鐵路綜合視頻監控系統的初步規劃構想

郭桂芳 李繼元 閆永利

(1．北京鐵路局電務處，北京 100860；2．鐵通北京分公司，北京 100070)

鐵路綜合視頻監控系統是鐵路運輸指揮、公安保衛、生產作業等綜合監控的重要組成部分，也是鐵路行車設備的一部分。鐵路綜合視頻監控系統提供鐵路運輸作業、列車運行狀態、線路安全和搶險救災等實時圖像信息，也為打擊盜竊破壞鐵路的違法活動提供證據。因此建立1套綜合完整，同時又充分整合既有視頻監控系統資源的廣域性綜合視頻監控系統顯得十分必要。

1 規劃思路

1.1 目標

鐵路綜合視頻監控系統基本覆蓋主要運輸干線，為各應用單位提供用戶終端，實現“架構合理、技術規范、運用有效、管理科學”。

1.2 規劃依據

（1）《鐵路綜合視頻監控系統技術規范（試行）》（運基通信［2008］630號）。

（2）《關于加強鐵路視頻監控系統建設和運用的通知》（鐵運［2008］33號）。

（3）《鐵路綜合視頻監控系統管理暫行辦法》（鐵運［2009］21號）。

（4）其他需求情況。

1.3 指導思想

1.3.1 綜合視頻監控系統建設規劃與鐵道部要求一致

在各車務段（直屬站）所在地通信機房建設I類視頻接入節點。按照“先完善網絡架構，逐步整合既有視頻系統，分線路建設綜合視頻監控系統”的原則，應用結構如圖1所示。

1.3.2 綜合視頻監控系統建設規劃與現狀的適應

充分考慮既有綜合視頻監控系統的現狀，通過集中、整合和改造使現有專業視頻監控系統接入相應I類視頻接入節點，并留有擴充余量。在改造過程中，充分考慮既有視頻系統的使用和整合問題，最大限度地做到不影響既有設備使用，保護原有投資。

1.3.3 綜合視頻監控系統建設規劃與鐵路局運輸生產實際的銜接

在規劃中，緊密聯系運輸生產實際需要，本著“專（特）運通道優先、提速干線優先、動車組走行區段優先”的原則，分階段規劃和建設。

1.3.4 綜合視頻監控系統建設規劃與鐵路局投入的匹配

綜合視頻監控系統建設工作需要與鐵路局計劃建設資金緊密結合，相互匹配，充分考慮分期投資、分步建設的原則。同時按照“近細遠粗”的原則，滾動期第1個年度規劃的內容比較細致，基本涵蓋當年年度建議計劃的主要內容；滾動后期的規劃內容適當簡化。

1.4 建設原則

根據線路重要程度，分線路整體建設，兼顧運輸專業布局，并滿足各個業務部門需求。具體線路建設先取重點，對重點部位進行監控，滿足急需并預留發展條件，還應與投資規模匹配。

2 既有視頻監控系統現狀及存在問題

自20世紀90年代中后期，各鐵路局相繼開展了視頻監控系統建設，目前具備了一定規模，但由于建設年代較長、原有技術標準不健全和使用管理制度不完善等原因，既有視頻監控系統存在較多問題。

建設標準不一致，以各專業系統牽頭建設，發展不平衡。建設年代不同，平臺之間難以整合，信息不能共享。部分設備陳舊老化，甚至失修失效，功能無法有效發揮。絕大多數僅能滿足站段內部應用，而未實現綜合運用，出現同一地點多套系統的現狀，造成投資浪費。

整合既有視頻監控系統，需進行科學規劃，有效整合和充分挖潛，并加以改造，以提升性能，滿足當前運輸生產對視頻監控業務的綜合需要。

3 需求分析

3.1 客運專線視頻監控需求

新建客運專線線路視頻監控系統和新建（改建）車站客服視頻監控系統已經納入客運專線建設，但視頻區域節點需納入統一規劃范圍，IP地址也需一并考慮。

3.2 既有線鐵路視頻監控需求

對各專業用戶需求進行詳細調查，其范圍包括安監、運輸、客運、貨運、機務、工務（含道口辦）、電務、信息和公安系統，歸納各專業的具體需求如下。

3.2.1 安監系統

主要為應急救援圖像系統，在鐵路局安監室、鐵路辦事處安監室事故救援專用汽車和救援列車上各安裝1臺攝像機。有權調用用戶包括安監室、調度所值班主任和局值班室。

3.2.2 運輸系統

針對大站、小站、區間(中間)站、編組站（區段站）和線路所等不同站類別，相應需求為：集中樓運轉室及助理值班員室內外、站長室內、咽喉區、調車作業區、編組場內駝峰樓、區長室內、峰頂峰尾、線路所牽出線及岔線連接點等位置均需安裝攝像機；各直屬站、車務段設立“監控中心”及相應監控終端；車站集中樓、站長室需具備音視頻功能，也需設分控設備，保證能夠對每個監控作業點情況進行監督和掌握。

3.2.3 客運系統

在辦理客運業務的一等站以上車站安裝視頻監控系統，以確保安全。視頻監控系統攝像機安裝部位包括車站專運通道、進站安檢處、出站驗票口、各候車區域、各檢票口、各站臺、旅客天橋內、地下通道、售票廳和行李房等。同時在客運處和各客運段設置監控終端。

3.2.4 貨運系統

監控需求集中在咽喉區和貨場，貨場主要監控部位包括庫區、貨場站臺、貨場辦公區和貨場周界，攝像機根據需要進行設置安裝。監控終端設置在貨檢辦公室、貨場主任辦公室和貨運處辦公室。

3.2.5 機務系統

監控需求集中在牽引供電設備機房、相關變配電所（箱變）、咽喉區接觸網、給水所及機車有關設施。

3.2.6 車輛系統

監控需求集中在動車運用所和車輛檢修車間等。

3.2.7 工務系統（含道口管理辦公室）

監控需求包括橋梁、隧道及線路3部分。監控終端設置在工務處（含道口管理辦公室）及各工務段。

3.2.8 電務系統

各站通信機房、信號機械室安裝室內攝像機，對機房門及內部設備和人員作業進行監控。信號專業還提出對各站咽喉區視頻監控的需求，以監督維修作業情況和調車作業。監控終端設置在電務處及各電務段、通信段。

3.2.9 信息系統

各電子所及各車站信息機房安裝室內攝像機，對機房門及內部設備和人員作業進行監控。

3.2.10 公安系統

監控終端設置于各派出所、隊，可以調用其他專業系統的有關圖像。

以上各專業部門在調查中提出的視頻監控業務需求，是本規劃構想應用方案的基礎，也是日后監控終端管理權限定義的重要基礎。

4 綜合視頻監控系統規劃方案構想

4.1 體系結構

鐵路局視頻監控中心作為視頻區域監控節點，主要負責本級所有視頻監控業務的調度和管理，通過視頻專用數據網接入視頻監控網絡I類接入節點的視頻業務。鐵路局視頻監控中心應對視頻監控網絡接入節點的重要視頻數據進行集中30天（不少于20路視頻信息）存儲和備份。鐵路局對局用戶和不同的I類接入節點的用戶進行視頻分發。鐵路局視頻監控中心為整個鐵路視頻監控系統的核心平臺，主要由視頻管理服務、數據庫服務、PTZ控制服務、VSS視頻存儲服務、告警服務、流媒體分發服務、接口服務以及其他相關的配套設備組成。

鐵路局下屬視頻監控I類視頻接入節點主要負責本級所管轄視頻業務范圍內的管理，主要通過視頻專用數據網接入各車站視頻監控的II類接入節點（各中間站）的視頻業務。I類視頻監控網絡接入平臺對視頻監控網絡II類接入節點的重要視頻數據進行集中30天（不多于100路視頻信息）存儲和備份，轄區內告警視頻片段保存30天，對該管轄范圍內的監控用戶進行視頻分發。I類視頻監控網絡接入平臺為整個鐵路視頻監控系統的接入中轉，主要由視頻管理服務、PTZ控制服務、VSS視頻存儲服務、告警服務、流媒體分發服務以及其他相關的配套設備組成。

各車站（中間站）作為視頻監控系統的II類視頻接入節點負責本站視頻業務接入，并將現場重要視頻信息上傳給相應的I類視頻監控網絡接入平臺。各站負責本地7×24 h視頻信息的存儲，負責本地及向上I類視頻接入節點視頻信息的分發。在II類視頻接入節點，各車站設置視頻控制、視頻處理、視頻存儲、視頻分發、視頻管理、網絡及顯示終端，為主管領導和相關業務部門配置監視終端，并根據用戶需求配置視頻分析設備。設備可根據用戶的需求支持多種網絡接入方式，包括IP專線接入（IP over SDH、IP over ATM/FR）、IP撥號接入（xDSL）及LAN 接入。

4.2 邏輯架構

系統的總體框架如圖2所示，主要包括外部界面、服務界面和客戶界面3部分。

外部界面是系統和硬件設備及其他系統的交互界面，系統從外部界面獲取信息（音視頻信息、告警信息等），并將系統內的信息通過該界面提交給外部系統（其他系統或硬件設備）。服務界面是系統的核心和支撐，負責系統的管理，對視頻業務的支撐（存儲和轉發、PTZ轉發、告警獲取等）。客戶界面是系統在用戶方的最終體現，包括視頻監控終端、視頻配置終端、視頻網管終端和媒體播放器。

4.3 視頻區域監控節點、I、II類視頻接入節點的建設

鐵路局綜合視頻監控系統建設主要包括4大部分：局監控中心即區域視頻監控的建設、I類視頻監控接入平臺的建設、各車站即II類視頻接入節點的建設以及外部系統的建設。

4.3.1 鐵路局視頻區域節點

區域視頻系統由數據網（包括核心路由器、傳輸設備、網管服務器和數據交換機等）、視頻服務器組（包括中心告警服務器、數據庫服務器、管理服務器、存儲服務器、分發服務器和存儲設備等）、應用軟件和應用服務器組（含網關和接口服務器）組成。

4.3.2 I、II類視頻接入節點

I類視頻接入節點應選擇在各直屬站和各車務段所在地，并盡量遵循以下原則：具有豐富的傳輸資源，應盡可能選擇原數據網節點；具有良好的機房條件；距離終端用戶較近，節省傳輸資源并方便為用戶提供業務；節點盡量選擇在通信機房；II類視頻接入節點由存儲服務器、分發服務器、存儲設備和系統軟件等構成。

4.4 鐵路局綜合視頻監控系統數據網建設原則及IP地址規劃

鐵路局區域視頻監控網絡以數據網搭建整體骨架，從而大大節約運輸維護成本，同時利用MPLS VPN等技術提高網絡安全性。

4.4.1 數據網建設原則

鐵路局IP數據網發展應遵循“充分利用既有設備資源，竭力搭建高速率、高冗余度、多接入方式網絡的原則”。隨著綜合視頻監控系統建設逐步進行，需對既有網絡進行升級改造。該網絡除滿足綜合視頻監控系統應用外，還應留有適當余量，原則上今后不應再投資建設基于IP技術的單獨封閉網絡。

4.4.2 視頻監控工程IP地址規劃原則

鐵路局核心節點的監控終端地址及視頻服務器地址需單獨劃分出1個B類地址段，今后各線新增的此類設備地址均需從B類地址中選取。各站既有交換機、路由器、核心路由器、核心交換機的管理地址單獨進行規劃，并統一納入既有網管（考慮既有數據網網管升級）。

沿線各車站做為II類視頻（數據網）節點，盡量利用既有數據網資源，并依照具體情況進行設備升級改造。視頻監控工程中如有數據網未覆蓋地區，需單獨建設II類視頻（數據網）節點。

4.4.3 數據網設備互聯方式和路由組織

依據鐵道部對全國鐵路IP數據網的建設要求，今后鐵路局核心視頻（數據網）節點將作為MPLS VPN中的P設備存在，I類視頻（數據網）節點將作為MPLS VPN中的PE設備存在，II類視頻（數據網）節點將作為CE設備存在。

II類節點上行至I類節點，建議采用光纖直連方式，155 Mbit/s及以上帶寬，原則上不做雙歸屬。特殊情況可考慮采用通過傳輸設備上行，重要節點可考慮雙歸屬，同時在業務較少的點可以考慮串行方式上行，但串行設備節點不應大于3個，且需保證既有承載業務的模式不發生結構性改變。

I類節點至核心節點建議采用光纖直連方式，622 Mbit/s及以上帶寬，必須做雙歸屬。I類節點之間原則上不進行互聯，特殊情況下可考慮I類節點的串聯，但串聯的節點不能超過2個，且這2個節點作為一個整體，必須具備雙歸屬條件。

4.5 視頻采集點至視頻接入點接入方式選擇

在整體規劃方面，應采用光纜傳輸，以體現技術先進性、成熟性和運行穩定性。鑒于既有光纜容量不能滿足視頻點接入需要，故建議在各區間全程敷設光纜（硅管防護）,光纜芯數應在滿足綜合視頻監控系統建設的同時，提高既有光纜傳輸的可靠性。同時，針對特殊場合，光纜難以敷設到位或不具備敷設條件的地方，不排除利用電纜或無線方式傳輸個別視頻采集點。

4.6 與既有監控系統及其他系統的融合

本著“最大限度保護既有投資，充分利用既有視頻監控系統”的原則，在技術上采用有效措施，節約型地進行綜合視頻監控系統建設投資。比如對于較為完善的行車安全監控系統，可利用既有攝像機及線路，視系統平臺情況進行升級改造，統一制式，實現聯網，完善功能，達到融合的目標。

4.6.1 與模擬視頻系統的互聯

與模擬視頻系統互聯時，在模擬信號進入模擬矩陣前應增加視頻分配器分路，通過新增視頻編碼器將模擬信號進行壓縮編碼，轉換成符合本規范規定的數字信號，接入到綜合視頻監控系統，實現對其視頻的調用，如圖3所示。

4.6.2 與數字視頻系統的互聯

與數字視頻系統互聯有以下2種方式。

（1）當其他數字視頻系統與綜合視頻監控系統的編碼標準一致時，可直接納入綜合視頻監控系統，實現對其圖像的調用和控制功能。

（2）當其他數字視頻系統與綜合視頻監控系統的編碼標準不一致，且需接入部分視頻資源時，可在原編碼器輸入端對模擬信號進行分路，（與模擬視頻系統互聯類似）接入到綜合視頻監控系統，實現對其視頻的調用功能。

4.6.3 與其他系統的互聯

綜合視頻監控系統可與電源及環境監測系統、防災安全監控系統聯動，控制信息通過數據網上傳至鐵路局包含告警單元的服務器上，觸發告警，將相應視頻信號通過分發服務器傳輸到相關用戶的終端。

5 結束語

綜上所述，鐵路綜合視頻監控系統初步規劃構想基本滿足了目前所調查各運用專業的需求，同時也充分考慮了整合既有視頻監控系統資源，規劃構想廣域性多層次的綜合視頻監控系統。在降低管理成本和加強安全卡控的同時，還可通過擴展與其他信息系統等互聯，達到資源共享，為鐵路各級管理人員和決策者提供方便、快捷、有效的服務，因此必將會為鐵路運輸發展提供重要支持，為鐵路運輸安全提供重要保障。

[1]運基通信[2008］630號 鐵路綜合視頻監控系統技術規范（試行）[S].

[2]鐵運[2008］33號 關于加強鐵路視頻監控系統建設和運用的通知[S].

[3]鐵運[2009］21號 鐵路綜合視頻監控系統管理暫行辦法[S].