遠(yuǎn)程數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控解決方案在鐵路系統(tǒng)的應(yīng)用———遠(yuǎn)程數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控解決方案在

　鐵路系統(tǒng)部門眾多，地點(diǎn)分散、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，使得鐵路安防系統(tǒng)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化提上日程。2008年初發(fā)生在我國(guó)南方的冰雪災(zāi)害，也充分暴露出了當(dāng)前鐵路系統(tǒng)在安全管理方面的問題。本文為一個(gè)遠(yuǎn)程數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控解決方案，以饗讀者。

　　隨著社會(huì)的發(fā)展，近年來，鐵路系統(tǒng)的信息化建設(shè)不斷深入發(fā)展，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。鐵路系統(tǒng)作為國(guó)家重要的運(yùn)輸部門，其日常的穩(wěn)定運(yùn)行決定了國(guó)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。

　　筆者認(rèn)為盡管當(dāng)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(shè)備，但是還是存在一些問題的。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是原來的視頻監(jiān)控設(shè)備都是以車站為單位規(guī)劃和設(shè)計(jì)的，因?yàn)槊總€(gè)車站都是相對(duì)獨(dú)立的單位，每個(gè)車站只負(fù)責(zé)自己管轄范圍內(nèi)的事件，這就導(dǎo)致鐵路系統(tǒng)不能形成一個(gè)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(shè)速度在逐年增長(zhǎng)，新情況不斷出現(xiàn)，原有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)很難適應(yīng)不斷發(fā)展的形勢(shì)。

　　因此建設(shè)一個(gè)先進(jìn)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(duì)鐵路系統(tǒng)的遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字視頻監(jiān)控解決方案。接下來筆者就以遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在廣鐵集團(tuán)的實(shí)際項(xiàng)目的應(yīng)用解決方案為基礎(chǔ)，來分析此類視頻監(jiān)控解決方案的應(yīng)用。

　　根據(jù)鐵路系統(tǒng)特殊的需求，該系統(tǒng)能夠?yàn)殍F路系統(tǒng)提供現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控解決方案，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控;可根據(jù)鐵路部門的特點(diǎn)，實(shí)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(guó)指揮中心等多級(jí)別、大規(guī)模的、完整可靠的解決方案。有效的監(jiān)視安全運(yùn)行的同時(shí)，可將防范區(qū)域內(nèi)突發(fā)事故的過程收入鏡頭，為預(yù)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(jí)管理部門可隨時(shí)掌握實(shí)時(shí)的安全運(yùn)行情況，做出正確的決策。

　　需求分析

　　根據(jù)鐵路部門的實(shí)際情況，建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體功能需要和要求如下： ·設(shè)備能適應(yīng)環(huán)境的變化，能高效、長(zhǎng)期、可靠和穩(wěn)定運(yùn)行;達(dá)到“多級(jí)管理、統(tǒng)一指揮”的運(yùn)行管理模式;

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

　　·可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量視頻圖像遠(yuǎn)距離傳輸;

　　·實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程瀏覽視頻信息;

　　·可實(shí)現(xiàn)集中圖像存儲(chǔ);

　　·具有遠(yuǎn)程控制功能;

　　·可實(shí)現(xiàn)報(bào)警聯(lián)動(dòng);

　　·支持系統(tǒng)的可擴(kuò)展性;

　　·系統(tǒng)的管理采用分級(jí)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(rèn)為選用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將能很好的滿足項(xiàng)目需求。遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(chǔ)、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(luò)為傳輸媒介，基于TCP/IP協(xié)議，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的數(shù)字視頻圖像監(jiān)視系統(tǒng)。其特點(diǎn)是“全數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)化”的系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)將攝像機(jī)的模擬視頻信號(hào)及控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)發(fā)送、接收、控制、存儲(chǔ)與顯示，在統(tǒng)一的管理平臺(tái)上管理和控制，從而達(dá)到網(wǎng)絡(luò)化、多級(jí)別的管理目的。

　　實(shí)際案例應(yīng)用分析

　　項(xiàng)目介紹

　　廣鐵集團(tuán)所管轄的廣州至長(zhǎng)沙段鐵路沿線，總長(zhǎng)度將近1000公里，沿線有眾多的大小車站，利用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，建設(shè)一個(gè)有效的安全防范管理系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)組成

　　從行政管理級(jí)別上分為兩級(jí)管理，分別是車站和集團(tuán)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(luò)，前端圖像采集部分、遠(yuǎn)程監(jiān)控管理終端。下面主要從系統(tǒng)架構(gòu)上進(jìn)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(shè)備主要由服務(wù)器、電腦、監(jiān)視器(電視墻)等構(gòu)成，采用管理平臺(tái)軟件，進(jìn)行整個(gè)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(jí)功能。

　　2、車站監(jiān)控室

　　車站監(jiān)控室硬件設(shè)備主要由服務(wù)器、電腦、監(jiān)視器(電視墻)等構(gòu)成，采用配套視頻軟件，進(jìn)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(luò)線路，或鐵路部門自己已有的專線線路，這樣可以減少單獨(dú)新建網(wǎng)絡(luò)線路的成本投資，也可以避免重復(fù)投資建設(shè);

　　·無線傳輸：針對(duì)部分地段鐵路沿線的特殊情況，部分監(jiān)控點(diǎn)是采用的無線微波傳輸方式，具體的實(shí)現(xiàn)是這樣的：攝像機(jī)視頻信號(hào)用同軸電纜到微波發(fā)射器，然后在最近的車站架設(shè)微波接收器，用來接收視頻信號(hào)。一般情況下，一個(gè)車站規(guī)劃不超過10個(gè)點(diǎn)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(hào)后，再通過網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，接入到鐵通的寬帶網(wǎng)絡(luò)中。

　　4、前端圖像采集部分

　　這一部分承擔(dān)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(diǎn)分布在：

　　·對(duì)售票大廳、車站廣場(chǎng)、候車大廳及旅客通道等人員稠密處監(jiān)控，同時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的安全情況;

　　·對(duì)車站站臺(tái)的監(jiān)控;

　　·對(duì)貨場(chǎng)的監(jiān)控;

　　·對(duì)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(yùn)行;

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

　　前端主要采用各種模擬攝像機(jī)、模擬高速球攝像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器等，采集現(xiàn)場(chǎng)的視頻圖像信息。

　　5、遠(yuǎn)程客戶端

　　遠(yuǎn)程客戶端訪問，主要是指各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及各級(jí)管理人員可以隨時(shí)通過辦公電腦監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)圖像。局領(lǐng)導(dǎo)、站領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)各級(jí)科室都可利用現(xiàn)有的辦公微機(jī)建立分控終端。這些監(jiān)控終端不用鋪設(shè)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(diǎn)。

　　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

　　·系統(tǒng)管理功能

　　1、設(shè)備管理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各種設(shè)備的管理，包括前端的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、后端的服務(wù)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(jìn)行權(quán)限分配，系統(tǒng)管理員級(jí)，可所看到的監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行控制。操作員級(jí)，可對(duì)部分監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行控制。瀏覽用戶級(jí)，僅可進(jìn)行視頻觀看，不能對(duì)設(shè)備進(jìn)行任何操作和設(shè)置。

　　·圖像瀏覽與控制功能

　　軟件運(yùn)行，系統(tǒng)自動(dòng)加載用戶所擁有的所有監(jiān)控點(diǎn)，顯示所有監(jiān)控點(diǎn)信息，對(duì)所顯示的圖像可以通過界面控制按鈕進(jìn)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程PTZ控制。

　　·錄像及資料回放功能

　　可以設(shè)置多種錄像方式、如定時(shí)、報(bào)警錄像、手動(dòng)錄像等;可以在本地錄像，也可以在上級(jí)監(jiān)控中心錄像;錄像硬盤空間檢測(cè);可以從錄像服務(wù)器中檢索、播放、下載錄像資料。

　　·流媒體分發(fā)功能

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

　　·完善的報(bào)警功能

　　報(bào)警處理策略包括：報(bào)警后聲音和燈光啟動(dòng);報(bào)警錄像和預(yù)錄功能;報(bào)警自動(dòng)切換圖像;報(bào)警自動(dòng)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?jǐn)?shù)字矩陣切換功能，在監(jiān)視器上輪巡多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)圖像，每一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)圖像停留時(shí)間任選。

　　·電子地圖設(shè)置

　　每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)和報(bào)警點(diǎn)都在地圖上生成特定的圖標(biāo);可以快速定位;雙擊圖標(biāo)可顯示相應(yīng)的監(jiān)控點(diǎn)圖像。

　　主要設(shè)備的選配

　　前端部分：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況可以選用：

　　半球攝像機(jī)——應(yīng)用在室內(nèi)固定監(jiān)視的場(chǎng)所;

　　槍機(jī)攝像機(jī)——應(yīng)用在室內(nèi)外固定監(jiān)視的場(chǎng)所;

　　紅外槍機(jī)——應(yīng)用在需要全天候、晚上光線微弱的場(chǎng)所;

　　高速球攝像機(jī)——應(yīng)用在需要大范圍監(jiān)控的場(chǎng)所;

　　每個(gè)攝像機(jī)配合使用一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳上網(wǎng)絡(luò);

　　管理軟件選用‘網(wǎng)視星’管理平臺(tái);

　　服務(wù)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(xiàng)目建設(shè)之前，很多沿線車站點(diǎn)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(gè)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(shè)計(jì)的：

　　1、因?yàn)樵械母鱾€(gè)模擬的監(jiān)控系統(tǒng)中，最主要的中心控制設(shè)備是矩陣，這樣在不改變?cè)斜O(jiān)控系統(tǒng)的前提下，增加網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，即矩陣的視頻輸出端接入網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的RS422控制線連接矩陣的相應(yīng)接口。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的數(shù)量視情況，配置1-3臺(tái)即可，這樣每個(gè)小系統(tǒng)可以同時(shí)有1-3監(jiān)控點(diǎn)圖像，傳到整個(gè)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(luò)視頻服務(wù)器和模擬矩陣的控制數(shù)據(jù)的兼容方面，因?yàn)樵瓉硎褂玫木仃嚻放撇⒉唤y(tǒng)一，所以要求網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器廠家必須要針對(duì)每個(gè)品牌的矩陣做二次開發(fā)，達(dá)到能控制矩陣的目的。據(jù)了解目前市場(chǎng)上具備此技術(shù)實(shí)力的廠家不多。

　　解決方案主要特點(diǎn)

　　1、先進(jìn)性

　　采用國(guó)際上最先進(jìn)H.264壓縮算法的設(shè)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(shí)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(luò)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(luò)費(fèi)用，H.264的最高分辨率可達(dá)720×576，接近DVD畫面效果，因此對(duì)運(yùn)動(dòng)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(luò)瀏覽功能，可靈活進(jìn)行系統(tǒng)軟件升級(jí)，避免對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生多大的影響。只須通過以太網(wǎng)即可直接實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，不但可多人同時(shí)監(jiān)控多個(gè)點(diǎn)，無距離限制及時(shí)傳輸圖像信息?？筛鶕?jù)當(dāng)前的應(yīng)用環(huán)境，自行設(shè)定顯示畫面的大小、解析度等各項(xiàng)圖像參數(shù);

　　遠(yuǎn)程多級(jí)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(dá)的網(wǎng)絡(luò)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(shè)立全國(guó)-省-市-縣多級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

　　3、保密性

　　獨(dú)有的IP地址，可設(shè)置不同等級(jí)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(shè)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(luò)攝像機(jī)均為嵌入式系統(tǒng)，在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)基礎(chǔ)上通過內(nèi)置的高效壓縮芯片對(duì)采集到的模擬視頻信號(hào)進(jìn)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(shè)備。

　　5、完善性

　　可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)報(bào)警，包括周邊防護(hù)、數(shù)據(jù)采集、燈光控制等，可根據(jù)需要設(shè)定，當(dāng)警報(bào)觸發(fā)前后時(shí)聯(lián)動(dòng)錄像，便于事后檢索查看。

　　6、擴(kuò)展性

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

　　授權(quán)用戶通過任何一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)，就可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的任意監(jiān)控，真正實(shí)現(xiàn)了“遠(yuǎn)在天涯，近在咫尺”和“運(yùn)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(luò)攝像機(jī)接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了即插即用功能，無距離限制，免去了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)配置和布線工作，大大減少了工程及安裝成本。

　　施工維護(hù)的注意事項(xiàng)

　　在具體施工中，本文重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)一個(gè)方面，就是防雷方面，因?yàn)楹芏嗟谋O(jiān)控點(diǎn)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(diǎn)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(yīng)雷的設(shè)備。

　　在使用過程中出現(xiàn)故障的維護(hù)過程中，尤其要重點(diǎn)檢查網(wǎng)絡(luò)線路是否正常，因?yàn)榇隧?xiàng)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(shè)備方面出現(xiàn)故障的機(jī)率不多，而且視頻設(shè)備出現(xiàn)故障也容易維護(hù)，維護(hù)的周期也短。所以通訊線路方面是要重點(diǎn)維護(hù)部分。

　　結(jié)語

　　隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷深入，視頻監(jiān)控技術(shù)只有沿著網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)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(jiǎn)便性的要求。預(yù)計(jì)今后幾年，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將會(huì)極大地促進(jìn)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(tái)結(jié)合，成為鐵路系統(tǒng)集中管理必不可少的一部分，對(duì)保證社會(huì)平安、促經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要作用。