有軌電車視頻監控系統設計與實現

田先彬

（國家鐵路局規劃與標準研究院 ）

1 前言

有軌電車視頻監控系統是控制中心調度員監視列車運行，掌握客流大小、流向，保障列車正常運行，提高行車指揮透明度的重要輔助工具。在發生災害時，由調度員和值班員用來監視災害和乘客疏散情況，并指揮救援。同時也是軌道交通公安部門用于對車站人流密集的公共場所進行全方位監控，及時發現并處置突發事件的重要工具。同時，還負責對區間、車輛基地等進行全方位監控，為本線后勤保障提供安全防范技術支持。

2 系統概述

在設備組成上，運營與公安視頻監控采用設備合設方式，以實現設備的整合和資源的充分共享，同時預留將線路圖像上傳至上層管理中心(公安等)的接口。

監視范圍主要包括正線道岔區視頻監控、車輛段/停車場視頻監控、車站視頻監控、變電所視頻監控、路口及區間視頻監控車載視頻監控、定修段/停車場內綜合管廊內視頻監控等部分。

控制中心設置視頻管理服務器、視頻存儲設備和監控客戶端，實現管理、存儲和監控。運營管理人員可通過視頻管理服務器控制各個外場攝像機，在控制中心操作臺主監視器上監視線路沿線場所（車站、變電所、路口等）及車輛段/停車場的情況。

在車輛段/停車場控制室設監控子站，供車輛段/停車場值班員實時監控站場上的所有線路實況，準確了解車輛的實際位置和線路存車情況，為車輛段/停車場內調車和車輛進出場服務在控制中心實現視頻監控，可以通過切換各攝像機圖像進行監控。

在各停車場/車輛段安保室設監控子站，供值班員實時監控各樓層、樓宇出入口、場段周界、綜合管廊內情況，可以通過切換各攝像機圖像進行監控。

采用IP智能監控，全線1361個攝像機點位，其中高清網絡槍式攝像機1106臺，高清網絡球型攝像機234臺，高清網絡半球攝像機21臺。

車站、變電所、區間、路口圖像采用控制中心集中存儲方式，車輛基地、停車場采用本地存儲方式；控制中心存儲設備與車輛段/停車場存儲設備異地備份，即當控制中心存儲設備故障后，視頻圖像可被停車場臨時接管，僅任一車輛段/停車場存儲設備故障時，可被控制中心臨時接管。

3 系統功能

系統具備實時監視、圖像選擇、字符疊加、錄像存儲回放、球機控制、視頻聯動、視頻分析、錄像存儲異地接管以及系統設備在線狀態實時檢測等功能。

4 系統構成

系統采用數字網絡化組網方式，在各車站、變電所、平交路口、區間、車輛段/停車場內設置網絡攝像機，視頻圖像通過骨干網絡系統提供的以太網通道傳送至控制中心視頻監控系統，通過控制中心視頻監控系統完成圖像的選擇、控制和存儲，被選圖像在傳送到視頻解碼器后，被重新解碼輸出至相應監視器，以完成圖像調看的全過程。

在控制中心、停車場、車輛基地（定修段）設置集中錄像存儲設備，對所有前端攝像機的圖像進行全天不間斷錄像（其中控制中心負責全部車站、變電所、平交路口、區間的視頻存儲，停車場、車輛基地（定修段）負責本地的視頻存儲），各錄像設備和錄像回放設備之間通過以太網組網，以實現設備的統一管理和錄像的回放。

4.1 控制中心構成說明（見圖1）

1） 控制中心級視頻監控系統主要由網絡交換機、視頻服務器、視頻存儲設備、監控終端、高清解碼器、網管服務器、視頻分析服務器等設備組成。

2）控制中心配置2個行車調度臺、2個設備調度臺和1個總調度臺（兼維調）；在各行車調度臺、設備調度臺及總調度臺上分別設置視頻監視終端設備（含顯示器）及專用控制鍵盤；控制臺實現對全線區間、車站車輛段/停車場、運營列車的視頻監視功能。

3）控制中心設置3臺聯網網關可實現對其它系統的視頻轉發。

4）控制中心設置1套視頻分析系統，可實現本線路攝像機的視頻智能分析。

5）控制中心配置1套視頻存儲設備，可滿足各車站、路口、岔口、區間、變電所的視頻存儲以及對于僅任一車輛段/停車場存儲設備故障時的冗余存儲，可被控制中心臨時接管。

6）控制中心設置1套視頻網絡交換機，可實現本系統內部設備的網絡接入以及視頻監控系統與骨干網傳輸系統之間的連接；考慮到視頻監控系統需與其它視頻平臺進行連接，為了保證雙方的網絡安全性在雙方接口處配置了防火墻。

7）控制中心設置32路解碼器，考慮到高清視頻的遠距離傳輸問題，同時設置32路高清視頻光端機。

圖1 控制中心系統圖

圖2 車輛段系統圖

8）考慮到控制中心大廳距離機房較遠，在控制中心大廳設置了1臺接入級交換機用于實現控制大廳設備的以太網遠距離傳輸。

9）控制中心設置1套視頻管理服務器，可實現全線視頻的管理。

10）控制中心配置1臺網管服務器、1臺網管終端及1臺打印機，用于實現全線視頻的綜合網管以及設備故障信息的顯示。網管服務器同時負責接收時鐘信號，同步系統內設備時鐘，同時預留對其它系統傳輸網管信息的接口。

4.2 車輛段/停車場構成說明（見圖2、圖3）

1）視頻信號接入：

車輛段/停車場范圍內高清攝像機接入通信設備室的視頻及控制信息光纜線路點對點傳輸，交換機與前端攝像機之間光口匹配對接，不采用光電轉換設備。

2）解碼輸出：

在車輛段/停車場安保室、調度室分別配置16路視頻解碼器，輸出至大屏顯示。

3）本地監視：

在車輛段/停車場安保室、調度室分別配置9臺1194mm（47in）液晶監視器、1臺視頻監視終端、1臺專用控制鍵盤。

控監視終端與接入交換機連接，可任意調用本場段任一圖像至終端進行軟解碼并在終端顯示器上顯示，同時終端可發送出PTZ控制信號以實現對云臺鏡頭的控制。監視終端在授權的情況下可調看本站點存儲的歷史圖像。

4）遠程視頻：

通過通信機房交換機與骨干網提供的接口，將視頻圖像上傳至控制中心。

控制中心視頻監視終端通過骨干網網絡，可任意調用本站點任一圖像，同時視頻監視終端可發送出PTZ控制信號以實現對云臺鏡頭的控制。

5）錄像存儲：

在車輛段/停車場分別配置1套視頻存儲設備，可滿足各區域本地的視頻存儲以及在停車場實現控制中心存儲故障時的冗余存儲。

6）報警聯動：

在車輛段/停車場可通過專用接口完成與其他系統的報警聯動功能。

7）解碼器、數字錄像存儲設備、以太網交換機等設備由設在控制中心的網管服務器進行網管，所有網管信息最終接入設在控制中心的綜合網管服務器。

圖3 停車場系統圖

圖4 車站系統圖

4.3 車站構成說明（見圖4）

車站級監控系統設備主要包括站臺、沿線變電所、道岔區、路口、區間的前端攝像機，其它接入設備由骨干網傳輸網系統提供；攝像機輸出信號經光纖或網線至車站骨干網匯聚交換機，通過骨干網絡接入控制中心視頻監控系統設備，實現實時調看及錄像存儲。

5 結論

有軌電車區間段軌道相比地鐵軌道而言，無圍欄防護相對開放，人員可隨意通行；通過視頻監控系統區間設置的攝像機，可實時查看軌道內有無影響行車的不安全因素.因此視頻監控系統在有軌電車日常運行中，成為了調度員監視列車運行、保障列車正常運行，提高行車指揮透明度的重要輔助工具。

成都有軌電車蓉2號線在存儲模式上，采用車站、變電所、區間、路口攝像機圖像控制中心集中存儲，車輛段/停車場本地存儲的方式。同時，前端攝像機與中心存儲設備網絡斷開后的錄像存儲在攝像機SD上，為國內其他城市以及后續有軌電車視頻監控系統工程建設提供了參考。