遠程數(shù)字網(wǎng)絡視頻監(jiān)控解決方案在鐵路系統(tǒng)的應用———遠程數(shù)字網(wǎng)絡視頻監(jiān)控解決方案在

　鐵路系統(tǒng)部門眾多，地點分散、現(xiàn)場環(huán)境復雜，使得鐵路安防系統(tǒng)數(shù)字化網(wǎng)絡化提上日程。2008年初發(fā)生在我國南方的冰雪災害，也充分暴露出了當前鐵路系統(tǒng)在安全管理方面的問題。本文為一個遠程數(shù)字網(wǎng)絡視頻監(jiān)控解決方案，以饗讀者。

　　隨著社會的發(fā)展，近年來，鐵路系統(tǒng)的信息化建設不斷深入發(fā)展，網(wǎng)絡技術(shù)已經(jīng)廣泛的應用在鐵路系統(tǒng)日常生產(chǎn)和管理之中。鐵路系統(tǒng)作為國家重要的運輸部門，其日常的穩(wěn)定運行決定了國民生產(chǎn)、生活的正常運轉(zhuǎn)，加之鐵路系統(tǒng)部門眾多、地點分散，現(xiàn)場環(huán)境復雜，成為日常維護工作的主要障礙。

　　筆者認為盡管當前鐵路系統(tǒng)中已經(jīng)安裝了數(shù)量不少的視頻監(jiān)控設備，但是還是存在一些問題的。主要表現(xiàn)在兩個方面，一是原來的視頻監(jiān)控設備都是以車站為單位規(guī)劃和設計的，因為每個車站都是相對獨立的單位，每個車站只負責自己管轄范圍內(nèi)的事件，這就導致鐵路系統(tǒng)不能形成一個集中監(jiān)控、集中管理、統(tǒng)一調(diào)度的安全防范體系;二是鐵路建設速度在逐年增長，新情況不斷出現(xiàn)，原有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)很難適應不斷發(fā)展的形勢。

　　因此建設一個先進的、有效的視頻監(jiān)控系統(tǒng)提上了日程，一些專業(yè)的視頻監(jiān)控廠商陸續(xù)推出了針對鐵路系統(tǒng)的遠程化、網(wǎng)絡化的數(shù)字視頻監(jiān)控解決方案。接下來筆者就以遠程網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)在廣鐵集團的實際項目的應用解決方案為基礎，來分析此類視頻監(jiān)控解決方案的應用。

　　根據(jù)鐵路系統(tǒng)特殊的需求，該系統(tǒng)能夠為鐵路系統(tǒng)提供現(xiàn)代化網(wǎng)絡化視頻監(jiān)控解決方案，實現(xiàn)先進的遠程聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控;可根據(jù)鐵路部門的特點，實現(xiàn)從鐵路沿線到車站監(jiān)控室、再到鐵路局監(jiān)控指揮中心，最后到鐵道部的全國指揮中心等多級別、大規(guī)模的、完整可靠的解決方案。有效的監(jiān)視安全運行的同時，可將防范區(qū)域內(nèi)突發(fā)事故的過程收入鏡頭，為預防事故、偵察破案、安全管理、統(tǒng)一指揮提供有效的圖像證據(jù)。鐵路各級管理部門可隨時掌握實時的安全運行情況，做出正確的決策。

　　需求分析

　　根據(jù)鐵路部門的實際情況，建立一個網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體功能需要和要求如下： ·設備能適應環(huán)境的變化，能高效、長期、可靠和穩(wěn)定運行;達到“多級管理、統(tǒng)一指揮”的運行管理模式;

　　·能實現(xiàn)高質(zhì)量、高穩(wěn)定性視頻圖像的采集;

　　·可實現(xiàn)高質(zhì)量視頻圖像遠距離傳輸;

　　·實現(xiàn)遠程瀏覽視頻信息;

　　·可實現(xiàn)集中圖像存儲;

　　·具有遠程控制功能;

　　·可實現(xiàn)報警聯(lián)動;

　　·支持系統(tǒng)的可擴展性;

　　·系統(tǒng)的管理采用分級權(quán)限，不同的人員具有不同的使用權(quán)限。

　　根據(jù)以上需求，筆者分析認為選用遠程網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將能很好的滿足項目需求。遠程網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)將信息流(包括視頻、音頻、控制等)數(shù)字化網(wǎng)絡化，從根本上改變視頻監(jiān)控系統(tǒng)信息采集、數(shù)據(jù)處理、傳輸與轉(zhuǎn)儲、系統(tǒng)控制等過程的方式和結(jié)構(gòu)形式。它采用以網(wǎng)絡為傳輸媒介，基于TCP/IP協(xié)議，以計算機技術(shù)為核心的數(shù)字視頻圖像監(jiān)視系統(tǒng)。其特點是“全數(shù)字、網(wǎng)絡化”的系統(tǒng)，現(xiàn)場將攝像機的模擬視頻信號及控制信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號發(fā)送、接收、控制、存儲與顯示，在統(tǒng)一的管理平臺上管理和控制，從而達到網(wǎng)絡化、多級別的管理目的。

　　實際案例應用分析

　　項目介紹

　　廣鐵集團所管轄的廣州至長沙段鐵路沿線，總長度將近1000公里，沿線有眾多的大小車站，利用遠程網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，建設一個有效的安全防范管理系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)組成

　　從行政管理級別上分為兩級管理，分別是車站和集團鐵路局。

　　從系統(tǒng)架構(gòu)上主要由五部分組成，鐵路局指揮監(jiān)控中心、車站監(jiān)控室，通信線路網(wǎng)絡，前端圖像采集部分、遠程監(jiān)控管理終端。下面主要從系統(tǒng)架構(gòu)上進行說明：

　　1、鐵路局指揮監(jiān)控中心

　　鐵路局指揮監(jiān)控中心硬件設備主要由服務器、電腦、監(jiān)視器(電視墻)等構(gòu)成，采用管理平臺軟件，進行整個系統(tǒng)的指揮、調(diào)度、授權(quán)、集中錄像、圖像查詢、檢索以及分控用戶授權(quán)分組、分區(qū)監(jiān)控及圖像歷史資料調(diào)看等系統(tǒng)管理方面的高級功能。

　　2、車站監(jiān)控室

　　車站監(jiān)控室硬件設備主要由服務器、電腦、監(jiān)視器(電視墻)等構(gòu)成，采用配套視頻軟件，進行本地監(jiān)控系統(tǒng)的指揮、監(jiān)控、管理、安全及圖像歷史資料調(diào)看等作用。

　　3、通信線路

　　·有線傳輸：通信線路上，主要利用鐵通公司已經(jīng)建好的網(wǎng)絡線路，或鐵路部門自己已有的專線線路，這樣可以減少單獨新建網(wǎng)絡線路的成本投資，也可以避免重復投資建設;

　　·無線傳輸：針對部分地段鐵路沿線的特殊情況，部分監(jiān)控點是采用的無線微波傳輸方式，具體的實現(xiàn)是這樣的：攝像機視頻信號用同軸電纜到微波發(fā)射器，然后在最近的車站架設微波接收器，用來接收視頻信號。一般情況下，一個車站規(guī)劃不超過10個點的無線微波裝置，基本能滿足需要。車站接收到所有的無線視頻信號后，再通過網(wǎng)絡視頻服務器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，接入到鐵通的寬帶網(wǎng)絡中。

　　4、前端圖像采集部分

　　這一部分承擔圖像采集、視頻監(jiān)控的作用，是系統(tǒng)中最重要的部分之一。監(jiān)控點分布在：

　　·對售票大廳、車站廣場、候車大廳及旅客通道等人員稠密處監(jiān)控，同時監(jiān)控現(xiàn)場的安全情況;

　　·對車站站臺的監(jiān)控;

　　·對貨場的監(jiān)控;

　　·對沿線重要的道口、路口的人流、車流情況的監(jiān)控，特別是無人職守的路口監(jiān)控，保證車輛安全通過和運行;

　　·沿線的無人值守基站和照明通訊等重要設備的監(jiān)控，及時了解設備運行情況;

　　前端主要采用各種模擬攝像機、模擬高速球攝像機和網(wǎng)絡視頻服務器等，采集現(xiàn)場的視頻圖像信息。

　　5、遠程客戶端

　　遠程客戶端訪問，主要是指各級領導及各級管理人員可以隨時通過辦公電腦監(jiān)控現(xiàn)場圖像。局領導、站領導和相關(guān)各級科室都可利用現(xiàn)有的辦公微機建立分控終端。這些監(jiān)控終端不用鋪設視頻/控制電纜，利用IE瀏覽器或客戶端軟件就可監(jiān)控轄區(qū)內(nèi)的車站，大廳、道口等地點。

　　系統(tǒng)實現(xiàn)功能

　　·系統(tǒng)管理功能

　　1、設備管理功能，實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)各種設備的管理，包括前端的網(wǎng)絡攝像機、后端的服務器等;2、用戶管理功能，包括登陸密碼更改;可加入、編輯和刪除用戶;可進行權(quán)限分配，系統(tǒng)管理員級，可所看到的監(jiān)控點進行控制。操作員級，可對部分監(jiān)控點進行控制。瀏覽用戶級，僅可進行視頻觀看，不能對設備進行任何操作和設置。

　　·圖像瀏覽與控制功能

　　軟件運行，系統(tǒng)自動加載用戶所擁有的所有監(jiān)控點，顯示所有監(jiān)控點信息，對所顯示的圖像可以通過界面控制按鈕進行控制;用戶可以選擇1、4、9、16、25等顯示方式;3、可方便地實現(xiàn)遠程PTZ控制。

　　·錄像及資料回放功能

　　可以設置多種錄像方式、如定時、報警錄像、手動錄像等;可以在本地錄像，也可以在上級監(jiān)控中心錄像;錄像硬盤空間檢測;可以從錄像服務器中檢索、播放、下載錄像資料。

　　·流媒體分發(fā)功能

　　實現(xiàn)音視頻數(shù)據(jù)流的分發(fā)作用，以滿足多用戶同時監(jiān)視的需求。

　　·完善的報警功能

　　報警處理策略包括：報警后聲音和燈光啟動;報警錄像和預錄功能;報警自動切換圖像;報警自動調(diào)出電子地圖等功能。

　　·電視墻顯示

　　可以把數(shù)字圖像解碼成模擬圖像選定的監(jiān)視器上顯示;支持數(shù)字矩陣切換功能，在監(jiān)視器上輪巡多個監(jiān)控點圖像，每一個監(jiān)控點圖像停留時間任選。

　　·電子地圖設置

　　每個監(jiān)控點和報警點都在地圖上生成特定的圖標;可以快速定位;雙擊圖標可顯示相應的監(jiān)控點圖像。

　　主要設備的選配

　　前端部分：根據(jù)現(xiàn)場情況可以選用：

　　半球攝像機——應用在室內(nèi)固定監(jiān)視的場所;

　　槍機攝像機——應用在室內(nèi)外固定監(jiān)視的場所;

　　紅外槍機——應用在需要全天候、晚上光線微弱的場所;

　　高速球攝像機——應用在需要大范圍監(jiān)控的場所;

　　每個攝像機配合使用一臺網(wǎng)絡視頻服務器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳上網(wǎng)絡;

　　管理軟件選用‘網(wǎng)視星’管理平臺;

　　服務器和電腦可以由用戶自行選擇。

　　原有監(jiān)控系統(tǒng)的改造和兼容

　　在此項目建設之前，很多沿線車站點已經(jīng)存在了很多小型的、模擬的監(jiān)控系統(tǒng)，這樣還必須要考慮把原有模擬監(jiān)控系統(tǒng)改造和兼容，這樣才能形成一個統(tǒng)一的大規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)，在考慮改造和兼容方面，是這樣設計的：

　　1、因為原有的各個模擬的監(jiān)控系統(tǒng)中，最主要的中心控制設備是矩陣，這樣在不改變原有監(jiān)控系統(tǒng)的前提下，增加網(wǎng)絡視頻服務器，即矩陣的視頻輸出端接入網(wǎng)絡視頻服務器，網(wǎng)絡視頻服務器的RS422控制線連接矩陣的相應接口。網(wǎng)絡視頻服務器的數(shù)量視情況，配置1-3臺即可，這樣每個小系統(tǒng)可以同時有1-3監(jiān)控點圖像，傳到整個數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中。

　　2、技術(shù)難度主要體現(xiàn)在，網(wǎng)絡視頻服務器和模擬矩陣的控制數(shù)據(jù)的兼容方面，因為原來使用的矩陣品牌并不統(tǒng)一，所以要求網(wǎng)絡視頻服務器廠家必須要針對每個品牌的矩陣做二次開發(fā)，達到能控制矩陣的目的。據(jù)了解目前市場上具備此技術(shù)實力的廠家不多。

　　解決方案主要特點

　　1、先進性

　　采用國際上最先進H.264壓縮算法的設備，數(shù)字圖像編碼壓縮是去除圖像內(nèi)容的相關(guān)性，同時盡量保持圖像的視覺效果。由于采用H.264壓縮技術(shù)的網(wǎng)絡產(chǎn)品采集的文件占用空間小，帶寬占用小，大大節(jié)省了網(wǎng)絡費用，H.264的最高分辨率可達720×576，接近DVD畫面效果，因此對運動物體可保證良好的清晰度。

　　2、靈活性

　　支持基于B/S、C/S方式的網(wǎng)絡瀏覽功能，可靈活進行系統(tǒng)軟件升級，避免對系統(tǒng)產(chǎn)生多大的影響。只須通過以太網(wǎng)即可直接實現(xiàn)遠程監(jiān)控，不但可多人同時監(jiān)控多個點，無距離限制及時傳輸圖像信息。可根據(jù)當前的應用環(huán)境，自行設定顯示畫面的大小、解析度等各項圖像參數(shù);

　　遠程多級聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的部署，不受地理距離的限制，依托現(xiàn)在發(fā)達的網(wǎng)絡系統(tǒng)可以部署到任何地方，便于跨區(qū)域、大范圍組網(wǎng)，如設立全國-省-市-縣多級網(wǎng)絡架構(gòu)。

　　3、保密性

　　獨有的IP地址，可設置不同等級的使用權(quán)限。如需使用，使用者必須通過權(quán)限及口令的設定，方可有使用權(quán)，不同的使用者可獲得的監(jiān)控信息也不一樣。

　　4、穩(wěn)定性

　　網(wǎng)絡攝像機均為嵌入式系統(tǒng)，在嵌入式實時操作系統(tǒng)基礎上通過內(nèi)置的高效壓縮芯片對采集到的模擬視頻信號進行數(shù)字化壓縮，并打包成幀，其穩(wěn)定性大大高于DVR及同類的CCTV設備。

　　5、完善性

　　可實現(xiàn)聯(lián)動報警，包括周邊防護、數(shù)據(jù)采集、燈光控制等，可根據(jù)需要設定，當警報觸發(fā)前后時聯(lián)動錄像，便于事后檢索查看。

　　6、擴展性

　　靈活的組網(wǎng)方式，方便監(jiān)控點數(shù)量的增加。

　　授權(quán)用戶通過任何一臺聯(lián)網(wǎng)計算機，就可實現(xiàn)隨時隨地的任意監(jiān)控，真正實現(xiàn)了“遠在天涯，近在咫尺”和“運籌帷幄之中，決勝千里之外”。

　　7、低成本

　　通過以太網(wǎng)便可直接將網(wǎng)絡攝像機接入系統(tǒng)，實現(xiàn)了即插即用功能，無距離限制，免去了復雜的網(wǎng)絡配置和布線工作，大大減少了工程及安裝成本。

　　施工維護的注意事項

　　在具體施工中，本文重點強調(diào)一個方面，就是防雷方面，因為很多的監(jiān)控點都是安裝在室外，特別是鐵路沿線的野外環(huán)境，再加上南方本來雷雨發(fā)生的更加頻繁，所以就更要做好監(jiān)控點的防雷措施，除了要安裝避雷針防止直擊雷，還要安裝能防電源雷、感應雷的設備。

　　在使用過程中出現(xiàn)故障的維護過程中，尤其要重點檢查網(wǎng)絡線路是否正常，因為此項目全部是要依靠租用來的寬帶網(wǎng)來傳輸所有數(shù)據(jù)的。視頻監(jiān)控設備方面出現(xiàn)故障的機率不多，而且視頻設備出現(xiàn)故障也容易維護，維護的周期也短。所以通訊線路方面是要重點維護部分。

　　結(jié)語

　　隨著網(wǎng)絡技術(shù)的不斷深入，視頻監(jiān)控技術(shù)只有沿著網(wǎng)絡化、遠程化的方向發(fā)展，才能滿足視頻監(jiān)控高穩(wěn)定性、高可靠性和高簡便性的要求。預計今后幾年，遠程網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將會極大地促進鐵路系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)的發(fā)展，和鐵路部門SIS、MIS信息管理平臺結(jié)合，成為鐵路系統(tǒng)集中管理必不可少的一部分，對保證社會平安、促經(jīng)濟發(fā)展起到重要作用。