淺析鐵路貨運(yùn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

摘 要：鐵路貨運(yùn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)為鐵路貨車運(yùn)行狀態(tài)的判斷能力提升提供了保障。本文通過(guò)對(duì)鐵路貨運(yùn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對(duì)相關(guān)部門進(jìn)行需求調(diào)研，優(yōu)化了貨運(yùn)專用線視頻監(jiān)控系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并對(duì)前端采集點(diǎn)布點(diǎn)情況給出建議。希望為今后鐵路貨運(yùn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的類似項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；貨運(yùn)設(shè)計(jì)；系統(tǒng)設(shè)置

中圖分類號(hào)：TN919.81 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）03-0047-03

Video Monitoring System for Railway Freight Transportation

DAI Tianwei

（China Railway Communication and Signal Survey & Design Institute Co.，Ltd.，Beijing 100036，China）

Abstract：Railway freight video surveillance system provides a guarantee for the judgment ability of railway freight car operation status. Based on the analysis of the current situation of railway freight video surveillance system and the demand investigation of relevant departments，the video surveillance system and network structure of freight dedicated line are optimized，and the layout of front-end collection points is proposed. It is hoped to provide reference for the design of similar projects of railway freight video surveillance system in the future.

Keywords：video surveillance；freight design；system settings

0 引 言

近些年運(yùn)輸市場(chǎng)的供求關(guān)系發(fā)生了很大的變化，鐵路貨運(yùn)在運(yùn)輸系統(tǒng)中的作用越來(lái)越突出，面對(duì)此種形勢(shì)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用提高了鐵路貨車運(yùn)輸狀態(tài)的判斷能力，為順利推進(jìn)信息化打下了基礎(chǔ)。

1 現(xiàn)狀分析

以長(zhǎng)沙貨運(yùn)中心為例，其管轄區(qū)域的車間共計(jì)20個(gè)，包括本中心在內(nèi)的其他區(qū)域，比如郴州、長(zhǎng)沙北、衡陽(yáng)和雙清等地，貨場(chǎng)門吊視頻系統(tǒng)已經(jīng)基本安裝完成，車輛資料、門吊視頻監(jiān)控、記錄儀和裝載視頻等均已納入長(zhǎng)沙貨運(yùn)中心及車間日常監(jiān)控范圍，取得了一定成效。然而我們還應(yīng)當(dāng)看到實(shí)踐中存在的不足以及問(wèn)題，尤其是監(jiān)控乏力，而且各環(huán)節(jié)之間未能實(shí)現(xiàn)有效銜接。縱觀國(guó)內(nèi)其他鐵路系統(tǒng)，太原鐵路局在監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)方面走在了前列，其結(jié)合列車貨檢監(jiān)全面推進(jìn)列車貨運(yùn)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了編組站、各分界口的全覆蓋，而且能夠采用視頻形式進(jìn)行全面記錄。

范柏鐵路在沿線車站、線路所新設(shè)了視頻監(jiān)控系統(tǒng)中心設(shè)備，各站運(yùn)轉(zhuǎn)室、咽喉區(qū)、裝卸作業(yè)區(qū)設(shè)置視頻前端攝像機(jī)，以滿足全線監(jiān)控要求。在范柏車站咽喉處，安裝了貨車裝載監(jiān)視系統(tǒng)，采用高清視頻的方法對(duì)貨車裝載過(guò)程進(jìn)行全過(guò)程記錄，同時(shí)利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)手段以及信息自動(dòng)化集成和處理手段，對(duì)貨物裝載過(guò)程進(jìn)行高清圖像與視頻信息數(shù)據(jù)收集，大大提高了安全管理效率。

敬業(yè)鐵路專用線（敬業(yè)專用站至西柏坡貨場(chǎng)）貨場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在沿線車站、線路所新設(shè)了視頻監(jiān)控系統(tǒng)中心設(shè)備，各站運(yùn)轉(zhuǎn)室、咽喉區(qū)設(shè)置視頻前端攝像機(jī)。

現(xiàn)階段視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)在整個(gè)鐵路貨運(yùn)領(lǐng)域中得到普及，應(yīng)用范圍最廣的是在貨運(yùn)站存放貨物區(qū)域、倉(cāng)庫(kù)、門衛(wèi)、大廳以及貨運(yùn)站運(yùn)轉(zhuǎn)和車站貨物調(diào)度室等位置，布設(shè)視頻前端攝像機(jī)監(jiān)測(cè)貨車進(jìn)出站狀態(tài)。

在室外裝卸作業(yè)區(qū)、集裝箱正面吊監(jiān)控系統(tǒng)受通信傳輸（如無(wú)線通信傳輸）及施工環(huán)境（如光纖敷設(shè)）限制。而且，鐵路貨運(yùn)專用線涉及到與干線的接軌，極有可能造成投資浪費(fèi)，也不便于對(duì)信息系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一維護(hù)管理。為此，通過(guò)調(diào)研各相關(guān)應(yīng)用維護(hù)部門對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的需求，對(duì)貨運(yùn)鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集點(diǎn)的設(shè)置情況、專用線與干線接軌的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況，并進(jìn)行歸納總結(jié)，以供今后鐵路貨運(yùn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考。同時(shí)，對(duì)視頻監(jiān)控領(lǐng)域的無(wú)線傳輸新技術(shù)在鐵路貨運(yùn)中的應(yīng)用進(jìn)行展望。

2 需求調(diào)研

《TB 10067-2000鐵路站場(chǎng)客貨運(yùn)設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范》中指出，貨運(yùn)站應(yīng)根據(jù)需求和當(dāng)?shù)貤l件，設(shè)置貨運(yùn)管理信息系統(tǒng)和貨運(yùn)安全監(jiān)測(cè)設(shè)備?！禩B 10625-2017重載鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》中指出，貨運(yùn)站科根據(jù)需要設(shè)置車載視頻監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)、站場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但是視頻攝像機(jī)的具體布點(diǎn)位置沒(méi)有明確說(shuō)明。

2.1 車站運(yùn)輸管理系統(tǒng)

鐵路車站運(yùn)輸處基于站類別，將其分為大小站、區(qū)間站以及編組站和線路所等多個(gè)部分。其中，大站主要集中于車站樓運(yùn)轉(zhuǎn)室，設(shè)置一臺(tái)攝像機(jī)，并且在助理值班室以及室外的合適位置安裝一臺(tái)攝像機(jī)，對(duì)咽喉區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。

對(duì)于小站而言，同樣在集中樓運(yùn)轉(zhuǎn)室中安裝一臺(tái)室內(nèi)攝像機(jī)，然后在站長(zhǎng)室以及助力值班員辦公室分別布設(shè)一臺(tái)攝像機(jī)，對(duì)咽喉區(qū)進(jìn)行監(jiān)控，并且按照實(shí)際情況和需要優(yōu)化調(diào)車場(chǎng)監(jiān)控?cái)z像機(jī)的配設(shè)。區(qū)間站又稱為車站中間站，有一臺(tái)攝像機(jī)安置在集中樓運(yùn)轉(zhuǎn)室，站長(zhǎng)室以及值班人員所在的室內(nèi)也安裝一臺(tái)攝像機(jī)。組站又稱為區(qū)段站，和以上布設(shè)情況一致，在集中樓運(yùn)轉(zhuǎn)室中安裝一臺(tái)室內(nèi)攝像機(jī)，并且根據(jù)出發(fā)場(chǎng)以及到達(dá)場(chǎng)的情況和需要合理安排咽喉區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)。值得一提的是，在編組場(chǎng)中的區(qū)長(zhǎng)室以及駝峰樓內(nèi)也要安裝攝像機(jī)，峰頂以及峰尾位置布設(shè)室外攝像機(jī)，對(duì)場(chǎng)內(nèi)情況進(jìn)行監(jiān)控。線路所的行車室內(nèi)合要理安裝一臺(tái)攝像機(jī)，而且在牽出線與岔線連接位置也要分別安裝一臺(tái)攝像機(jī)。上述鐵路貨運(yùn)站建設(shè)過(guò)程中，各直屬站以及車務(wù)段應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況建立監(jiān)控中心與終端控制系統(tǒng)。

2.2 鐵路貨運(yùn)系統(tǒng)

在鐵路車站貨運(yùn)系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，注意對(duì)貨場(chǎng)區(qū)以及咽喉區(qū)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控。其中，貨場(chǎng)區(qū)監(jiān)控點(diǎn)包括貨場(chǎng)站臺(tái)、庫(kù)區(qū)、門衛(wèi)、辦公室和周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，合理安裝適量的攝像機(jī)。在此過(guò)程中需注意監(jiān)控終端，根據(jù)實(shí)際情況布設(shè)在貨檢辦公室等位置，存儲(chǔ)時(shí)間的要求為60天。

2.3 鐵路電務(wù)系統(tǒng)

在建設(shè)鐵路貨運(yùn)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，電務(wù)部門非常重要，尤其是信號(hào)以及通信要求非常高；在鐵路貨運(yùn)站通信機(jī)房和信息室內(nèi)分別安裝攝像機(jī)（一般以兩臺(tái)為宜），監(jiān)控機(jī)房門、工作人員和設(shè)備。

3 貨運(yùn)專用線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化

專用線視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要對(duì)貨運(yùn)區(qū)的裝卸作業(yè)以及調(diào)車等過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，負(fù)責(zé)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全管理工作。同時(shí)，還要在工廠站適當(dāng)位置布設(shè)前端設(shè)備，并且采用“無(wú)線+有線”的視頻采集模式；將視頻采集點(diǎn)布設(shè)在出入站的關(guān)鍵位置，比如信號(hào)機(jī)房、股道兩側(cè)和裝卸車區(qū)域。根據(jù)貨運(yùn)站的綜合格局，新增監(jiān)控終端布設(shè)在接軌站貨運(yùn)辦公室以及值班室等位置。需注意專用監(jiān)控系統(tǒng)布設(shè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)與干線鐵路之間的關(guān)系合理布設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。新增的視頻監(jiān)控服務(wù)器優(yōu)先設(shè)置在通信機(jī)械室內(nèi)，當(dāng)通信機(jī)械室不具備設(shè)置條件時(shí)，再考慮設(shè)置在信息機(jī)房。

在專用線信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，不建議將工廠站視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為獨(dú)立系統(tǒng)設(shè)置，而是優(yōu)先考慮把專用線視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為接軌站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的延伸擴(kuò)展，將設(shè)置在工廠站的前端設(shè)備納入接軌站既有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)，這樣能有效節(jié)省投資，并便于接軌站對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一維護(hù)管理。

在設(shè)計(jì)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，接軌站以及工廠站信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)按照局域網(wǎng)進(jìn)行布局，這樣有利于減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和系統(tǒng)建設(shè)的開(kāi)支，有利于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及減少網(wǎng)絡(luò)故障點(diǎn)。從實(shí)踐來(lái)看，這樣設(shè)計(jì)具有顯著應(yīng)用價(jià)值，比如工廠站、接軌站監(jiān)控系統(tǒng)之間可以采用光纜進(jìn)行直接連接，無(wú)需另外設(shè)置通信傳輸系統(tǒng)即可提供有效的傳輸通道。在此過(guò)程中，直接通過(guò)交換機(jī)百兆、千兆端口帶寬傳輸視頻信息數(shù)據(jù)，避免受到通信傳輸限制，而且有利于避免數(shù)據(jù)信息傳輸延時(shí)。在接軌站與工廠站之間利用兩層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行連接，而非三層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這對(duì)于減少系統(tǒng)建設(shè)投資具有顯著作用。同時(shí)，還可以有效降低因路由增加而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能耗，因?yàn)橐蕴W(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)效率本身優(yōu)于路由轉(zhuǎn)發(fā)效率。除此之外，工廠站以及接軌站利用相同網(wǎng)段IP，有利于減少因子網(wǎng)細(xì)化而導(dǎo)致的主機(jī)與網(wǎng)絡(luò)地址耗損。

如果工廠站的視頻監(jiān)控服務(wù)器設(shè)置在工廠站通信機(jī)械室，利用通信光纜中的2芯接入接軌站通信機(jī)械室既有的綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，接軌站既有的綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)至視頻區(qū)域節(jié)點(diǎn)的通信通道維持不變。

4 采集點(diǎn)布點(diǎn)建議

進(jìn)出站交通要道應(yīng)設(shè)置備定焦槍型攝像機(jī)（室外），監(jiān)視目標(biāo)是人員及車輛出入情況，主要供公安使用。

貨場(chǎng)重點(diǎn)區(qū)域應(yīng)設(shè)置球型攝像機(jī)或槍型攝像機(jī)，監(jiān)視目標(biāo)是貨物裝卸、人員出入情況、設(shè)備區(qū)環(huán)境及人員維護(hù)作業(yè)情況，主要供車務(wù)、電務(wù)、貨運(yùn)使用。

貨運(yùn)營(yíng)業(yè)廳應(yīng)設(shè)置前端采集設(shè)備，球型攝像機(jī)或槍型攝像機(jī)，監(jiān)視目標(biāo)是人員出入情況、設(shè)備區(qū)環(huán)境及人員維護(hù)作業(yè)情況、設(shè)備區(qū)環(huán)境及人員維護(hù)作業(yè)情況，主要供貨運(yùn)、公安使用。

運(yùn)轉(zhuǎn)室/行車室應(yīng)設(shè)置球型攝像機(jī)或槍型攝像機(jī)，監(jiān)視目標(biāo)是室內(nèi)人員工作情況、設(shè)備區(qū)環(huán)境及人員維護(hù)作業(yè)情況，主要供車務(wù)、公安使用。

通信、信號(hào)、信息機(jī)房宜（信息大型信息機(jī)房應(yīng)）設(shè)置球型攝像機(jī)或槍型攝像機(jī)，監(jiān)視目標(biāo)是機(jī)房人員出入情況、設(shè)備區(qū)環(huán)境及人員維護(hù)作業(yè)情況，主要供電務(wù)使用。

編組站到達(dá)場(chǎng)咽喉區(qū)應(yīng)設(shè)置定焦槍型攝像機(jī)（室外），可采用無(wú)紅暴光源來(lái)解決夜視問(wèn)題，監(jiān)視目標(biāo)是到達(dá)貨車的貨物裝載情況、押運(yùn)人員狀況，主要供管轄單位、公安使用。

編組站重點(diǎn)區(qū)域應(yīng)設(shè)置變焦槍型攝像機(jī)（室外），且具有低照度功能，監(jiān)視目標(biāo)是到達(dá)貨車編組作業(yè)情況，主要供貨運(yùn)、公安使用。

編組站出發(fā)場(chǎng)進(jìn)入提速正線的咽喉區(qū)應(yīng)設(shè)置槍型攝像機(jī)（室外），可采用無(wú)紅暴光源來(lái)解決夜視問(wèn)題，監(jiān)視目標(biāo)是貨物列車的貨物裝載情況、貨車篷布苫蓋及網(wǎng)繩捆綁狀態(tài)、貨車門/窗/蓋關(guān)閉情況、押運(yùn)人員狀況，主要供貨運(yùn)、公安使用。

貨運(yùn)中心重點(diǎn)區(qū)域可設(shè)置球型攝像機(jī)或定焦槍型攝像機(jī)，監(jiān)視目標(biāo)是人員出入情況、設(shè)備區(qū)環(huán)境及人員維護(hù)作業(yè)情況，主要供公安、相關(guān)管理部門使用。

貨運(yùn)鐵路局分界口、鐵路公安處管轄界口應(yīng)設(shè)置定焦槍型攝像機(jī)（室外），具有高速、高分辨率、強(qiáng)光抑制等功能，可采用無(wú)紅暴光源來(lái)解決夜視問(wèn)題，主要監(jiān)視目標(biāo)是列車貨物裝載情況，主要供公安、車站、貨運(yùn)使用。

車站咽喉處應(yīng)設(shè)貨車裝載視頻監(jiān)視系統(tǒng)，以（高清）貨車裝載視頻設(shè)備、車號(hào)識(shí)別設(shè)備等為基礎(chǔ)，采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及信息處理與集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)貨物裝載狀態(tài)高清視頻、圖像信息的自動(dòng)收集、檢測(cè)監(jiān)控和集中管理，為各級(jí)貨運(yùn)管理部門和作業(yè)部門提供清晰、直觀的貨車裝載信息。

對(duì)于安全管理或指揮有特殊要求的，應(yīng)在貨場(chǎng)門吊、集裝箱正面吊安裝高清視頻、無(wú)線視頻攝像機(jī)，滿足相關(guān)部門對(duì)安全管理、指揮的需要。

5 新技術(shù)應(yīng)用

TD-LTE 4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠適應(yīng)鐵路站場(chǎng)復(fù)雜苛刻的環(huán)境條件（含專用線棚車內(nèi)作業(yè)、夜間無(wú)照明、雨雪天氣等），數(shù)據(jù)、圖像傳輸質(zhì)量穩(wěn)定可靠，集成后核心網(wǎng)架構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，基站安裝較為簡(jiǎn)便，帶寬容量大，可以在站場(chǎng)內(nèi)打造一個(gè)基站多種用途的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。因此，TD-LTE 4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以作為鐵路站場(chǎng)無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)選型的首選方向和標(biāo)準(zhǔn)，它可實(shí)現(xiàn)無(wú)線視頻攝像機(jī)的回傳，滿足相關(guān)應(yīng)部門對(duì)安全管理、指揮的需要。不足之處是規(guī)模較小時(shí)，成本相對(duì)較高。如果需要在較大車站或鐵路沿線搭建貨運(yùn)、車務(wù)、車輛（列檢）、機(jī)務(wù)、工務(wù)、電務(wù)、公安等部門共同使用的、穩(wěn)定高效的綜合無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，TD-LTE 4G方案的性價(jià)比將更具有優(yōu)勢(shì)，更加經(jīng)濟(jì)可靠。

移動(dòng)終端設(shè)備。手持機(jī)集群終端設(shè)備能夠同時(shí)支持私密呼叫、組呼、短信、彩信、寬帶數(shù)據(jù)接入、視頻監(jiān)控和回傳業(yè)務(wù)，以及多業(yè)務(wù)并發(fā)功能，可用于現(xiàn)場(chǎng)集群通信與手持機(jī)拍照上傳，節(jié)省人力，提高效率，滿足鐵路貨運(yùn)信息化發(fā)展的要求。

6 結(jié) 論

合理設(shè)計(jì)鐵路貨運(yùn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，科學(xué)布置前端監(jiān)控?cái)z像機(jī)位置，逐步將無(wú)線高清監(jiān)控系統(tǒng)推廣應(yīng)用，不僅可以有效節(jié)省投資，便于接軌站對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一維護(hù)管理，更能提高鐵路貨運(yùn)監(jiān)督力度與綜合管理水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黎應(yīng)雄，彭寬丹.集裝箱正面吊無(wú)線高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建研究 [J].鐵道貨運(yùn)，2018，36（9）：67-70.

[2] 柴宇希，楊帆，王珞冰.4G通信技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù) [J].通訊世界，2016（7）：66-67.

[3] 中鐵第四勘查設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.鐵路車站及樞紐設(shè)計(jì)規(guī)范：（GB 50091-2006） [S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2006.

[4] 鐵道部第一勘測(cè)設(shè)計(jì)院.鐵路站場(chǎng)客貨運(yùn)設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)范：（TB 10067-2000）[S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2001.

[5] 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，中國(guó)鐵道科學(xué)研究院重載鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范：（TB 10625-2017） [S].北京：中國(guó)鐵道出版社，2017.

[6] 李可佳，馮敬然.視頻監(jiān)控新技術(shù)在鐵路領(lǐng)域的應(yīng)用探討 [J].中國(guó)鐵路，2015（4）：99-102.

[7] 李利民，朱少捷，王偉松.無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在鐵路貨運(yùn)安全監(jiān)控系統(tǒng)中的實(shí)踐與應(yīng)用 [J].鐵道貨運(yùn)，2015，33（6）：42-46.

作者簡(jiǎn)介：代天威（1987.02-），女，漢族，河北邯鄲人，工程師，本科，研究方向：通信信息。