视频监控系统在铁路行业中的应用

视频监控系统在铁路行业中的应用摘要近几年来，随着科学技术的飞速发展，使得视频监控系统 在各个领域均得到广泛应用。对于铁路事业而言也不例外，视 频监控系统也逐渐得到应用。视频监控系统是铁路行车设备的 重要组成部分，同时也是确保铁路运输、行车与人员、施工作 业安全的重要手段，在铁路行业中占有重要地位。因此，本文 首先分析视频监控系统的必要性；然后探讨视频监控系统的规 划构想；最后分析当前应用现状及应用前景，旨在确保我国铁 路事业更好、更快的发展。铁路行业视频监控系统应用铁路视频监控系统是传统视频技术与现代通信技术相互结 合的产物，近年来在铁路行业中得到应用及畿展。它是铁路运 输、施工作业及公安保卫等监控的重要组成部分，也是铁路行 车设备的一部分。重点监控列车接发点、桥梁、隧道两端、人 行道口、防盗，提供铁路列车运行状态、运输施工作业、抢险 救灾等各种图像，进而为铁路运行活动及打击盗窃行为提供参 考依据。鉴于以上作用，设计一套完整的铁路视频监控系统至 关重要。下面则对视频监控系统在铁路行业中的应用给予全面 分析。1视频监控系统在铁路行业中应用的必要性伴随着我国铁路建设的飞速发展，运用视频监控系统可为 保护旅客、货主的生命及财产安全，进而实现铁路行业的可持 续发展，从而推动我国和谐社会的发展。铁路行业中应用视频 监控系统具有以下几方面意义：（1）满足服务经济社会建设发展的需要。铁路行业作为 我国重点行业之一，在为人民出行、货运上提供较大方便。然 而，在社会经济发展过程中，难免会遇到各种各样的安全问 题，而铁路每天输送大量人群，且近年来，铁路建设规模日益 扩大，施工安全也受到重视。为了顺应时代发展潮流，跟上新 形势下社会经济发展的步伐，必须加快安全科技的发展，进而 更好的为铁路行业服务，增强社会公共安全服务的技术含量。（2）满足高速铁路建设的需求。随着我国社会经济的不 断发展，铁路运输的速度得到大幅度提升。先有之前的动车， 进而有如今的高速铁路。当然，在铁路建设过程中也产生了各 种各样的矛盾，并相应产生了运输安全问题。因此，为了使铁 路部门与时俱进，则必须综合分析铁路运输安全管理，并运用 新的高科技水平，促进铁路的高速发展。在此时代下，铁路行 业中应用视频监控系统也就成了铁路事业发展的必然趋势，也 是重要的手段之一。（3）增强刑事犯罪斗争力的需要。由于视频监控能够提 供清晰的图像，并将当时所发生的过程清晰的记录下来。因 此，在案件侦查或刑事防范中应用视频监控，可为突破传统侦 破模式，强化动态条件下可直接发现犯罪嫌疑人，可确定侦查 的范围及其方向，进而为案件的侦查提供客观依据，进而及时 打击犯罪行为，确保铁路沿线的安全。2铁路行业中视频监控系统的规划构想铁路上的视频监控系统可沿途覆盖主要的运输干线，且为 各个单位提供终端，进而实现运用有效、架构合理及其管理科 学的目标。在规划过程中应充分考虑既有综合视频监控系统的 现状，对现有视频监控系统进行整合、集中及其改造，留充足 的扩充余量。同时，在改造的过程中应对现有视频系统的整合 与使用给予全面考虑，尽量不影响现有的设备使用，减少建设 成本。此外，还应根据线路的要程度，充分考虑运输专业布 局，对分线路给予整体建设，满足各个部门的需求，同时还应 与投资规模相匹配。2.1监控特点铁路的视频监控系统，要求采用先进的视频监控技术，基 于铁路系统的IP网络，构建数字化、智能化、分布式的网络 视频监控系统，满足公安、案件、客运、调度、车务、机务、 公务、电务、车辆、供电等业务部门及防灾监控、求援抢险和 应急管理等多种需求，实现视频网络资源和信息资源共享。铁 路的视频监控系统通常采用先进的视频编码及视频分析技术， 实现低码流下高清晰视频图像采集、编码、传输、录像、转发 及自动报警功能。指挥人员和警务人员通过自己工作区域内的 大屏幕或电脑工作站可以清楚地了解辖区和全线车站、区间、 桥梁、路基、机房等重点区段和设备的情况，并迅速、准确地 处理突发事件。2.2需求分析详细调查各个专业用户的需求，通常包括货运、客运、安 监、机务、运输及电务等用户。2.2.1货运需求将摄像头安装在货场及其咽喉区，主要包括货场办公区、 货场站台、库存区等，而监控的终端装置则安置于各大办公 室，如：货场主任、货运处、货检。2.2.2 客运需求将视频监控安装在客运业务的一等站以上的车站，进而确 保业务的安全，将摄像头安装在出站验票口、进站安检处、各 站台、专运通道、地下通道、旅客天桥内等地方，同时在各个 客运段设置相应的监控终端。2.2.3安监需求一般将摄像头安装在铁路局安监室、铁路办事处安监室事 故救援专用汽车和救援列车上，主要用于应急救援图像系统， 局值班室与值班主任可调动摄像图像信息。2.2.4机务需求摄像机主要安置于相关变配电所、牵引供电设备机房及其 给水所等地方。2.2.5运输需求铁路运输的地方较多，应重点监控此地段的安全。如：大 站、小站、区间站、站长室内、区长室内、调车作业区等地 段，而视频监控终端则设置于各直属站、车务段，从而确保各 个监控作业的安全运行。2.2.6电务需求主要将摄像头安置于各个通信机房、机房门、调车作业、 维修作业及内部设备内，其监控终端设备设置于各个通信段及 其各个电务段。此外，还有公安系统（各个派出所，进而调用相关的视频 图像）、公务系统（隧道、线路及其桥梁施工处，终端设备安 装于公务段）及信息系统（各个车站信息机房内安装相应的摄 像机，并由专门的人员监控）。2.3关键技术2.3.1 组播传输技术随着IP技术的日渐发展成熟，通过IP网络直接传输视 频图像，轻松地实现监控的远程传输，进一步实现双向应用。 IP组播就是为了解决这个棘手问题而开发出来的IP组播采 用了组地址的概念，把需要视频流数据的用户编入用户组，并利用一些高级的网络协议来确保最经济地利 用带宽，把数据通过用户组传递给真正需要的用户。2.3.2 MPEG SERVER 4 编码技术MPEG SERVER 4是新一代基于内容的多媒体数据压缩编码 国际标准，与传统视频编码标准的最大不同在于第一次提出了 基于对象的视频编码新概念。基于内容的交互性是MPEG-4标 准的核心思想。可提供高压缩率，同时也可实现更好的多媒体 内容互动性及全方位的存取性，它采用开放的编码系统，可随 时加入新的编码算法模块；提供了基于内容的随机存取方式， 在有限的时间内能以较高的分辨率，按帧或任意形状对象，对 一个音视频序列进行随机存取。2.3.3集群存储技术集群存储是一种开放式的存储架构，采用分布式的操作 统，将多台物理存储设备中的存储空间聚合成一个能够给应用 服务器提供统一访问接口和管理界面的存储池，应用可以通过 该访问接口易于管理存储池后端物理存储设备上所有的磁盘， 充分发挥存储设备的性能和磁盘利用率。数据将会按照一定的 负载均衡策略，从多台存储设备上存储和读取，以获得更高的 存储性能。2.4功能模块主要包括采集模块、数据处理模块、控制模块、设置与维 护模块四大部分。采集模块：采集摄像机前端监控点及其声 音，并通过监控点位置的网络摄像机来实现。对所监测到的信 息给予综合处理分析，其图像的输出与输入通过双绞线传到 MPEG SERVER4中。数据处理模块：对于所采集到的图像与输 入的模拟语言并不能够采用无线的方式来传输，这就需要较宽 的带宽，并且在模拟信号在传输的过程之中极易积累误差，在 达到接收端时难以调节，需要通过PEG SERVER4给予调节，并 对其加以数字化压缩处理。所压缩后的数据信息并没有失去原 有的信息，仍具有使用价值。当接收信息后可较完整的恢复出 原始的图像及其语音，压缩使用后的数据量远远小于模拟条件 下的。因此，在当前无线宽带狭窄的条件下，该处理方式一种 比较理想的处理方式，有着较好的处理效果。控制模块：摄像 头控制信号的主要来源MPEG SERVER4的RS-232串口中的 485B信号线，并将对线连接至摄像头中。通过指挥指挥中心 发出的指令进而传送到MPEG SERVER4 上，通过综合分析，将 这些信号线传送到网络摄像机内，最终实现远程控制的目的。 设置与维护模块：主要设置及维护系统时调用，并且根据不同 的调用进而返回到不同的处理结果，重启控制所选的车站服务 器，关机控制车站服务器，获取硬盘录像机的参数、硬盘录像 机的工作状态及其远程升级硬盘录像机等，并添加监控服务器 等操作与维护。此外，还包括接口与通信模块，需要建立相应 的综合管理服务器，实现权限信息与交互状态信息，并建立与 车站监控服务器的TCP网络通信链接等，进而获得车站监控服 务器的状态信息。由于通信链路较稳定及可靠，有效保障了数 据传输的时效性。当超时或者其他错误时，则极易导致通信链 路终端，但可自动进行重新连接。2.5管理结构铁路综合视频监控系统平台管理系统的建设，一定要结合 整个铁路系统管理的模式和综合视频监控平台建设的结构，即 铁道部一铁路局、客专调度所一站段3级管理结构。当前，由 于全路各个路局下属站较多，且视频监控系统不仅仅是服务一 个部门，而是站级设置管理级别后，因管理点众多且分散，不 利于整个系统的集中管理，因此，建议全路视频监控系统平台 的主要管理功能设置在铁道部和铁路局/客专调度所，在站段 只设置管理终端。2.5.1铁道部级管理系统铁道部级管理系统主要由管理服务器和网管人员组成，实 现管理系统的所有功能。其中在权限管理中，包括用户、网管 人员人员的权限管理。用户权限管理：铁道部门较多，包括电 务、调度、电牵和公安等部门，不同部门对视频监控系统资源 的需求也不完全相同，因此，部级网管人员应该根据用户各自 的需求赋予不同的权限，使其只能对需求的视频资源进行调 看、控制等相应的操作。网管人员权限：。部级网管人员除了 对部级的所有用户进行管理、授权及设备的相关管理等操作 外，还可以对局级网管人员进行增加与删除，并确定其管理范 围和应具有的权限。2.5.2铁路局级管理系统铁路局网管人员在进行权限管理时，要根据不同部门的职 能范围和需求来赋予其应有的权限。铁路局网管人员除了对铁 路局内的所有视频用户进行管理外，还需要对各个铁路局管辖 下的站段视频用户进行管理。2.5.3站段级管理系统站段级是整个管理系统的最底层，只在各个站段设置一套 管理终端，主要实现对前端设备状态的查询，以便在设备出现 故障时，站段人员可以及时上报情况。3铁路行业中视频监控技术的应用前景长期以来，由于受到铁路管理体制的影响，我国视频监控 系统仍分为建设及管理两大部分，即：铁路电务部门负责管 理、铁路公安机关负责管理，存在较多的问题，如：缺乏有效 管理、技术人才欠缺等。因此，视频监控技术在铁路行业中今 后的发展应用可从以下几方面着手进行：3.1科学管理首先，应严格遵守国家相关法律法规，并制定切实可行的 规范标准，加以严格管理，明确各自的职责。其次，实施全面 监督与管理，严格执法，保证视频监控系统的高效性。再次， 加强内部体制的改革，减少内部多重管理及其多头管理，最终 提升视频监控系统的管理。最后，铁路应为视频监控系统提供 坚实的后盾，进而拓宽视频监控系统的应用领域，确保铁路内 部的运输、行车与行人、施工作业安全。3.2加大技术投入伴随着科学技术的不断发展，视频监控系统也逐渐向高 清、网络化发展，这要求视频监控系统所使用的设备应具有先 进性，且主控设备则向DSP发展，联合食品检测技术与线圈检 测技术等，提高识别技术。此外，视频监控系统中所使用的设 备应向节能性、小型化极其一体化发展，结合铁路行业自身的 特点，避免出现电源不稳、电网干扰、网络传输补偿等问题， 积极采用现代高科技的技术成果，进一步研究适宜铁路行业的 视频监控系统，从而满足铁路行业的实际需求。总而言之，铁路在我国货物运输、人员运输上有着重要作 用，同时促进了我国社会经济的发展。并伴随着科学技术的进 步，视频监控系统逐渐应用到铁路行业中，确保了我国铁路运 输、施工作业与来往行车、旅客安全。因此，在今后的发展过 程中，应进一步研究更适合我国铁路行业的视频监控系统，使 其发挥最大的社会效益与经济效益。