范圍上需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。在對(duì)鐵路沿線的監(jiān)控上，其范圍可以達(dá)到幾公里遠(yuǎn)。在這種情況下，絕非簡(jiǎn)單地使用長(zhǎng)距攝像機(jī)就能夠滿足實(shí)際要求的。因此，高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要從技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)劃設(shè)計(jì)方面尋求突破，有效地解決長(zhǎng)距攝像問(wèn)題。

3.3 預(yù)置位精度問(wèn)題

預(yù)置位設(shè)置主要是為了便于系統(tǒng)能夠快速地調(diào)用以便實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的快速定位和響應(yīng)報(bào)警。目前高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)中預(yù)置位在數(shù)量上已經(jīng)能夠完全滿足實(shí)際需求，大多數(shù)攝像機(jī)已經(jīng)能夠支持多達(dá)256個(gè)預(yù)置位。但是預(yù)置位的調(diào)節(jié)精度還存在很多問(wèn)題。目前普遍存在攝像機(jī)預(yù)置位偏移的情況，需要進(jìn)行輔助的手動(dòng)微調(diào)。這樣，非但不能發(fā)揮出預(yù)置位本身的功能，反而增加了工作的復(fù)雜度。

4 結(jié)論

當(dāng)前我國(guó)高速鐵路建設(shè)正處在前所未有的發(fā)展機(jī)遇期，為了切實(shí)保障高鐵線路的順暢安全運(yùn)行，必須要更加科學(xué)合理地做好高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)工作。一方面要積極進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，著力解決實(shí)際工作中遇到的瓶頸問(wèn)題；一方面要努力實(shí)現(xiàn)視頻網(wǎng)絡(luò)資源和信息資源的共享，促進(jìn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)效能得到更好地發(fā)揮。

[1]郭桂芳，李繼元，閆永利.鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的初步規(guī)劃構(gòu)想[J].鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2010(02).

[2]謝征宇，董寶田.基于視頻監(jiān)控的高鐵客運(yùn)樞紐行人安全預(yù)警系統(tǒng)研究[J].物流技術(shù)，2011(07).