鐵路視頻監控升級改造中的問題

李藝丹

(北京國鐵華晨通信科技有限公司 100161)

1 視頻監控系統在鐵路上的應用

目前鐵路視頻監控系統主要由模擬視頻監控系統、模擬與數字相結視頻監控系統及數字視頻監控系統三個模式運行。

（1）模擬視頻監控系統一般指的是標清模擬攝像機對監控場景進行圖像采集，通過BNC視頻線等電纜進行傳輸，存儲于模擬磁盤錄像機中，最終通過模擬監視器供用戶調取使用。

（2）模擬與數字相結合視頻監控系統一般指的是標清模擬攝像機對監控場景進行圖像采集，再將圖像通過BNC視頻線等電纜傳輸至編碼器或硬盤錄像機進行數字化編碼等處理，然后通過IP網絡將處理好的數據利用相應軟件錄制到硬盤錄像機或磁盤陣列中，最終通過監控終端供用戶調取使用。

（3）數字視頻監控系統一般指的是高清數字攝像機對監控場景進行圖像采集后，直接在攝像機內部完成模擬轉數字處理，然后通過IP網絡將處理好的數據利用相應軟件錄制到硬盤錄像機、磁盤陣列或云存儲等設備中，最終通過監控終端供用戶調取使用。

目前鐵路視頻監控主要為鐵路客運、電務、貨運、車務、公安等部門提供視頻實時圖像與錄像調用等基本功能使用。一般電務部門會對視頻監控系統進行管理。

鐵路視頻監控系統層級劃分，可劃分為大致四個層級。

（1）第一層為核心節點：中國鐵路總公司，掌控鐵路視頻監控系統中全國所有視頻的調取使用。

（2）第二層為區域節點：鐵路局或客專調度所，掌控鐵路視頻監控系統中各鐵路局或客專調度所管轄內的視頻調取使用

（3）第三層I類節點：大型客運站，主要為區域節點下屬各獨立視頻系統的管理服務及主要服務器安放節點。

（4）第四層II類節點：視頻采集點較集中的地點或區間站點，主要為接入分發存儲等服務器安放節點。

2 既有視頻監控升級及補強的必要性

鐵路視頻監控系統主要功能是為了保障旅客人身安全、保障列車在運行過程中室外環境安全及保障鐵路沿線通信、信號、電力機房安全等。但伴隨高鐵建設的不斷增加，各車站運送旅客能力的提升，旅客密集度有所增加，這就對既有鐵路視頻監控系統提出更高的要求及挑戰。既有模擬視頻監控系統由于視頻清晰度低、線纜傳輸損耗較大、存儲分布分散、穩定性不高等劣勢。這使得在火車站發生暴力恐怖事件、旅客意外跌倒、發病、旅客間產生糾紛及鐵路沿線發生人為或自然災害等時刻，通過調用視頻錄像無法清晰準確的判斷事發原因。另外，隨著大型客運站的擴建，既有模擬視頻監控漸漸出現場景覆蓋不夠全面，盲區較多，無法及時有效的記錄有意外情況發生時的實際情況等問題，這就不僅需要對既有模擬視頻進行升級。首先需要將模擬標清攝像機升級替換為數字高清攝像機，目的是為了能夠更好的提高圖像的清晰度，使得用戶可以清晰的監控事發時場景內所有的細節，其次還需要對既有視頻監控場景未覆蓋地點進行有效的補強。

模擬標清攝像機對比數字高清攝像機

3 視頻系統升級改造過程中出現的問題及處理方式

3.1 視頻監控前端采集設備升級改造問題

視頻監控前端圖像采集設備一般指的是攝像機。首先在客運車站的攝像機升級改造中，經常會出現最佳監控位置不好選擇問題。有的監控點位在最初車站建造設計或后續擴建設計時，并未考慮到后期視頻補強工作，沒有合理的預留出懸掛攝像機的位置、最佳監控位置被占用或被建筑物遮擋。這就十分考驗我們現場勘察的工程師們的技術能力了，我們會通過在保證墻面能夠完全支撐攝像機及支架重量的前提下，延長攝像機支架、提高攝像機高度、壁裝支架改為吊裝支架等方式，滿足最佳監控點位攝像機安裝。

3.2 視頻監控圖像傳輸升級改造問題

視頻監控圖像傳輸一般會利用鐵路傳輸網及數據網作為通道等傳輸方式。首先在客運車站受到車站最初設計局限、開通后房建土建等部門已經將槽道表面密封處理、既有布線槽道較窄及網線傳輸距離較近等因素的影響，經常會出現新增補強的攝像機電源及數據傳輸通道沒有預留的情況。針對此情況，為保障旅客人身安全及車站地面墻面的完整性，我們只能采用在較為密集采集點附近的夾層設備間布放能夠給與周邊攝像機供電及數據傳輸的設備箱，各設備箱完成對各就近攝像機供電及數據傳輸匯集后，經過光纜統一匯聚到就近機房。其次，在車站及鐵路沿線均面臨由于模擬標清攝像機改造升級為高清數字攝像機后的帶寬不足問題。此類問題，我們通過擴容傳輸通道、更換承載方式（傳輸改數據網）、采用光纖直連、更換全千兆交換機等方式進行了有效的解決。

3.3 視頻監控圖像存儲升級改造問題

視頻監控圖像存儲主要指的是視頻數字流通過相應軟件存儲在硬盤上的工作。在存儲方面，不管是車站視頻還是鐵路沿線視頻，都會遇到同樣的問題。第一、存儲空間不足，新增硬盤或磁盤陣列機柜無處安放；第二、既有磁盤陣列設備陳舊，讀寫速度及其他性能無法滿足大量高清視頻流的處理工作；第三、既有磁盤陣列與服務器的連接方式老舊，存在陣列分布分散不便于管理維護；連接線纜或交換機端口帶寬受限；映射關系單一等問題。針對此類問題，我們通過更換性能能滿足使用的新磁盤陣列或云存儲設備、擴大既有單個硬盤容量、更換服務器與磁盤陣列連接方式（將既有速率較慢帶寬較低的連接模式改變為IPSAN模式方式或 FCSAN連接模式等）、更換高性能全千兆或光交換機進行統一匯聚發送處理，有效的解決了視頻監控存儲升級改造中的問題。

3.4 視頻監控終端升級改造問題

視頻監控終端主要涉及視頻監控系統中用戶使用的PC、大屏等設備。在升級改造過程中，主要問題體現在終端PC硬件性能不足（顯卡及處理器等）、解碼器設備陳舊無法解碼高清視頻流、既有大屏設備陳舊高清視頻流無法接入顯示等。針對此類問題，一般采取更換高性能終端PC設備（獨立顯卡及高性能處理器）、更換具備DVI或HDMI高清視頻接入的顯示屏、能夠解碼高清視頻并輸出的高性能解碼器等，解決目前視頻終端升級改造中遇到的問題。

3.5 營業線視頻升級改造中的問題

首先，需要根據設計規劃進行新增基礎設備的安裝、加電調試（攝像機、服務器、存儲、交換機、解碼器、大屏、終端等）及線纜布放工作，保證每臺設備滿足升級倒接條件。其次，需要在天窗點（夜間無旅客、無列車運行時間）內，完成視頻后臺基礎數據（既有視頻數據與新增視頻數據）導入、視頻I類及II類節點的現場視頻數據通過新交換機等通道接入服務器并完成在新存儲的寫入工作（此時既有存儲仍保留，并完成數據備份，以便后續可調用原有視頻錄像或用作回退）。最后，在設備運行穩定并覆蓋掉既有錄像存儲周期后，在天窗點內完成既有后臺設備拆除及其他綜合布線等完善工作。

4 展望未來高鐵視頻監控發展趨勢

未來鐵路視頻監控必定會向高清化、網絡化、無盲區全覆蓋、智能分析、報警聯動、云存儲等多方面發展，切實有效的為旅客的出行安全提供堅實的保障。