鐵路智能化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案
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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(yùn)輸部門,其日常的穩(wěn)定運(yùn)行決定了國民生產(chǎn)、生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn),加之,鐵路系統(tǒng)部門眾多、地點(diǎn)分散,現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜,成為日常維護(hù)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和辦公電腦,在調(diào)度中心或者當(dāng)?shù)貦C(jī)務(wù)段實(shí)現(xiàn)對(duì)全部監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)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(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)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(duì)鐵路監(jiān)控點(diǎn)分散、難以管理的特點(diǎn),鐵路網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)具體所要實(shí)現(xiàn)的功能有:
2、集中對(duì)車站廣場(chǎng)、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(shí)監(jiān)控多現(xiàn)場(chǎng)的安全情況。
3、鐵路貨場(chǎng)范圍較廣,需要隨時(shí)監(jiān)控貨場(chǎng)安全保衛(wèi)情況。
4、利用專有通信線路,對(duì)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(shí)了解設(shè)備運(yùn)行情況。
5、隨時(shí)監(jiān)控重要道口、路口的人流、車流情況,保證車輛安全運(yùn)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(yùn)營狀況具有電視墻功能,將需要的視頻信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)能根據(jù)沿途氣象信息報(bào)警信號(hào),及時(shí)作出行車速度限制系統(tǒng)連接,對(duì)出現(xiàn)的緊急狀況如泥石流、洪水、交通意外等及時(shí)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(jī)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(gè)系統(tǒng)分布成幾塊/組,多級(jí)管理,就像一個(gè)國家從中央到省、市、區(qū)縣,層層隸屬管理,一個(gè)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(jī)構(gòu)則可通過中間各級(jí)機(jī)構(gòu)管理到最基層。如下圖1:
2.雙工可視對(duì)講:
在圖1的結(jié)構(gòu)圖中,分區(qū)中心與所管轄的站點(diǎn)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(shí)出現(xiàn)2個(gè)或2個(gè)以上的呼叫請(qǐng)求時(shí),系統(tǒng)將按時(shí)間順序自動(dòng)排序,接聽對(duì)講。中央中心與任何一個(gè)分區(qū)中心都可以進(jìn)行雙向?qū)χv,同樣,當(dāng)同時(shí)出現(xiàn)2個(gè)或2個(gè)以上的呼分區(qū)中心與非管轄站點(diǎn)之間不能進(jìn)行對(duì)講通話。雙向?qū)χv的同時(shí),中心還希望能夠看到站點(diǎn)的圖像,所以圖像、語音的同步傳送和即時(shí)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(xiàng)傳輸,所以只是單項(xiàng)可視,即上級(jí)可以查看下級(jí)的圖像,而下級(jí)不能看到上級(jí)的圖像。這樣既符合管理的制度,又有比較高的性價(jià)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(tái)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(gè)互相銜接的部分組成:現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(或簡(jiǎn)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(jiǎn)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?cái)z象機(jī)(彩色或黑白、固定或活動(dòng)云臺(tái)、定焦或變焦)、各類報(bào)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(jī)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(gè)設(shè)備中,安裝、調(diào)試極為方便。同時(shí),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(chǎng)日常維護(hù)。在實(shí)際的安裝使用中,該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性較微機(jī)平臺(tái)大為提高,并且日常維護(hù)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(jiǎn)便,更重要的是,能支持網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)用戶同時(shí)觀看或控制所有的監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng),這對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)登錄用戶、分站設(shè)備的集中管理和視頻圖象解壓,存儲(chǔ)等功能。簡(jiǎn)單的主站由一個(gè)或數(shù)個(gè)監(jiān)控終端組成,它們往往以分時(shí)形式完成一對(duì)一或一對(duì)多的視頻監(jiān)控任務(wù)。如果需要實(shí)現(xiàn)報(bào)警、錄象等監(jiān)控任務(wù),主站設(shè)備可添加報(bào)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(gè)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(gè)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(gè)監(jiān)控終端。這些監(jiān)控終端不用鋪設(shè)專門微機(jī)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(diǎn),通過視頻系統(tǒng)服務(wù)器完成用戶管理;機(jī)務(wù)段、攝象機(jī)分組;遙控優(yōu)先級(jí)設(shè)置和調(diào)度;視頻圖象的存儲(chǔ)、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(yùn)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(chǎng),直觀的顯示各級(jí)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(gè)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希蛋嗳藛T可清楚直觀的監(jiān)控到各分站傳輸?shù)囊曨l,及時(shí)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(shí)時(shí)對(duì)機(jī)房重點(diǎn)部位24小時(shí)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(bào)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(hào),系統(tǒng)能自動(dòng)報(bào)警,上傳報(bào)警信息并進(jìn)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(qiáng)對(duì)機(jī)房進(jìn)出人員的管理。通過音視頻監(jiān)控使機(jī)房管理人員能夠隨時(shí)隨地看到機(jī)房設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)工作人員的工作情況,還可以當(dāng)?shù)氐娜藛T對(duì)話,加強(qiáng)機(jī)房管理的互動(dòng)性。
結(jié)合當(dāng)?shù)氐呐潆娤到y(tǒng),如一級(jí)配電,二級(jí)配電,UPS和防雷器等,工作人員可以隨時(shí)隨地得到機(jī)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(cè)設(shè)備,及時(shí)反應(yīng)空調(diào)系統(tǒng),溫濕度,新風(fēng)機(jī)和漏水監(jiān)測(cè)等機(jī)房環(huán)境保障設(shè)備的數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)能對(duì)所有設(shè)備設(shè)置報(bào)警上下限,任何設(shè)備數(shù)據(jù)超出這個(gè)范圍,系統(tǒng)能夠產(chǎn)生報(bào)警信。并能在一定范圍聯(lián)動(dòng)設(shè)備,例如錄像,后備發(fā)電機(jī),噴淋,新風(fēng)機(jī)等。
監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有友好的人機(jī)對(duì)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(diǎn)
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(qiáng)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(hào),非常方便的供管理者隨時(shí)隨地調(diào)看任意路圖象和對(duì)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(zhǎng)期可靠的運(yùn)行。
5.靈活實(shí)用性:整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(shí)用性強(qiáng)。
6.可擴(kuò)展性:所選器材均具有較強(qiáng)的兼容性和可擴(kuò)展性,便于系統(tǒng)的充實(shí)完善和升級(jí)。
五、系統(tǒng)拓樸圖:
拓?fù)鋱D
作為國家重要的運(yùn)輸部門,其日常的穩(wěn)定運(yùn)行決定了國民生產(chǎn)、生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn),加之,鐵路系統(tǒng)部門眾多、地點(diǎn)分散,現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜,成為日常維護(hù)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和辦公微機(jī),在調(diào)度中心或者當(dāng)?shù)貦C(jī)務(wù)段實(shí)現(xiàn)對(duì)全部監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)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(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)隱患,保障安全生產(chǎn)。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)描述:
1)首先是建立覆蓋車站、貨場(chǎng)、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(jì)方案以大功率基站加特殊方向圖天線的方式為設(shè)計(jì)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(hào)的針對(duì)性全面覆蓋。
2)監(jiān)控點(diǎn):采用嵌入式技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī),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(chǎng)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(jī)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(chǎng)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(chǎng)集中指揮等。如果有必要,還可以通過另一臺(tái)服務(wù)器,將現(xiàn)場(chǎng)的圖像錄下來,以便存檔或回放。
鐵路機(jī)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(hù),檢修等重要任務(wù),并且擔(dān)負(fù)著貨物運(yùn)輸,檢驗(yàn),儲(chǔ)存等任務(wù)。因此,機(jī)務(wù)段的管理、安全保障是首要考慮問題。
利用先進(jìn)的電視監(jiān)控保安設(shè)備,可有效的加強(qiáng)對(duì)機(jī)務(wù)段的管理,直觀及時(shí)的反映重要地點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)情況,增強(qiáng)安全保障措施,如實(shí)地顯示和記錄各個(gè)場(chǎng)所現(xiàn)場(chǎng)圖象資料。是機(jī)務(wù)段現(xiàn)代化管理的有力工具。
本系統(tǒng)保證各級(jí)圖象清晰逼真,滿足畫面處理質(zhì)量;絕對(duì)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(diǎn);滿足用戶各種監(jiān)控和控制功能;系統(tǒng)具有一定的擴(kuò)展冗余,可隨時(shí)擴(kuò)展和升級(jí);在保證以上幾項(xiàng)前提下,精心選型,科學(xué)配置,降低造價(jià)。
系統(tǒng)特點(diǎn)
采用先進(jìn)數(shù)字化監(jiān)控設(shè)備,功能齊全,操作簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)可以隨時(shí)監(jiān)視各監(jiān)視點(diǎn)的情況并可回查錄象資料;
可控制云臺(tái)鏡頭的動(dòng)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(tái)鏡頭的動(dòng)作;
所有視頻資料可保存于多種介質(zhì)上,如CD-ROM,DVD;
整個(gè)系統(tǒng)具有一定的擴(kuò)容能力。