高鐵線路視頻采集點(diǎn)設(shè)置方案研究

湯蓓蓓

(1.北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070；2.北京市高速鐵路運(yùn)行控制系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100070)

1 概述

自2008年以來(lái)，我國(guó)已陸續(xù)開通運(yùn)營(yíng)了京津城際、京滬高鐵、京廣高鐵、滬寧城際、滬杭高鐵、鄭西高鐵等高速鐵路。對(duì)于高速鐵路視頻監(jiān)控來(lái)說(shuō)，除了需要對(duì)車站站內(nèi)及站區(qū)人員密集場(chǎng)所進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，同時(shí)也需對(duì)區(qū)間線路重點(diǎn)部位進(jìn)行監(jiān)控。既有的大部分高鐵視頻監(jiān)控資源主要集中在與運(yùn)營(yíng)密切相關(guān)的場(chǎng)所，如車站內(nèi)，線路區(qū)間相對(duì)薄弱，高速鐵路沿線地理?xiàng)l件復(fù)雜，多發(fā)生拆盜專用電纜、割盜貫通地線等事件，特別是在人群密集的區(qū)域，多發(fā)生犯罪分子利用自制爬梯等作案工具上高架或線路偷盜，加之日趨嚴(yán)峻的國(guó)際反恐形勢(shì)。雖然在區(qū)間線路重點(diǎn)部位已進(jìn)行局部監(jiān)控，但仍存在盲區(qū)，加強(qiáng)線路視頻監(jiān)控作為反恐、防范、治安等重要手段也越來(lái)越重要。

2 高鐵線路視頻采集點(diǎn)建設(shè)現(xiàn)狀

2.1 建設(shè)現(xiàn)狀

最早期京津城際鐵路建設(shè)時(shí)，在沿線GSM-R基站機(jī)房室內(nèi)、信號(hào)集裝箱機(jī)房室內(nèi)、牽引變電所（TSS）/區(qū)間所（ATS）/開閉所（SSP）機(jī)房室內(nèi)外、咽喉區(qū)、公跨鐵、橋梁救援疏散通道、路基、線路上重點(diǎn)部位設(shè)置視頻采集點(diǎn)，建設(shè)時(shí)期并無(wú)鐵路視頻相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)參考。

建設(shè)京滬高鐵時(shí)，在線路區(qū)間重要節(jié)點(diǎn)（例如：GSM-R基站、信號(hào)中繼站、線路所、直放站、電牽節(jié)點(diǎn)（牽引變電所、分區(qū)所、AT所、開閉所）、電力節(jié)點(diǎn)（變配電所、配電所、室內(nèi)變電所）等室內(nèi)或室內(nèi)外）、隧道洞口、咽喉區(qū)、公跨鐵、橋梁救援疏散通道、聯(lián)絡(luò)線與正線連接處等重點(diǎn)部位設(shè)置視頻采集點(diǎn)。隨后原鐵道部運(yùn)輸局根據(jù)京滬高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，進(jìn)一步根據(jù)用戶需求進(jìn)行了細(xì)化、優(yōu)化，發(fā)布《京滬高速鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及設(shè)備配置會(huì)議紀(jì)要》（運(yùn)基通信[2010]412號(hào)文）（簡(jiǎn)稱412號(hào)文），412號(hào)文目前是高鐵線路視頻采集點(diǎn)配置原則的主要依據(jù)及基礎(chǔ)。

各條高鐵沿線“四電”設(shè)施等重要場(chǎng)所設(shè)置情況有所不同，但各場(chǎng)所采集點(diǎn)設(shè)置原則與412號(hào)文一致，包括線路區(qū)間隧道洞口、公跨鐵立交橋，而路基、線路巡視、橋梁救援疏散通道、咽喉區(qū)處采集點(diǎn)設(shè)置或安裝方式有所不同。

1）線路巡視：利用高鐵沿線GSM-R鐵塔安裝變焦攝像機(jī)進(jìn)行正線線路巡視，能有效滿足公安、調(diào)度、工務(wù)、電牽、通信部門需求，但一般鐵塔距離正線線路較遠(yuǎn)，覆蓋范圍有部分盲區(qū)，監(jiān)視效果如圖1所示。

圖1 既有高鐵線路巡視監(jiān)視效果現(xiàn)狀Fig.1 Current status chart of inspection and monitoring effect of existing high-speed railway line

2）橋梁救援疏散通道：高鐵線路全程封閉，在橋梁救援疏散通道入口處會(huì)設(shè)置圍墻等防護(hù)措施，根據(jù)412號(hào)文在下部設(shè)置采集點(diǎn)，能有效滿足公安和工務(wù)部門需求，但是無(wú)法監(jiān)視通道上入口，監(jiān)視效果如圖2所示。

圖2 既有高鐵橋梁救援疏散通道監(jiān)視效果現(xiàn)狀Fig.2 Current status chart of monitoring effect of rescue channel of existing high-speed railway bridge

3）咽喉區(qū)：在高鐵兩側(cè)咽喉區(qū)岔區(qū)處根據(jù)車站大小立桿安裝變焦攝像機(jī)，監(jiān)視咽喉區(qū)站內(nèi)和站外進(jìn)入咽喉區(qū)人員情況，能有效滿足公安、車務(wù)、工務(wù)、信號(hào)、電牽部門需求，但無(wú)法有效監(jiān)視旅客或工作人員由站臺(tái)邊緣上道情況等，監(jiān)視效果如圖3所示。

2.2 存在的不足

1）有些高鐵線路視頻監(jiān)控建設(shè)時(shí)期較早，以當(dāng)時(shí)的技術(shù)手段采用的多為模擬攝像機(jī)，對(duì)于當(dāng)下建設(shè)要求及用戶需求，清晰度已不能滿足監(jiān)視要求。

2）在沿線GSM-R鐵塔上架設(shè)攝像機(jī)，因鐵塔距離線路一般較遠(yuǎn)，覆蓋范圍達(dá)不到攝像機(jī)本身能覆蓋的有效距離；攝像機(jī)多為變焦帶云臺(tái)槍機(jī)或一體化球機(jī)，不同業(yè)務(wù)部門均有云臺(tái)控制權(quán)限，各用戶進(jìn)行操作后攝像機(jī)經(jīng)常轉(zhuǎn)至其他位置，導(dǎo)致不能對(duì)有效區(qū)域進(jìn)行監(jiān)視。

3）現(xiàn)有建設(shè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)未對(duì)路基地段及治安復(fù)雜區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)部位有效監(jiān)控，而是利用其他重點(diǎn)場(chǎng)所攝像機(jī)進(jìn)行兼顧。

4）帶內(nèi)容分析的視頻圖像，未對(duì)報(bào)警區(qū)域設(shè)置進(jìn)行統(tǒng)一，各條線路設(shè)置不同，無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 既有高鐵咽喉區(qū)監(jiān)視效果現(xiàn)狀Fig.3 Current status chart of monitoring effect of existing high-speed railway throat area

3 高鐵線路視頻采集點(diǎn)設(shè)置方案研究

3.1 路基地段

路基地段相比高架橋更容易出現(xiàn)行人上道的情況，大部分高鐵參見(jiàn)412號(hào)文建設(shè)，利用沿線GSM-R鐵塔上攝像機(jī)或其他線路節(jié)點(diǎn)攝像機(jī)進(jìn)行兼顧監(jiān)視，未對(duì)路基地段重點(diǎn)場(chǎng)所進(jìn)行監(jiān)視。路基地段采集點(diǎn)設(shè)置在鐵路范圍內(nèi)只能通過(guò)立桿方式安裝，容易存在倒桿風(fēng)險(xiǎn)，而高鐵線路全線基本上每間隔50 m左右均有接觸網(wǎng)桿，可以考慮將采集點(diǎn)附掛于接觸網(wǎng)桿上。實(shí)際應(yīng)用案例有以下幾種。

1）早在2008年京津城際建設(shè)時(shí)，每間隔100 m在接觸網(wǎng)桿上安裝1套彩色攝像機(jī)（帶紅外燈），實(shí)現(xiàn)路基地段全天候監(jiān)視，采集點(diǎn)為標(biāo)清。

2）2010年建設(shè)海南東環(huán)鐵路，線路雙側(cè)每間隔100 m（單側(cè)間隔200 m）在接觸網(wǎng)桿上安裝1套720P定焦槍機(jī)，全線路覆蓋，監(jiān)視效果如圖4所示。

圖4 海南東環(huán)鐵路路基地段監(jiān)視效果Fig.4 Current status chart of monitoring effect of Hainan east ring railway bed

3）2017年京滬高鐵標(biāo)準(zhǔn)示范線線路視頻補(bǔ)強(qiáng)根據(jù)路基地段攝像機(jī)測(cè)試效果，在需要補(bǔ)強(qiáng)的線路區(qū)段雙側(cè)每間隔200 m（單側(cè)間隔400 m）在接觸網(wǎng)桿上安裝1套1080P紅外定焦槍機(jī)，采集點(diǎn)設(shè)置原則如圖5所示。

在接觸網(wǎng)桿上靠近線路外側(cè)安裝攝像機(jī)，安裝高度距離軌面2 m，采集點(diǎn)設(shè)備箱距離地面1.5 m，監(jiān)視效果如圖6所示。

圖5 京滬高鐵標(biāo)準(zhǔn)示范線路基地段采集點(diǎn)設(shè)置原則圖Fig.5 Collection point setting principle of Beijing-Shanghai high-speed railway standard demonstration line bed

另外，2017年中國(guó)鐵路總公司（簡(jiǎn)稱“鐵總”）工電部發(fā)布《接觸網(wǎng)設(shè)備視頻監(jiān)控裝置暫行技術(shù)條件》（工電函[2017]24號(hào)文），對(duì)接觸網(wǎng)桿上加裝的視頻監(jiān)控設(shè)備的安裝條件、安全性等方面作出具體要求，為今后在接觸網(wǎng)桿上安裝視頻采集點(diǎn)提供可靠的技術(shù)參考。

圖6 京滬高鐵標(biāo)準(zhǔn)示范線路基地段監(jiān)視效果Fig.6 Monitoring effect chart of Beijing-Shanghai high-speed railway standard demonstration line bed

3.2 線路巡視

線路巡視采集點(diǎn)能有效監(jiān)控整條高鐵線路的情況，早期高鐵基本按412號(hào)文建設(shè)，解決了對(duì)正線日間監(jiān)視，但對(duì)夜間及塔下不能監(jiān)視，2016年因高鐵反恐怖和治安防范要求，鐵總發(fā)布《關(guān)于設(shè)計(jì)時(shí)速200 km及以上鐵路區(qū)間視頻監(jiān)控設(shè)置有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作出補(bǔ)充規(guī)定》（鐵總建設(shè)[2016]18號(hào)文），要求線路區(qū)間全部重點(diǎn)區(qū)域采用高清攝像機(jī)、晝夜監(jiān)視。412號(hào)文與18號(hào)文在線路巡視部分要求有所不同，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，如表1所示。

表1 412號(hào)文與18號(hào)文關(guān)于高鐵線路巡視采集點(diǎn)設(shè)置區(qū)別Tab.1 Diff erences of high-speed railway line inspection collection points setting between document No.412 and No.18

18號(hào)文發(fā)布后，新建高鐵線路巡視采集點(diǎn)按18號(hào)文建設(shè)，要求對(duì)于既有高鐵未按18號(hào)文建設(shè)的，應(yīng)按18號(hào)文進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，現(xiàn)階段按412文建設(shè)且未按18號(hào)文補(bǔ)強(qiáng)的既有高鐵，線路巡視采集點(diǎn)設(shè)置方案為：1）替換沿線GSM-R鐵塔上既有攝像機(jī)為長(zhǎng)焦距高清攝像機(jī)；2）增加塔下高清紅外球機(jī)；3）對(duì)于鐵塔間距＞3 km的監(jiān)視盲區(qū)，補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域可利用接觸網(wǎng)桿增加紅外定焦槍機(jī)。補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域及監(jiān)視范圍如圖7所示。

圖7 按412號(hào)文建設(shè)的既有高鐵線路巡視補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域及監(jiān)視范圍Fig.7 Inspection reinforcement area and monitoring area map of existing high-speed railway line built according to document No.412

現(xiàn)階段對(duì)于既有高鐵已按18號(hào)文進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的，對(duì)于鐵塔間距＞3 km的，可利用接觸網(wǎng)桿增加紅外定焦槍機(jī)進(jìn)行鐵塔間監(jiān)視盲區(qū)補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域及監(jiān)視范圍如圖8所示。

圖8 已按18號(hào)文補(bǔ)強(qiáng)的既有高鐵線路巡視補(bǔ)強(qiáng)區(qū)域及監(jiān)視范圍Fig.8 Inspection reinforcement area and monitoring area map of existing high-speed railway line reinforced according to document No.18

區(qū)域1為鐵塔下球機(jī)覆蓋范圍，區(qū)域2為線路兩側(cè)攝像機(jī)覆蓋范圍。線路巡視補(bǔ)強(qiáng)方案暫無(wú)實(shí)例參考，僅僅是研究。

3.3 橋梁救援疏散通道

一般高速鐵路大部分處于高架橋梁地段，為便于檢修人員上線作業(yè)及應(yīng)急疏散等，在長(zhǎng)大橋梁上均會(huì)設(shè)置橋梁救援疏散通道（下稱維修梯），一般會(huì)在維修梯下部（下入口處）設(shè)置采集點(diǎn)，一般認(rèn)為線路全程封閉，只要守住下入口即可；也有守住維修梯上部（上入口處），例如最早期京津城際鐵路建設(shè)時(shí)，選擇在靠近上入口的維修梯欄桿處安裝。根據(jù)當(dāng)前的反恐局勢(shì)及要求，不僅應(yīng)在下入口處設(shè)采集點(diǎn)，還應(yīng)在線路最后一道防線補(bǔ)強(qiáng)，即上入口處設(shè)置采集點(diǎn)，并帶行為分析，保證正線線路的安全。

京滬高鐵因2010年在下入口處已設(shè)有標(biāo)清攝像機(jī)，補(bǔ)強(qiáng)時(shí)僅替換為1080P高清攝像機(jī)，上入口因既有線施工、布線等問(wèn)題，采用在上入口附近接觸網(wǎng)桿上安裝的方式，監(jiān)視上入口人員進(jìn)入情況，監(jiān)視效果如圖9所示。

圖9 京滬高鐵標(biāo)準(zhǔn)示范線橋梁救援疏散通道上入口處監(jiān)視效果Fig.9 Monitoring effect chart of entrance in rescue channel for bridge of Beijing-Shanghai high-speed railway standard demonstration line

3.4 咽喉區(qū)

高鐵咽喉區(qū)采集點(diǎn)一般設(shè)置在車站咽喉區(qū)岔區(qū)（靠近進(jìn)出站信號(hào)機(jī)）附近，多采用立桿安裝，監(jiān)視咽喉區(qū)站內(nèi)、站外方向。站外方向如果是高架橋，則無(wú)需重點(diǎn)監(jiān)控，是路基的話，可利用接觸網(wǎng)桿補(bǔ)強(qiáng)路基的方案；站內(nèi)方向因車站股道較多，單靠咽喉區(qū)處采集點(diǎn)覆蓋不全面，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)咽喉區(qū)站內(nèi)旅客進(jìn)入及工作人員上線作業(yè)等行為進(jìn)行有效監(jiān)視。針對(duì)咽喉區(qū)覆蓋不到的區(qū)域采集點(diǎn)，可沿站內(nèi)方向利用接觸網(wǎng)桿補(bǔ)強(qiáng)。監(jiān)視效果如圖10所示。

圖10 京滬高鐵標(biāo)準(zhǔn)示范線咽喉區(qū)處監(jiān)視效果圖Fig.10 Monitoring defect chart of Throat area of Beijing-Shanghai high-speed railway standard demonstration line

4 結(jié)束語(yǔ)

高速鐵路線路視頻不僅為各業(yè)務(wù)部門安全生產(chǎn)、輔助作業(yè)等提供技術(shù)保障，而且線路作為安全防范的重點(diǎn)區(qū)域，從人防到物防再到技防，都是通過(guò)一系列有效手段保障高速鐵路公共安全，視頻監(jiān)控作為技防的首要手段在線路視頻采集點(diǎn)的設(shè)置上顯得更為突出，既要保證建設(shè)的可行性、必要性與可靠性，還要保證建設(shè)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。國(guó)內(nèi)科技日新月異，視頻技術(shù)發(fā)展也突飛猛進(jìn)，京滬示范線工程采集點(diǎn)設(shè)置方案實(shí)例僅供參考。