鐵路智能化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案

一、概述：
      
近年來，隨著鐵路系統(tǒng)信息化改革的不斷深入，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在鐵路系統(tǒng)日常生產(chǎn)和管理之中。目前，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(fù)雜，成為日常維護工作的主要障礙。
      
在鐵路系統(tǒng)內(nèi)部推行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將能極大的解決上述矛盾。遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用嵌入式WEB服務(wù)器技術(shù)，操作員和各部門領(lǐng)導(dǎo)可利用鐵路系統(tǒng)現(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡(luò)和辦公電腦，在調(diào)度中心或者當(dāng)?shù)貦C務(wù)段實現(xiàn)對全部監(jiān)控現(xiàn)場或者當(dāng)?shù)氐牡揽?，車站和鐵路沿線環(huán)境的監(jiān)控，大大減輕日常人員巡視的工作量，便于及時發(fā)現(xiàn)危險隱患，保障安全生產(chǎn)。
        
二、需求分析：
      
1、利用鐵路現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)條件，針對鐵路監(jiān)控點分散、難以管理的特點，鐵路網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)具體所要實現(xiàn)的功能有：
      
2、集中對車站廣場、候車大廳及旅客通道等人員稠密處，通過監(jiān)控系統(tǒng)多屏顯示功能，同時監(jiān)控多現(xiàn)場的安全情況。
      
3、鐵路貨場范圍較廣，需要隨時監(jiān)控貨場安全保衛(wèi)情況。
      
4、利用專有通信線路，對鐵路沿線的無人值守變電站和照明等重要配電設(shè)備集中監(jiān)控，及時了解設(shè)備運行情況。
      
5、隨時監(jiān)控重要道口、路口的人流、車流情況，保證車輛安全運行。
      
6、利用電子地圖功能，以靜態(tài)圖像顯示來全面直觀地反映鐵路沿線的運營狀況具有電視墻功能，將需要的視頻信號、數(shù)字信號、模擬信號動態(tài)顯示系統(tǒng)能根據(jù)沿途氣象信息報警信號，及時作出行車速度限制系統(tǒng)連接，對出現(xiàn)的緊急狀況如泥石流、洪水、交通意外等及時做出反應(yīng)。
      
1.“分布式監(jiān)控管理”結(jié)構(gòu)：
      
所謂“分布式監(jiān)控管理”是指在大規(guī)模的監(jiān)控管理系統(tǒng)中，為了避免最上層機構(gòu)因顧及不暇而出現(xiàn)管理疏漏的現(xiàn)象，因此化整為零，將整個系統(tǒng)分布成幾塊/組，多級管理，就像一個國家從中央到省、市、區(qū)縣，層層隸屬管理，一個市只能管轄本市內(nèi)的各區(qū)，不能垮市區(qū)管理，而最上層的中央機構(gòu)則可通過中間各級機構(gòu)管理到最基層。如下圖1：



2.雙工可視對講：
      
在圖1的結(jié)構(gòu)圖中，分區(qū)中心與所管轄的站點之間，可以通過艾勒普司網(wǎng)絡(luò)艾勒普司網(wǎng)絡(luò)視頻編解碼器雙向?qū)χv通話；當(dāng)同時出現(xiàn)2個或2個以上的呼叫請求時，系統(tǒng)將按時間順序自動排序，接聽對講。中央中心與任何一個分區(qū)中心都可以進行雙向?qū)χv，同樣，當(dāng)同時出現(xiàn)2個或2個以上的呼分區(qū)中心與非管轄站點之間不能進行對講通話。雙向?qū)χv的同時，中心還希望能夠看到站點的圖像，所以圖像、語音的同步傳送和即時性是系統(tǒng)的關(guān)鍵。如果傳輸?shù)膸捰邢?，故而圖像只從下往上的單項傳輸，所以只是單項可視，即上級可以查看下級的圖像，而下級不能看到上級的圖像。這樣既符合管理的制度，又有比較高的性價比。
      
三、系統(tǒng)組成
      
采用基于嵌入式WEB服務(wù)器為核心的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在組網(wǎng)方式上與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控和基于PC平臺的監(jiān)控方式有極大的不同，整套監(jiān)控系統(tǒng)主要由三個互相銜接的部分組成：現(xiàn)場設(shè)備（或簡稱分站設(shè)備）、通道傳輸設(shè)備和調(diào)度/集控站、調(diào)度中心監(jiān)控終端（或簡稱主站設(shè)備）?，F(xiàn)分別加以介紹。
      
1、分站設(shè)備
      
主要由前端設(shè)備和艾勒普司網(wǎng)絡(luò)視頻編解碼器組成。前端設(shè)備，如監(jiān)控攝象機（彩色或黑白、固定或活動云臺、定焦或變焦）、各類報警輸入/輸出裝置與傳統(tǒng)工業(yè)電視所使用的設(shè)備完全一致。因此分站設(shè)備的核心是艾勒普司網(wǎng)絡(luò)視頻編解碼器。本系統(tǒng)采用嵌入式的操作系統(tǒng)，這種設(shè)備可以將攝象機的接入和控制、圖象的數(shù)字化、壓縮編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸全部集成在一個設(shè)備中，安裝、調(diào)試極為方便。同時，由于這種設(shè)備可通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程設(shè)置和管理，無須現(xiàn)場日常維護。在實際的安裝使用中，該系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性、可靠性較微機平臺大為提高，并且日常維護工作量相當(dāng)小，非常適合無人值守的環(huán)境。遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)安裝了視頻服務(wù)器之后，完全可取代視頻矩陣的作用，不僅設(shè)備安裝調(diào)試簡便，更重要的是，能支持網(wǎng)絡(luò)中多個用戶同時觀看或控制所有的監(jiān)控現(xiàn)場，這對于監(jiān)控工作有更加重要的意義。
      
2、通道傳輸設(shè)備
      
這部分設(shè)備要根據(jù)通信通道選取。目前，主要有數(shù)字專線（有線或無線）、ISDN、網(wǎng)絡(luò)（有線或無線）三種。要取得比較滿意的圖象質(zhì)量，通道帶寬建議在384Kbps以上。
      
3、主站設(shè)備
      
主站設(shè)備主要實現(xiàn)對登錄用戶、分站設(shè)備的集中管理和視頻圖象解壓，存儲等功能。簡單的主站由一個或數(shù)個監(jiān)控終端組成，它們往往以分時形式完成一對一或一對多的視頻監(jiān)控任務(wù)。如果需要實現(xiàn)報警、錄象等監(jiān)控任務(wù)，主站設(shè)備可添加報警數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、數(shù)字錄象數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及多個監(jiān)控終端和大量的輔助監(jiān)控終端。這樣，用戶只需要在鐵路局調(diào)度中心，建立了一個視頻系統(tǒng)服務(wù)器。局領(lǐng)導(dǎo)、總工和相關(guān)處室可利用現(xiàn)有的辦公電腦建立分控終端。在調(diào)度所和集控站也可方便地建立了數(shù)個監(jiān)控終端。這些監(jiān)控終端不用鋪設(shè)專門微機和鋪設(shè)視頻/控制電纜，利用IE瀏覽器就可在辦公室內(nèi)監(jiān)控轄區(qū)內(nèi)的車站，道口和營業(yè)廳等不同地點，通過視頻系統(tǒng)服務(wù)器完成用戶管理；機務(wù)段、攝象機分組；遙控優(yōu)先級設(shè)置和調(diào)度；視頻圖象的存儲、檢索和回放等功能。系統(tǒng)提供的電子地圖模塊，隨監(jiān)控中心服務(wù)器軟件一起運行，在網(wǎng)上任意客戶端用IE瀏覽器即可觀看圖像，可方便的察看各監(jiān)控現(xiàn)場，直觀的顯示各級地圖；值得一題的是，本套視頻系統(tǒng)采用了WEB技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，可與企業(yè)MIS系統(tǒng)等其它系統(tǒng)兼容，成為企業(yè)內(nèi)部信息管理的一個重要的組成部分。
      
中心服務(wù)器可將視頻流傳輸?shù)街行牡碾娨晧ι?，值班人員可清楚直觀的監(jiān)控到各分站傳輸?shù)囊曨l，及時做出決策。本系統(tǒng)還可與GIS系統(tǒng)完美融合，以便將各種地理環(huán)境變化造成的影響減少到最小程度。
      
4、系統(tǒng)功能
      
實時對機房重點部位24小時視頻監(jiān)控，可數(shù)字錄像供事后調(diào)用。系統(tǒng)可以連接大量報警設(shè)備，例如門磁，紅外，煙感，玻璃破碎器等，一但捕獲到異常信號，系統(tǒng)能自動報警，上傳報警信息并進行本地及遠(yuǎn)程數(shù)字錄像。
      
在系統(tǒng)中可以加入門禁接口，可以將門禁系統(tǒng)無縫接入，加強對機房進出人員的管理。通過音視頻監(jiān)控使機房管理人員能夠隨時隨地看到機房設(shè)備和現(xiàn)場工作人員的工作情況，還可以當(dāng)?shù)氐娜藛T對話，加強機房管理的互動性。
      
結(jié)合當(dāng)?shù)氐呐潆娤到y(tǒng)，如一級配電，二級配電，UPS和防雷器等，工作人員可以隨時隨地得到機房的電力供應(yīng)情況。
      
在系統(tǒng)中結(jié)合大量專業(yè)的環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，及時反應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)，溫濕度，新風(fēng)機和漏水監(jiān)測等機房環(huán)境保障設(shè)備的數(shù)據(jù)。
      
系統(tǒng)能對所有設(shè)備設(shè)置報警上下限，任何設(shè)備數(shù)據(jù)超出這個范圍，系統(tǒng)能夠產(chǎn)生報警信。并能在一定范圍聯(lián)動設(shè)備，例如錄像，后備發(fā)電機，噴淋，新風(fēng)機等。
      
監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有友好的人機對話界面和漢字支持能力；故障告警應(yīng)有明顯的聲光電形式。 
      
四、系統(tǒng)特點
      
1.數(shù)字化：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，數(shù)字產(chǎn)品以其強大的功能、靈活的操作性和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、遠(yuǎn)程管理等全方面功能于一身。
      
2.全網(wǎng)絡(luò)化：通過WAN網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器可傳輸高質(zhì)量的圖象、聲音、控制信號，非常方便的供管理者隨時隨地調(diào)看任意路圖象和對講。
      
3.完美的數(shù)字技術(shù)和模擬設(shè)備相結(jié)合。
      
4.可靠性：采用性能可靠、互相兼容的設(shè)備組成系統(tǒng)，確保系統(tǒng)長期可靠的運行。
      
5.靈活實用性：整個系統(tǒng)的設(shè)計貫徹以用戶需求為準(zhǔn)則，面向用戶，非常的人性化，操作方便、實用性強。
      
6.可擴展性：所選器材均具有較強的兼容性和可擴展性，便于系統(tǒng)的充實完善和升級。
      
五、系統(tǒng)拓樸圖：



拓?fù)鋱D
      
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(fù)雜，成為日常維護工作的主要障礙。在鐵路系統(tǒng)內(nèi)部推行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將能極大的解決上述矛盾。建立遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)，操作員和各部門領(lǐng)導(dǎo)可利用鐵路系統(tǒng)現(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡(luò)和辦公微機，在調(diào)度中心或者當(dāng)?shù)貦C務(wù)段實現(xiàn)對全部監(jiān)控現(xiàn)場或者當(dāng)?shù)氐牡揽?，車站和鐵路沿線環(huán)境的監(jiān)控，大大減輕日常人員巡視的工作量，便于及時發(fā)現(xiàn)危險隱患，保障安全生產(chǎn)。
      
系統(tǒng)設(shè)計描述：
      
1)首先是建立覆蓋車站、貨場、道口的無線網(wǎng)絡(luò)。
      
無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是非常成熟的技術(shù)，有國際規(guī)范的IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)鐵路部門的需求和具體地理情況分析，系統(tǒng)設(shè)計方案以大功率基站加特殊方向圖天線的方式為設(shè)計原則，如果有特別的地方無法覆蓋，再考慮使用中繼方式，做到無線信號的針對性全面覆蓋。
      
2)監(jiān)控點：采用嵌入式技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)攝像機，一方面非常適合于野外無人職守的工作方式，另一方面與無線局域網(wǎng)結(jié)合，可以利用IP網(wǎng)絡(luò)傳輸現(xiàn)場圖像，非常適合遠(yuǎn)距離監(jiān)控。
      
3)中央控制室：無線網(wǎng)絡(luò)最終在中控室與內(nèi)部有線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合。中控室的工作人員可以在高檔PC機擔(dān)當(dāng)?shù)谋O(jiān)控服務(wù)器上，通過監(jiān)控軟件，觀看現(xiàn)場情況，也可以再利用投影儀，將圖像投射到銀幕上，供多人觀看，或現(xiàn)場集中指揮等。如果有必要，還可以通過另一臺服務(wù)器，將現(xiàn)場的圖像錄下來，以便存檔或回放。
      
鐵路機務(wù)段占地面積大，部門眾多，人員復(fù)雜，承擔(dān)著車輛調(diào)度，維護，檢修等重要任務(wù)，并且擔(dān)負(fù)著貨物運輸，檢驗，儲存等任務(wù)。因此，機務(wù)段的管理、安全保障是首要考慮問題。
      
利用先進的電視監(jiān)控保安設(shè)備，可有效的加強對機務(wù)段的管理，直觀及時的反映重要地點的現(xiàn)場情況，增強安全保障措施，如實地顯示和記錄各個場所現(xiàn)場圖象資料。是機務(wù)段現(xiàn)代化管理的有力工具。
      
本系統(tǒng)保證各級圖象清晰逼真，滿足畫面處理質(zhì)量;絕對保證設(shè)備質(zhì)量、系統(tǒng)穩(wěn)定、控制可靠，可晝夜持續(xù)工作，并具有操作方便、易學(xué)易用的特點;滿足用戶各種監(jiān)控和控制功能;系統(tǒng)具有一定的擴展冗余，可隨時擴展和升級;在保證以上幾項前提下，精心選型，科學(xué)配置，降低造價。
      
系統(tǒng)特點
      
采用先進數(shù)字化監(jiān)控設(shè)備，功能齊全，操作簡便;
基于現(xiàn)有局域網(wǎng)設(shè)備開發(fā)，在保證效果的前提下節(jié)約開支;
主控室通過計算機可以隨時監(jiān)視各監(jiān)視點的情況并可回查錄象資料;
可控制云臺鏡頭的動作;
外裝監(jiān)視裝置造型美觀;
各分控室可監(jiān)視和記錄本地的圖象資料，并可控制云臺鏡頭的動作;
所有視頻資料可保存于多種介質(zhì)上，如CD-ROM，DVD;
整個系統(tǒng)具有一定的擴容能力。