論高鐵視頻系統的構成及維護管理

高新亭

摘 要：自從2008年京津高鐵的開通，高鐵就進入了快速大發展的階段，隨著京石武、武廣、京滬、哈大等重大高鐵項目的開通將中國的高鐵建設推向了高潮，高鐵的視頻監控也進入快速發展的時期，本文重點介紹了鐵路視頻監控系統的構成、主要功能，最后從系統維護角度，重點介紹常見故障及維護方法。

關鍵詞：接口服務器 存儲分發服務器 分析服務器 前端故障處理 后端故障處理

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（c）-0147-02

自從2008年京津高鐵的開通，高鐵就進入了快速發展的階段，京石武、武廣、京滬、哈大幾條高鐵大線的開通將中國的高鐵建設推向了高潮，因此高鐵的視頻監控也進入快速發展的時期，隨后各條線路的開通視頻系統的維護也逐步提上日程。

1 鐵路視頻監控系統的構成

鐵路綜合視頻監控系統的組成如圖1所示。視頻監控系統的核心部分由分析服務器和存儲轉發服務器以及接口服務器組成。在視頻監控中，往往需要檢測特定區域內的違法活動。行為分析系統主要是通過圖像處理、模式識別、人工智能、自動控制以及計算機等許多領域的技術實現特定目標的定位、識別以及跟蹤，并在此基礎上進行進一步的行為分析，其關鍵技術是運動目標檢測和跟蹤。分析服務器主要是負責后臺的分析并對認為有危險的視頻進行報警（視頻是否危險應提前設定量值）。

根據鐵路視頻監控系統要求，對區間通信信號機房口、聯絡線與正線連接處、橋梁救援疏散通道等地進行視頻行為分析。行為分析系統具有如下功能。

1.1 入侵檢測功能

在攝像機監視的場景范圍內，可根據監控需要和目的設置警戒區域，系統可以自動檢測入侵到警戒區域內的運動目標及其行為，一旦發現有滿足預設警戒信息，并用告警框標示出進入警戒區的目標，同時標識出其運動軌跡。采用“智能虛擬墻”，對穿越虛擬墻的事件進行報警，克服了以前紅外對射裝置極易誤報，無直觀圖像的缺點。

1.2 遺留物檢測功能

為了防止不法人員對一些重要設施進行破壞，如在重要設施旁丟棄易燃，易爆等危險物品，采用不明遺留物檢測，可防止重大事故的發生。

1.3 人群異常行為檢測功能

①在攝像機監視的場景范圍內，根據監控需要和目的設置警戒區域，系統可以自動檢測入侵到警戒區域內的運動目標及其行為，一旦發現有目標在警戒區域徘徊時間超過設定好的時間，則自動產生報警信息；②當人員在警戒區內滯留超過用戶自定義的時間時產生報警，用以識別人員在禁停區域長時間停留或逗留；③用戶可以設置一定的允許等候時間；④滯留的判別不受人員在警戒區內的行為影響。

1.4 人口密度估計功能

通過攝像機采集視頻信息，并運用智能視頻分析技術分析畫面中的活體移動目標，并統計計算設定區域內的目標數量和密度，當數量值超過預設的閾值時自動產生報警信息，提示監控人員采取針對性的措施。可應用于鐵路候車或車站站前廣場人群突發性增長、車站站臺候車人員大量聚集監測。

存儲分發服務器承擔著對實時視頻的分發或轉發功能和錄像視頻的存儲功能，存儲的性能要求不高，但是需要能夠滿足長時間的連續數據讀寫，數據流量大但訪問請求數量低，所以要求存儲設備具有高度可靠性。對實時視頻信息進行自動連續存儲，或根據設定的時間、時間、地點等條件進行存儲。對重要視頻圖像信息的備份存儲，并根據設定的事件、時間、地點等條件進行存儲。對重要視頻圖像信息的備份存儲，并根據安全性要求，實現對重要信息的輸出功能。

存儲設備是視頻信息存放的地方，是視頻信息的載體。存儲根據不同的視頻監控系統，采用合適、安全、有效的技術方案將視頻信息存放在具有冗余、保護等功能的物理媒介中。視頻數據量非常大，對存儲設備要求很高。視頻存儲設備分為內置存儲和外置存儲兩大類，外置存儲又分為直連式存儲和網絡存儲兩類。在高鐵視頻中用的絕大部分是直連的外置存儲，一般選用磁盤陣列存儲設備的容量擴展能力要求高，存儲容量的多少隨著畫面質量的提高、畫面尺寸的增大、視頻線路的增加都會成倍地增加容量需求。存儲的性能要求不高，但是需要能夠滿則長時間的連續數據讀寫，數據流量大但訪問請求數量低，所以要求存儲設備具有高可靠性，數據保存周期短，一般的監控場所數據保存一定時間后就可以覆蓋或刪除。存儲轉發服務器可以將視頻流進行存儲轉發，并將一定時間周期的視頻錄像存儲在存儲器中，一般的存儲轉發服務器做有接口插件，可以將旅服的視頻存儲轉發，使四電的視頻與旅服的視頻進入同一個平臺進行管理。對實時視頻信息進行自動連續存儲，或根據設定的事件、事件、地點等條件進行存儲。對重要視頻圖像信息的備份存儲，并根據安全性要求，實現對重要信息的輸出功能。集中存儲、分散存儲、相對集中存儲等模式，可以選擇DAS或SAN等存儲方式。根據需要進行減幀存儲。對不同視頻流分別設定存儲空間并實現循環存儲。

接口服務器的主要作用是接入來自本局的其他線路的視頻系統，比如哈大高鐵在沈陽局建立的視頻核心平臺的接口服務器負責沈丹、吉圖琿等線路的接入，這樣可以實現沈陽局所有的視頻統一管理。

視頻接入層設備按安裝位置分為鐵塔視頻、院落視頻、室內半球視頻、室內快球視頻、公跨鐵視頻、救援通道視頻、直放站視頻、隧道視頻、咽喉區視頻和電力坪視頻，根據現場監控環境的不同，鐵塔視頻、室內快球視頻、公跨鐵視頻、咽喉區視頻和電力坪視頻、隧道視頻多采用云臺變焦攝像機，院落視頻、直放站視頻和救援通道多采用定焦攝像機。

2 視頻故障的種類及處理方法

視屏故障大致分為兩種，前端接入層攝像機故障和后端服務器磁盤陣列故障視頻前端接入層故障分兩種，圖像故障和控制故障。圖像故障有藍屏、黑屏、白屏、閃屏、卡屏、圖像模糊和無視頻信號，控制故障有云臺和鏡頭全部不可控、云臺可控鏡頭不可控。

視頻圖像故障主要有以下幾種情況。

（1）藍屏、黑屏由視頻線及視頻頭斷路或短路、攝像機故障、視頻防雷故障、光端機發端、光端機收端、編碼器故障等造成的。維修時先在編碼器的輸入線確認有無信號，如果前端圖像輸入正常，則為編碼器故障，更換編碼器。如果無信號，再依次排查防雷箱、視頻防雷的輸入和輸出端，輸入有信號，輸出無，則該設備故障，輸入無信號就繼續查看下一個設備。若還無信號就看攝像機有無信號輸出，無信號則更換攝像機。（2）白屏由攝像機光圈調整不當或編碼器、攝像機故障造成的。維修時先查看編碼器輸入端是否白屏。如是白屏則登陸編碼器調整光圈，調不好就需更換攝像機；如不是白屏就需更換編碼器。（3）閃屏由編碼器故障、攝像機故障造成的。維修時在編碼器輸入端排查，若圖像正常，則編碼器故障，反之就是攝像機故障。（4）卡屏是由攝像機和編碼器死機造成的，一般重啟設備就可恢復。（5）無視頻信號是由編碼器障造成的，一般更換編碼器就可恢復。（6）圖像模糊是攝像機焦距不當引起的，調整焦距即可恢復。

云臺變焦攝像機控制故障主要有以下幾種情況。

（1）云臺和鏡頭全不可控由編碼器故障、控制線接反、控制線虛接、數據防雷故障、云臺故障等造成的。維修時采用分段式控制方法，先從編碼器的控制輸出端排查，若可控則是編碼器故障；若不可控則依防雷箱、光端機收端、光端機發端、數據防雷的輸入端和輸出端，輸入不可控，輸出可控則該設備有故障，更換。若數據防雷輸出端還不可控，那就需換云臺了。

（2）云臺可控鏡頭不可控。鏡頭不可控則是鏡頭故障造成的，更換鏡頭即可。

截至現在按設備發生故障頻率來說，編碼器故障和光端機發端故障較多。公跨鐵視頻、直放站視頻和救援通道視頻藍屏大部分是由光端機發端到視頻防雷的視頻跳線接觸不良引起的，就是插光端機上的直角視頻頭接觸不良。

服務器磁盤陣列故障主要有以下幾種情況。

（1）存儲分發服務器故障，此類故障一般的表現是某一個站大面積視頻出現故障，這種故障比較容易判斷，首先判斷服務器網絡是否存在問題，首先通過ping命令檢查設備網絡狀態，如果網絡狀態正常。再查看服務器程序是否正常，如果不正常可以重啟服務器中程序，查看程序啟動狀態是否正常，可以處理相關問題。

（2）分析服務器故障，如果出現分析服務異常，并且服務器無法ping通的狀態，需要查看分析服務器進行是否正常，是否能夠成功連接，并且無異常告警。

（3）存儲分發服務器上無法認出磁盤陣列外掛磁盤，如果出現此類問題，首先查看服務器和磁盤陣列之間的連接是否正常，如果連接無誤，進入磁盤陣列管理界面，查看是否有硬件設備故障告警，如果存在硬件故障，首先應該排除硬件故障。然后在服務器磁盤管理里，重新掃描磁盤即可。

總之，視頻監控系統的維護非常繁雜，需要實際操作中的日積月累，在日常的工作中多加思考，在處理問題時要清楚硬件鏈路如何搭建，軟件狀態是否正常。可以采用分段式方法對故障點位進行分段逐層排查，或者進行替換法，用好的設備替換有可能有問題的設備進行測試。軟件方面如果暫時無法判斷，可以先收集相關日志，把現場故障信息記錄清楚，然后將所搜集的故障信息報告給專業人士進行分析，再判斷故障情況。另外因為鐵路視頻的特殊性，大部分維修工作都要清點，所以還要注意兩點，維修時提前做好最充分的準備，維修完畢后對所有設備進行檢查，所有圖像和控制都正常后收拾好工具撤離現場。從而達到一次處理故障的目的，避免產生二次故障。

參考文獻

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