在保證速度的同時，切實給旅客提供一個安全的出行環境，這是目前智能鐵路發展的目標;而在達成這個目標的過程中，高清的圖像反饋、即時的鐵路通信數據處理、高效的鐵路車輛調度、準確的報警聯動等監控指揮系統的應用成為了關鍵……
近年來，“智慧城市”在全國各地愈演愈烈，隨之而來智慧公共安全、智慧社會、智慧醫療等各大“智慧”項目全面展開;作為連接各大城市、地區間的主動脈，我國的鐵路事業也順勢進入了智能化的新時代。
鐵路的智能化發展趨勢將表現為綜合化、多部門驅動型的發展模式，需要即時、可靠與安全的軌道交通信息系統管理，以此達到乘客的安全與高速出行。在科技鑄就的高鐵時代里，鐵路系統演變成為一個系統化、集成化的大型工程，鐵路運輸指揮、生產管理、設備監控等都離不開視頻監控系統，這也就對鐵路的視頻監控系統提出了更高的要求。
鐵路視頻監控特點
鐵路的視頻監控系統，要求采用先進的視頻監控技術，基于鐵路系統的IP網絡，構建數字化、智能化、分布式的網絡視頻監控系統，滿足公安、案件、客運、調度、車務、機務、公務、電務、車輛、供電等業務部門及防災監控、求援搶險和應急管理等多種需求，實現視頻網絡資源和信息資源共享。鐵路的視頻監控系統通常采用先進的視頻編碼及視頻分析技術，實現低碼流下高清晰視頻圖像采集、編碼、傳輸、錄像、轉發及自動報警功能。指揮人員和警務人員通過自己工作區域內的大屏幕或電腦工作站可以清楚地了解轄區和全線車站、區間、橋梁、路基、機房等重點區段和設備的情況，并迅速、準確地處理突發事件。
鐵路視頻監控主要需求體現在：鐵路視頻監控應用的具體設備包括攝像機(多數是室外PTZ云臺攝像機及室內外快球一體攝像機)、編碼器、硬盤錄像機(DVR)、網絡錄像機(NVR)、中央管理平臺(CMS)、視頻分析設備(VCR)、解碼顯示及存儲設備。對鐵路視頻監控系統的總體要求是：安全、可靠、開放、可擴充等。做到技術先進、經濟合理、實用可靠。
而就目前來說，切實地滿足在整個鐵路運輸過程中，視頻監控系統的即時、可靠、全面運行，存在著諸多的困難。首先，不同于一般的監控對象，鐵路視頻監控點位通常比較分散、跨度比較大，一般幾百甚至上千公里。其次，作為連接各地的軌道交通行業，鐵路視頻監控攝像機需要戶外工作，環境通常比較惡劣，監控點多為室外高桿或鋼架上安裝，施工難度比較噠;此外，由于其惡劣的戶外環境因素影響，視頻采集、編解碼及部分存儲設備分散分布在無人值守機房，安裝調試成本高;食品分析環境復雜、風霜雨雪霧、攝像機抖動、燈光等干擾因素可能導致失誤報警。同時不能忽視的是，作為運輸旅客的工具，鐵路用戶數量眾多，系統需要有良好的權限管理、視頻流并發訪問及轉發能力支持，尤其面對時速300公里的高鐵時代，海量的數據處理與分析也是視頻監控系統操作的一大難點。
網絡集成必然之趨
由以上鐵路視頻監控系統的特點不難看出，“數字網絡視頻監控系統”是鐵路安防建設的最好選擇。但是，在其路線漫長且穿越了各種復雜的地理環境因素下，單一的視頻監控系統顯然已經無法滿足當前鐵路安全運行的形勢：今年4月中國南車打造的新一代高速動車組相繼在滬杭線創造了416.6公里、在京滬線先導段創造了486.1公里的時速，在刷新了世界鐵路運營最高時速的同時，也宣告了更高的鐵路路網安全等級與精細維護的要求，此外，不能忽略的是，高速意味著更快的即時數據處理壓力，這對鐵路交通信息系統的管理與運作能力無疑是一次挑戰;同時，“7 23”甬溫線動車追尾事故仍歷歷在目，2008年我國鐵路系統遭遇到的冰雪災害襲擊如在昨日……接踵的鐵路事故，必定要進行即時的事故處理，而鐵路交通/通信信息的孤島化問題漸受關注……在我國鐵路領域完成多級聯網監控，真正實現全行業的互聯互通將是大勢所趨。
隨著IVS智能視頻分析技術的功能及應用要求明確寫入《鐵路綜合視頻監控系統技術規范》，在鐵路行業建設全天候無盲區安防監控系統已被提上主管部門的議事日程，部分專業的系統集成商開始有針對性地推出了先進的鐵路監控解決方案。那種集成了IVS智能視頻分析技術的安防監控系統，能對危及列車運行安全的自然災害、突發事件等進行實時監測分析，精確判定各類安全隱患、災害及故障的類型、性質和級別，從而為營運指揮中心及時調整運行計劃、下達行車管制、搶險救援等提供強有力的信息保障。未來，這種先進的綜合安防監控方案無疑會占據鐵路安防市場的主流地位。
總體而言，欲實現鐵路事業的智能化，綜合網絡視頻監控系統的選擇是關鍵，其主要應用包括：運營調度視頻監控、公安視頻監控、通信/信號視頻監控、牽引供電視頻監控、電力供電視頻監控等。并預留客運服務視頻監控和防災安全視頻監控系統接入，具體業務和功能包括如下幾個方面：
(1)運營調度視頻監控：實現對全線“公跨鐵”立交橋的全天候遠程實時監控，對落物發現、人員入侵、設備遺失等異常情況實施全天候監控，防止影響安全事故的發生;對各車站咽喉區實時視頻監控，全天候監視列車進出站情況，對咽喉區的異物入侵、設備丟失等情況進行主動警示;對個車站行車情況實時視頻監控。
(2)通信/信號視頻監控部分：對各車站通信/信號室、各信號中繼站、GSM-R基站、維修工區的通信室等無人值守機房進行視頻監控，通過與相關系統的配合，實現告警后觸發相關視頻的動作及聯動。
(3)變配電站視頻監控：對全線開閉所、牽引變電所、AT所/分區所等無人值守場所進行視頻遠程監控;對10kV配電所無人值守設備工作狀態及場所進行遠程視頻監控。
(4)客運服務視頻監控：對全線車站重點場所以及其他相關場所進行視頻監控。
典型解決方案
在國外，早在21世紀初智能解決方案就有很大發展;就我國而言，目前國內眾多安防廠家將其納入重點研發項目，并已經擁有一些成功的智能鐵路項目案例。筆者所在公司，秉承高清監控綜合解決方案先鋒理念，采用視頻監控集成技術，憑借其視頻監控綜合管理平臺，近些年成功為全國一百多個平安城市、智慧城市提供了智能解決方案;下面擇其在我國某鐵路項目中的解決案例來詳盡談談綜合視頻監控系統在智能鐵路中的運用。
基于對項目需求的綜合分析，結合公司在視頻監控行業13年的豐富服務經驗，筆者公司選用了全網絡視頻監控構架，系統利用先進的計算機網絡技術、通信技術、多媒體技術、微電子技術，實現具有一定實用性、先進性、可靠性、開放性的“綜合遠程監控報警管理系統”。在整個項目中，其整體設計思路如下：
前端視頻采集：推薦選用高清網絡高速球型攝像機、高清網絡彩色槍型攝像機、高清網絡寬動態槍型攝像機、高清網絡半球攝像機、高清網絡云臺攝像機、高清網絡激光云臺攝像機;
網絡傳輸：車站區段視頻監控系統應采用光纖收發器+交換機的傳輸模式;沿線路橋和供變電站視頻監控系統應采用EPON傳輸模式;各站點與鐵路局總控中心之間應采用SDH傳輸模式;
存儲：推薦選用嵌入式IPSAN存儲服務器+NVR;
解碼顯示：推薦選用嵌入式機架式高清硬件解碼器、漫游拼接控制器、高清大屏;
管理控制：推薦選用嵌入式網絡視頻管理系統(E
-NVS)+流媒體轉發服務器+網絡鍵盤的構架;
前端視頻采集：在鐵路路基、路口、橋梁、隧道、公跨鐵、咽喉區、火車站廣場出入口、廣場公共區域、人工售票窗口、自助售票機區域、售票廳、進站口、安檢出入口、上下扶梯口、上下樓梯口、候車廳、站臺、旅客通道、變電站、鐵路沿線事故多發路段部署高清網絡高速球型攝像機、高清網絡彩色槍型攝像機、高清網絡寬動態槍型攝像機、高清網絡半球攝像機、高清網絡云臺攝像機、高清網絡激光云臺攝像機，負責現場實時視頻采集;
網絡傳輸：車站區段視頻監控系統應采用光纖收發器+交換機的傳輸模式;沿線路橋和供變電站視頻監控系統應采用EPON傳輸模式;各站點與鐵路局總控中心之間應采用SDH傳輸模式;
中心監控室：在中心監控室部署嵌入式網絡視頻綜合管理平臺、流媒體轉發服務器、IPSAN擴展存儲設備、網絡控制鍵盤、視頻管理工作站、高清解碼器、液晶監視器等，負責全網視頻監控設備的統一管理、用戶權限管理、流媒體存儲和轉發服務。同時實現數字矩陣、電子地圖、報警聯動、智能分析、3D控球等實用功能;
系統構架：整個系統分3級構架
第1級：路基路段和變電站視頻監控，它負責本轄區音頻、視頻、報警信號的本地存儲、本地管理、本地顯示，同時將重點視頻上傳至車站分控中心，進行視頻備份，主要以NVR+IPC為核心;
第2級：火車站視頻監控，它負責本車站內部客流、車流、物流的實時監控和錄像，同時監控中心負責集中IPSAN存儲、流媒體轉發、報警處理、視頻解碼上墻等，同時接收來自路基路段監控和變電站監控的備份視頻;
第3級：鐵路局總控中心，它負責對整個項目所有監控設備進行統一管理、統一調度，它擁有最高管理權限。
前端監控點具體說明
針對重點監控區域、重點監控目標應采用720P高清網絡攝像機(例如：收銀區域、財物室)，以獲取更多監控畫面細節信息，如看清車牌號碼，看清人臉面部特征，看清人民幣面值等;
針對一般監控區域，應采用標清網絡攝像機，通過監控畫面和錄像回放，可以了解監控區域現場人流、車流、物流活動過程;
應針對監控現場的安裝環境、光照環境、監控視角、監控景深對攝像機進行綜合選型;
監控點位的選擇應最大限度地滿足全天候、全覆蓋、無監控死角的要求;
監控點位的選擇應滿足布線施工簡易方便，攝像機與周邊墻體環境相協調等要求;
管理平臺構架設計
在整個綜合視頻監控系統中，其管理平臺是核心，也是實現整體大聯網與集成的指揮臺，具有以下功能：
集中管理:E-NVS網絡視頻監控管理平臺可以對整個系統實現集中管理，通過友好的界面管理所有的IPC攝像機、編解碼器、DVR、NVR、IPSAN存儲設備、網絡鍵盤等，實現需求中的所有系統功能;
平臺采用C/S和B/S結構:采用C/S結構時，視頻客戶端軟件兼容Windows系列操作系統。采用B/S結構時，能支持Windows系列操作系統下的IE6.0瀏覽器，管理平臺軟件構架如下：
采用嵌入式高集成度結構：為了保證系統運作的穩定性，采用嵌入式方式開發。該系統集成了平臺軟件、服務器、存儲設備的所有功能，后臺管理無需采用服務器及磁盤陣列/NAS/IPSAN等存儲設備，使用RAID做硬盤管理(16盤位)，最大可支持16個SATA硬盤。
在此項目中，為了充分滿足高速中的數據處理與特殊事故環境下的系統修補，其選擇的綜合管理平臺還具有相應的增強功能：
管理平臺主備冗余功能：
靈活強大的擴容功能：
結束語
速度與安全，對于鐵路交通來說是兩個老生常談的話題。國家“十二五”規劃明確指出，鐵路軌道交通要向著安全與速度并行的智能化方向發展。直面我國近1.3萬公里鐵路客運專線，在保證速度的同時，切實給旅客提供一個安全的出行環境，這是目前智能鐵路發展的目標;而在達成這個目標的過程中，高清的圖像反饋、即時的鐵路通信數據處理、高效的鐵路車輛調度、準確的報警聯動等監控指揮系統的應用成為了關鍵，簡言之，智能鐵路全面實施的前提是智能網絡監控系統的全面普及——這也是目前安防行業的一大期待。
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