動車組視頻監控系統概述

王雙全+張賢凱

摘 要：該文簡要介紹了動車組視頻監控系統原理和應用現狀，通過介紹動車組視頻監控系統的視頻監控服務器、車廂攝像機、弓網監控攝像機、監控屏等主要設備的配置和參數，闡述了動車組視頻監控系統的現狀，結合目前動車組的發展現狀，對未來動車組視頻監控系統的應用前景提出展望。

關鍵詞：動車組視頻監控系統 視頻監控服務器 弓網監控攝像機

中圖分類號：U266 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）08（b）-0002-02

動車組視頻監控系統由動車組車廂視頻監控系統和動車組受電弓視頻監控系統兩部分組成。

動車組受電弓視頻監控系統用于運行途中，實時監視車頂受電弓及接觸網工作狀態，并兼顧受電弓附近高壓設備工作狀態。通過智能分析自動實時識別受電弓異常狀態，為隨車機械師處理異常降弓等弓網故障提供輔助的監視視頻和分析圖像。各車型動車組均采用單車存儲、集中監控和智能分析方案。

動車組車廂視頻監控系統實現對車廂內公共區域監視；對采集的視頻信息進行實時存儲；具有使用外接授權終端設備進行單車廂預覽、查詢、回放及下載的功能。各車型動車組車廂之間不組網、不集中監視，采用單車存儲的方案。

1 系統組成及功能

1.1 動車組受電弓視頻監控系統

動車組受電弓視頻監控系統由監控屏、受電弓視頻監控服務器、智能分析主機、受電弓攝像機、網絡總線節點設備（中繼器）、連接電纜組成。拓撲機構圖如圖1所示。

監控屏集成列車級受電弓視頻監控服務器和人機接口，具有數字視頻解碼和播放功能，以單畫面輪詢方式顯示各受電弓及高壓部件視頻監控畫面，每30 s（可設置）輪詢播放。

受電弓視頻監控服務器存儲視頻圖像，圖像設里程、區間信息、日期、時間、車次、車廂號和速度標記。受電弓視頻監控服務器為受電弓攝像機提供電源。服務器采用2.5英寸SATA接口硬盤，硬盤盒的拆裝應便捷且具備防盜措施，采用防錯插快速接頭并滿足600次無故障插拔要求。系統未斷電時插拔硬盤，硬盤不應損壞。存儲容量滿足至少存儲7×24 h/d的要求。

智能分析主機對受電弓監控畫面進行實時智能分析，同時存儲分析數據，并將分析的報警信息傳輸至監控屏顯示。

受電弓攝像機集成攝像頭、云臺、補光燈和加熱玻璃等，具有云臺控制和電動變焦功能，具有補光和強光抑制功能，滿足全天24 h觀測需求，白天和黑夜環境下均可正常工作。補光燈根據升降弓信號自動開啟和關閉，降弓10 min后補光燈自動關閉，升降弓信號可通過受電弓視頻監控服務器 I/O接口獲得或通過列車網絡控制系統轉發至PIS系統獲得。同時監控屏設置攝像頭和補光燈開啟關閉按鍵，可以手動操作，當攝像頭關閉后監控屏對應畫面顯示“攝像頭關閉”。加熱玻璃通過感應溫度變化控制加熱開啟和關閉，具有除霧、融雪功能，被監視設備清晰度滿足厘米級的要求。

網絡總線節點設備及部分電纜可與動車組VES等其他系統共用，受電弓視頻監控系統通過網絡總線節點設備實現聯網通信，網絡總線節點設備包含在VES等其他系統的車廂控制器內；也可以通過以太網或同軸電纜單獨組網，無受電弓視頻監控服務器需要接入監控屏的車廂，其網絡總線節點設備為中繼器，可集成在VES等其他系統的車廂控制器內。

1.2 動車組車廂視頻監控系統

動車組車廂視頻監控系統硬件由網絡攝像機、車廂視頻監控服務器、連接電纜組成。

每節車的車門通過臺設1臺全景網絡攝像機，客室內部設置兩臺半球網絡攝像機，分別位于客室端部或距端部1/3處，特殊車廂酌情增加全景網絡攝像機和半球網絡攝像機（如餐車）。

每節車設置車廂視頻監控服務器，安裝受電弓視頻監控服務器的車廂，和受電弓視頻監控系統共用受電弓視頻監控服務器。

網絡攝像機采集視頻監控數據，經以太網線傳輸至車廂視頻監控服務器進行錄制存儲，可通過車廂視頻監控服務器服務接口連接至外接授權終端。

攝像機采用網絡攝像機，對車廂內公共區域進行監視，攝像機成像為非鏡像模式。

車廂視頻監控服務器存儲視頻圖像，存儲時間不少于30×24 h/d，圖像疊加日期、時間，按照時間順序先進先出的原則循環覆蓋。車廂視頻監控服務器為網絡攝像機提供電源。

連接電纜包括以太網線和電源線，以太網線采用雙絞屏蔽工業以太網線纜，以太網線和電源線符合動車組電纜相關標準要求。

車廂視頻監控系統具備自檢功能，所有攝像機和硬盤的狀態可通過面板指示燈和授權終端顯示。

車廂視頻監控系統具備日志功能，記錄授權終端預覽、查詢、回放、下載、校時操作和更換硬盤等信息，存儲在車廂視頻監控服務器。

2 前景及展望

目前弓網監控的視頻信息可以通過設置在機械師室的監控屏進行實時查看，但由于車廂視頻監控系統采取單車存儲方式，不能進行實時查詢。因此采用車輛總線方式把全列的視頻監控服務器通過以太網線連接在一起，可以滿足車廂視頻監控錄像實時查看的需求。

動車組每個系統單獨設置車輛的以太網總線，系統數量越多所需要的車輛總線也越多。由于動車組的車端安裝空間有限，新增的車端連接器設置困難，因此通過設置列車級的車輛總線把盡可能多的系統融入該總線范圍內，如圖2所示。通過設置在機械師室的監控屏對車輛的視頻監控系統、影視系統等進行集中監視和控制，可以有效地利用列車的總線資源和減少車端連接器的數量，同時還能實現對車廂視頻監控系統的監控。

參考文獻

[1] 羅世偉，鄒開耀.視頻監控系統原理及維護[M].電子工業出版社，2007.

[2] 梁篤國.網絡視頻監控技術及應用[M].人民郵電出版社，2009.