高鐵線路視頻采集點設置方案研究

湯蓓蓓

(1.北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100070；2.北京市高速鐵路運行控制系統工程技術研究中心，北京 100070)

1 概述

自2008年以來，我國已陸續開通運營了京津城際、京滬高鐵、京廣高鐵、滬寧城際、滬杭高鐵、鄭西高鐵等高速鐵路。對于高速鐵路視頻監控來說，除了需要對車站站內及站區人員密集場所進行重點監控，同時也需對區間線路重點部位進行監控。既有的大部分高鐵視頻監控資源主要集中在與運營密切相關的場所，如車站內，線路區間相對薄弱，高速鐵路沿線地理條件復雜，多發生拆盜專用電纜、割盜貫通地線等事件，特別是在人群密集的區域，多發生犯罪分子利用自制爬梯等作案工具上高架或線路偷盜，加之日趨嚴峻的國際反恐形勢。雖然在區間線路重點部位已進行局部監控，但仍存在盲區，加強線路視頻監控作為反恐、防范、治安等重要手段也越來越重要。

2 高鐵線路視頻采集點建設現狀

2.1 建設現狀

最早期京津城際鐵路建設時，在沿線GSM-R基站機房室內、信號集裝箱機房室內、牽引變電所（TSS）/區間所（ATS）/開閉所（SSP）機房室內外、咽喉區、公跨鐵、橋梁救援疏散通道、路基、線路上重點部位設置視頻采集點，建設時期并無鐵路視頻相關規范、標準參考。

建設京滬高鐵時，在線路區間重要節點（例如：GSM-R基站、信號中繼站、線路所、直放站、電牽節點（牽引變電所、分區所、AT所、開閉所）、電力節點（變配電所、配電所、室內變電所）等室內或室內外）、隧道洞口、咽喉區、公跨鐵、橋梁救援疏散通道、聯絡線與正線連接處等重點部位設置視頻采集點。隨后原鐵道部運輸局根據京滬高鐵視頻監控系統建設，進一步根據用戶需求進行了細化、優化，發布《京滬高速鐵路綜合視頻監控系統設計原則及設備配置會議紀要》（運基通信[2010]412號文）（簡稱412號文），412號文目前是高鐵線路視頻采集點配置原則的主要依據及基礎。

各條高鐵沿線“四電”設施等重要場所設置情況有所不同，但各場所采集點設置原則與412號文一致，包括線路區間隧道洞口、公跨鐵立交橋，而路基、線路巡視、橋梁救援疏散通道、咽喉區處采集點設置或安裝方式有所不同。

1）線路巡視：利用高鐵沿線GSM-R鐵塔安裝變焦攝像機進行正線線路巡視，能有效滿足公安、調度、工務、電牽、通信部門需求，但一般鐵塔距離正線線路較遠，覆蓋范圍有部分盲區，監視效果如圖1所示。

圖1 既有高鐵線路巡視監視效果現狀Fig.1 Current status chart of inspection and monitoring effect of existing high-speed railway line

2）橋梁救援疏散通道：高鐵線路全程封閉，在橋梁救援疏散通道入口處會設置圍墻等防護措施，根據412號文在下部設置采集點，能有效滿足公安和工務部門需求，但是無法監視通道上入口，監視效果如圖2所示。

圖2 既有高鐵橋梁救援疏散通道監視效果現狀Fig.2 Current status chart of monitoring effect of rescue channel of existing high-speed railway bridge

3）咽喉區：在高鐵兩側咽喉區岔區處根據車站大小立桿安裝變焦攝像機，監視咽喉區站內和站外進入咽喉區人員情況，能有效滿足公安、車務、工務、信號、電牽部門需求，但無法有效監視旅客或工作人員由站臺邊緣上道情況等，監視效果如圖3所示。

2.2 存在的不足

1）有些高鐵線路視頻監控建設時期較早，以當時的技術手段采用的多為模擬攝像機，對于當下建設要求及用戶需求，清晰度已不能滿足監視要求。

2）在沿線GSM-R鐵塔上架設攝像機，因鐵塔距離線路一般較遠，覆蓋范圍達不到攝像機本身能覆蓋的有效距離；攝像機多為變焦帶云臺槍機或一體化球機，不同業務部門均有云臺控制權限，各用戶進行操作后攝像機經常轉至其他位置，導致不能對有效區域進行監視。

3）現有建設規范、標準未對路基地段及治安復雜區進行重點部位有效監控，而是利用其他重點場所攝像機進行兼顧。

4）帶內容分析的視頻圖像，未對報警區域設置進行統一，各條線路設置不同，無統一標準。

圖3 既有高鐵咽喉區監視效果現狀Fig.3 Current status chart of monitoring effect of existing high-speed railway throat area

3 高鐵線路視頻采集點設置方案研究

3.1 路基地段

路基地段相比高架橋更容易出現行人上道的情況，大部分高鐵參見412號文建設，利用沿線GSM-R鐵塔上攝像機或其他線路節點攝像機進行兼顧監視，未對路基地段重點場所進行監視。路基地段采集點設置在鐵路范圍內只能通過立桿方式安裝，容易存在倒桿風險，而高鐵線路全線基本上每間隔50 m左右均有接觸網桿，可以考慮將采集點附掛于接觸網桿上。實際應用案例有以下幾種。

1）早在2008年京津城際建設時，每間隔100 m在接觸網桿上安裝1套彩色攝像機（帶紅外燈），實現路基地段全天候監視，采集點為標清。

2）2010年建設海南東環鐵路，線路雙側每間隔100 m（單側間隔200 m）在接觸網桿上安裝1套720P定焦槍機，全線路覆蓋，監視效果如圖4所示。

圖4 海南東環鐵路路基地段監視效果Fig.4 Current status chart of monitoring effect of Hainan east ring railway bed

3）2017年京滬高鐵標準示范線線路視頻補強根據路基地段攝像機測試效果，在需要補強的線路區段雙側每間隔200 m（單側間隔400 m）在接觸網桿上安裝1套1080P紅外定焦槍機，采集點設置原則如圖5所示。

在接觸網桿上靠近線路外側安裝攝像機，安裝高度距離軌面2 m，采集點設備箱距離地面1.5 m，監視效果如圖6所示。

圖5 京滬高鐵標準示范線路基地段采集點設置原則圖Fig.5 Collection point setting principle of Beijing-Shanghai high-speed railway standard demonstration line bed

另外，2017年中國鐵路總公司（簡稱“鐵總”）工電部發布《接觸網設備視頻監控裝置暫行技術條件》（工電函[2017]24號文），對接觸網桿上加裝的視頻監控設備的安裝條件、安全性等方面作出具體要求，為今后在接觸網桿上安裝視頻采集點提供可靠的技術參考。

圖6 京滬高鐵標準示范線路基地段監視效果Fig.6 Monitoring effect chart of Beijing-Shanghai high-speed railway standard demonstration line bed

3.2 線路巡視

線路巡視采集點能有效監控整條高鐵線路的情況，早期高鐵基本按412號文建設，解決了對正線日間監視，但對夜間及塔下不能監視，2016年因高鐵反恐怖和治安防范要求，鐵總發布《關于設計時速200 km及以上鐵路區間視頻監控設置有關標準作出補充規定》（鐵總建設[2016]18號文），要求線路區間全部重點區域采用高清攝像機、晝夜監視。412號文與18號文在線路巡視部分要求有所不同，主要體現在以下幾個方面，如表1所示。

表1 412號文與18號文關于高鐵線路巡視采集點設置區別Tab.1 Diff erences of high-speed railway line inspection collection points setting between document No.412 and No.18

18號文發布后，新建高鐵線路巡視采集點按18號文建設，要求對于既有高鐵未按18號文建設的，應按18號文進行補強，現階段按412文建設且未按18號文補強的既有高鐵，線路巡視采集點設置方案為：1）替換沿線GSM-R鐵塔上既有攝像機為長焦距高清攝像機；2）增加塔下高清紅外球機；3）對于鐵塔間距＞3 km的監視盲區，補強區域可利用接觸網桿增加紅外定焦槍機。補強區域及監視范圍如圖7所示。

圖7 按412號文建設的既有高鐵線路巡視補強區域及監視范圍Fig.7 Inspection reinforcement area and monitoring area map of existing high-speed railway line built according to document No.412

現階段對于既有高鐵已按18號文進行補強的，對于鐵塔間距＞3 km的，可利用接觸網桿增加紅外定焦槍機進行鐵塔間監視盲區補強，補強區域及監視范圍如圖8所示。

圖8 已按18號文補強的既有高鐵線路巡視補強區域及監視范圍Fig.8 Inspection reinforcement area and monitoring area map of existing high-speed railway line reinforced according to document No.18

區域1為鐵塔下球機覆蓋范圍，區域2為線路兩側攝像機覆蓋范圍。線路巡視補強方案暫無實例參考，僅僅是研究。

3.3 橋梁救援疏散通道

一般高速鐵路大部分處于高架橋梁地段，為便于檢修人員上線作業及應急疏散等，在長大橋梁上均會設置橋梁救援疏散通道（下稱維修梯），一般會在維修梯下部（下入口處）設置采集點，一般認為線路全程封閉，只要守住下入口即可；也有守住維修梯上部（上入口處），例如最早期京津城際鐵路建設時，選擇在靠近上入口的維修梯欄桿處安裝。根據當前的反恐局勢及要求，不僅應在下入口處設采集點，還應在線路最后一道防線補強，即上入口處設置采集點，并帶行為分析，保證正線線路的安全。

京滬高鐵因2010年在下入口處已設有標清攝像機，補強時僅替換為1080P高清攝像機，上入口因既有線施工、布線等問題，采用在上入口附近接觸網桿上安裝的方式，監視上入口人員進入情況，監視效果如圖9所示。

圖9 京滬高鐵標準示范線橋梁救援疏散通道上入口處監視效果Fig.9 Monitoring effect chart of entrance in rescue channel for bridge of Beijing-Shanghai high-speed railway standard demonstration line

3.4 咽喉區

高鐵咽喉區采集點一般設置在車站咽喉區岔區（靠近進出站信號機）附近，多采用立桿安裝，監視咽喉區站內、站外方向。站外方向如果是高架橋，則無需重點監控，是路基的話，可利用接觸網桿補強路基的方案；站內方向因車站股道較多，單靠咽喉區處采集點覆蓋不全面，無法實現對咽喉區站內旅客進入及工作人員上線作業等行為進行有效監視。針對咽喉區覆蓋不到的區域采集點，可沿站內方向利用接觸網桿補強。監視效果如圖10所示。

圖10 京滬高鐵標準示范線咽喉區處監視效果圖Fig.10 Monitoring defect chart of Throat area of Beijing-Shanghai high-speed railway standard demonstration line

4 結束語

高速鐵路線路視頻不僅為各業務部門安全生產、輔助作業等提供技術保障，而且線路作為安全防范的重點區域，從人防到物防再到技防，都是通過一系列有效手段保障高速鐵路公共安全，視頻監控作為技防的首要手段在線路視頻采集點的設置上顯得更為突出，既要保證建設的可行性、必要性與可靠性，還要保證建設的經濟價值。國內科技日新月異，視頻技術發展也突飛猛進，京滬示范線工程采集點設置方案實例僅供參考。