鐵路綜合視頻監控系統建設的幾點建議

高大綱

0 引言

目前鐵路正處于跨越式大發展的進程中，視頻監控系統是監控行車安全的有效手段，符合鐵路行業大綜合、大集中、多專業特點的綜合視頻監控系統的建設應該提上重要議事日程。

1 鐵路綜合視頻監控系統的特點

鐵路綜合視頻監控系統是能同時滿足鐵路各專業、各部門不同應用需求，具有統一操作平臺的視頻監控系統，概括起來有以下特點。

1.1 綜合性

鐵路綜合視頻監控系統整合了路內各專業的需求，從系統功能及應用范圍層面出發，提出了綜合性的概念。該綜合性并不是簡單意義的綜合，它涵蓋了管理方式、運營維護、資源共享等多方面的內容。例如管理方式系統地結合了鐵路運營特有管理機制，以保障鐵路運輸為根本出發點，采用多個部門、多層管理、分權控制的管理方式。

1.2 集中性

鐵路綜合視頻監控系統提出集中性的概念，其內容包括集中管理、集中控制、集中存儲、集中分析處理等多個方面。

集中管理、集中控制主要表現為綜合視頻監控系統采用鐵道部—路局（客專公司）—大型站（段）—現場的集中管理模式，系統最高決策權及最高控制權以逐級遞減的方式下放，該模式可充分保障鐵道部、路局（客專公司）對管轄區域內視頻監控資源的統一利用、統一調配。

集中存儲主要是指圖像信息及報警信息集中存儲于鐵道部、路局/客運專線公司及大型站（段）、編組站等地。

集中分析處理一般是和集中存儲相匹配的，其核心為智能行為分析功能，該功能是通過一種新興的分析處理技術實現的。該技術具有對非法侵入、遺留或丟失物品、滯留或者逆行等行為分析處理的功能；對進入監視畫面設定區域的可疑物體進行監測、識別及跟蹤，并提醒工作人員的功能；對不同場景預設報警規則的功能；場景重組功能等。

1.3 兼容性

鐵路綜合視頻監控系統作為全新的監控系統，除具有一定的前瞻性外，還必須具有向下的兼容性，即對既有模擬、數字視頻系統的兼容，使視頻監控系統在充分利用既有資源的基礎上，最大化地提高其工作能力。

2 鐵路綜合視頻監控系統的結構

鐵路綜合視頻監控系統由視頻節點（視頻核心節點、視頻區域節點、視頻接入節點）、視頻采集點、視頻網絡和用戶終端構成，該系統應用結構見圖1。

2.1 視頻節點

視頻節點包括視頻核心節點、視頻區域節點、視頻接入節點。視頻核心節點設在鐵道部；視頻區域節點設在鐵路局或客專調度所；I類視頻接入節點根據采集點的數量選擇大型客運站、編組站或段所在地，II類視頻接入節點在采集點較集中且具有傳輸條件的點和沿線部分車站設置。

圖1 鐵路綜合視頻監控系統應用結構圖

2.2 視頻采集點

根據安全、管理、防災等要求，視頻采集點一般分布在客運站、貨運站、編組站轄區內及區間線路的重要地點和區域。視頻采集點一般設置攝像機、編碼器等前端設備。

2.3 視頻網絡

鐵路綜合視頻監控系統的視頻業務通過數據網承載，視頻采集點的視頻信息可通過SDH網、MSTP、有線（光纜、電纜）或無線等方式接入。

2.4 用戶終端

用戶終端包括鐵道部、鐵路局/客專調度所和站段級用戶的監視/顯示終端，各級用戶按業務部門可分為調度、公安、安監、車務、機務、工務、電務、車輛、客運、貨運、供電等。各類用戶終端可以根據業務范圍和使用權限對系統內的視頻資源進行訪問和控制操作。

3 鐵路綜合視頻監控系統建設的幾點建議

鐵路綜合視頻監控系統的建設首先應考慮管理及應用需求的劃分，做到全程全網一盤棋；其次要考慮系統的兼容性及資源共享，避免資源浪費，降低系統建設成本；同時還要考慮系統的圖像編碼格式及技術的發展。具體有以下幾點建議供參考。

（1）鐵路綜合視頻監控系統按照管理及應用需求劃分，建議采用四層管理模式，鐵道部管理層，路局/客運專線公司管理層，大型站（段）、編組站管理層，現場管理層。各管理層的優先控制級別按從鐵道部至現場順序依次降低。另外，從運營維護方面來說，建議系統兼顧部分鐵路設施的維護檢查工作，如工務部門負責的鐵路軌道、重點橋梁、隧道、地質災害多發點日常巡檢工作；電務部門負責的無線基站及GSM-R鐵塔、直放站天線的檢查維護工作等。從資源共享方面來說，建議系統采用數字視頻模式，用以太網網絡傳送視頻碼流至各部門和專業的監控終端及顯示設備上，消除地域的限制，將分散、獨立的圖像采集點進行聯網，實現跨區域、全網范圍內的統一監控、統一存儲、統一管理，解決各職能部門間的應用限制，這樣既可實現對所轄管理范圍進行獨立監控，又可共享其他部門所管理的監控資源。

（2）目前國內鐵路視頻監控系統內部存在著2種組網模式，一種是模擬方式，一種是數字方式。為更好利用既有視頻監控系統，必須考慮對既有視頻監控系統的兼容。

系統兼容模擬方式的方法有2種：方法1，當綜合視頻監控系統兼容模擬矩陣控制協議時，是在模擬視頻切換矩陣輸出端加設編碼器，可以通過綜合視頻監控系統直接控制模擬矩陣，完成視頻信號輸出以及前端攝像機設備的控制。方法2，當綜合視頻監控系統不兼容模擬矩陣控制協議時，是在前端攝像機后加一視頻分配器，圖像經分配后一路送至綜合視頻監控系統在車站或相應處所新設的編解碼器中，接入綜合視頻監控系統，另一路則仍送至既有監控系統中，維持既有運用模式。方法1實際上構成了一個模擬數字混合方式，對既有系統改動不大，且能實現分析和控制功能，但要求模擬視頻切換矩陣必須為主流設備。方法2的原理構成簡單，但無法實現2個系統共控。基于以上原因，建議采用方法1對既有模擬監控系統進行改造。

系統兼容數字方式較為簡單，當既有數字視頻系統采用H.264或MPEG-4編碼格式時，可直接接入綜合視頻監控系統。當既有數字視頻系統與綜合視頻系統的控制協議、編碼標準不一致時，一是在視頻節點處設置接入網關，實現系統間控制協議、圖像編解碼的轉換，然后接入綜合視頻監控系統；二是可以參考兼容模擬視頻監控系統方法 2進行互聯。

（3）目前國內鐵路既有視頻監控系統內部使用的編碼格式種類較多，主要有ISO/IEC JTC1制定的 MPEG 系列標準：MPEG-2、MPEG-4；ITU制定的H.26x系列：H.261、H.264等。各種編碼格式在特定時期、特定環境下確實存在各自優點，但對全網、全系統概念的鐵路綜合視頻監控系統的融合及建設造成了不小的障礙，所以統一圖像編碼格式是完善鐵路綜合視頻監控系統功能及利用既有視頻監控系統資源必須經歷的過程。根據鐵路綜合視頻監控系統的建設經驗及系統工作需要，建議采用H.264和MPEG-4編碼方式，并逐步過渡為國家制定的具有自主知識產權AVS編碼方式。

（4）鐵路綜合視頻監控系統的建設應積極采用視頻分析技術，重點應用在客運專線及普通鐵路沿線車站、線路的重點部位監控，完成對異物入侵檢測、人員非法逗留（滯留）檢測、逆行檢測及分析處理。這可大大降低工作人員的勞動強度，提高告警信息的處理效率，增強告警的準確率。

4 結束語

鐵路綜合視頻監控系統作為一種全新的監控概念，已被提到了一個相當高的地位，不過作為一個全新的系統，發展前期總會存在這樣或那樣的問題，但筆者相信未來該系統必將在鐵路運輸中起到至關重要的作用。

[1]北京全路通信信號研究設計院等.鐵路圖象通信設計規范.北京：中國鐵道出版社，2009.