鐵路運輸作業現場視頻監控系統的網絡化改造方案

王志波 劉彥峰

中國神華能源股份有限公司神朔鐵路分公司 陜西榆林 719316

近年來隨著我國鐵路建設的發展，作業現場視頻監控系統在鐵路各個生產中發揮重要作用，具備準確性，直觀性和便捷性等優勢。在鐵路作業現場中充分應用視頻監控系統，能夠為鐵路運輸生產設備運行情況監督，搶險救災和關鍵作業，遠程監控等提供實時性的圖像信息，并且能夠為鐵路占據物資丟失事故，設備破壞等行為及其證據提供，在鐵路作業現場中投入使用視頻監控系統，能夠改變傳統人為作業模式，真正實現對鐵路車站全過程全天候的監控。視頻監控系統是確保鐵路軌道交通運行安全的關鍵系統，能夠為鐵路各站點安全防范運營輸送和搶險救災提供重要的視覺圖像。早期的視頻監控系統是由標清方案，即720p圖像分辨率構成的，隨著當前線路客流增加以及處于安全考慮的要求下，現有鐵路系統監控位點較少而且圖像清晰度低，儲存容量不足等問題，無法滿足鐵路運營需求。尤其在出現突發事件之后，控制指揮中心無法進行現場情況的判斷，以降低突發事件的處理及時性。隨著視頻技術發展，一些高清視頻設備成本降低，目前在國內很多交通新建線路中采用的高頻視頻方案，為確保車站運行安全給乘客帶來了優質服務，需要對現有線路視頻監控系統進行優化升級[1]。

1 視頻監控系統的構成以及使用現狀分析

首先在本研究中以神朔鐵路車站作為研究對象，該鐵路段是重要的交匯首站，其業務性質是為客戶運營。目前該鐵路路線視頻監控設備主要分為三類，視頻監控系統，包括貨運，行車和客運，分別在各場站、行車室、車站室、貨場、客運候車廳等場所安裝，共存在100處攝像機，其中視頻監控中心設有6處，由專職人員24小時實時堅守，能夠分別針對該鐵路車站各場所運營，運輸安全生產作業，車輛運行，貨物裝載情況，客運組織情況實現實時監控。車站采取強化對視頻監控使用分析管理的方式和人員監控檢查。及時發現違章違紀問題和異常狀況，及時預警，能夠有效預防施工作業現場存在違紀，違章的現象發生，進而減少事故發生概率。尤其在面對大客流的情況下，對于應急運輸生產發揮著重要作用，能夠及時發現一些閑雜人員進入城站，并通知工作人員及時制止防止出現人身事故。從目前該軌道視頻監控系統的使用現狀上來看，那系統分二期建設完成并且投入使用。在整個系統中通州市平縣可將前端交警車上積的信號傳送到設備房中，經過多功能控制器隔離地編碼器交換機等多個設備實行視頻的傳輸，儲存，經過光電轉換，能夠將前端高清攝像機的光纖信號傳送到設備房中，再經過交換機光電轉換，儲存服務器磁盤等多個設備進行視頻信號的傳輸儲存各個車站。站內系統設備可以通過子系統傳輸，利用以太網卡千兆網口實現數據傳輸。在該系統中視頻為清晰度第一的25張連續性視頻，美露高清標清圖像碼流分別達到3Mb和1.5Mb每秒，并且127儲存周期分別為15、30天左右。

2 問題分析

第一監控范圍覆蓋率低，目前部分行車崗位視頻監控點沒有實現全面覆蓋，在車站，在前期安裝視頻監控設備過程中主要針對。行車時外勤助理室進行布控，而在后期有一部分崗位搬遷，或由于通道問題沒有進行監控室內的及時安裝，導致當前一些行車崗位未能夠全面覆蓋視頻監控點。第二室外所裝設的攝像機點位較少，目前開車站配有調車機車7臺站內在日常調車作業過程中，頻率大，作業量高，校車安全需要引起高度重視，然而在實際開展跳車作業過程中，監控攝像機點位設計師選址，由于受到編組占股道多倒查密集等多種因素的限制，在場內立桿設置攝像機時，需要使用傳統光纜輻射制買法，在站場施工過程中很容易存在線路被挖斷的問題，進而增加后續維護難度成本，因此目前去對于場內調車作業監控的視為攝像機點位設置較少，很難滿足日常。調車作業監控的需求。第三監控系統在管理過程中分散，問題嚴重，目前對于該車站三類食品監控系統出，設置35處點位停車綜合視頻監控系統之外。其能夠實現信息共享和多級聯網，而對于貨運客運以及破風視頻監控系統均采用獨立設置的方式，目前客運情報監控有一處貨運裝載檢查監控有兩處，貨場監控系統設有兩處。各個監控系統及終端地點不同，因此形成相對獨立的網管平臺中心服務器很容易導致信息故障的問題發生。而第1步是該車站視頻監控值守人員成本投入較多，在視頻監控系統儲存過程中信息分散，導致工作人員在條約信息分析時難度較高，當出現某一設備故障時無法及時迅速處理故障，由于設置較多設備節點，導致日常工作人員維護管理難度較高，工作量大。第三，監控系統設置標準不統一，由于不同車站各監控系統廠家和建設時間不同，市場上不同類型的監控系統軟件以及相對應的便捷嘛語言格式協議存在價格差異，部分采取矩陣協議，或者采取簡易硬盤儲存的方式，導致在后續終端設備維護是由于市場軟件種類較多導致維護人員維修難度大不大，在更換前端設備的過程中經常存在，由于原有監控系統兼容性差，無法使用在日常[2]。圖像條約和監控視頻圖像分析過程中，部分軟件所截取的視頻格式僅局限于利用當前專用監控軟件進行播放，給后續視頻信息提取帶來不便，除此之外，對于一些老式食品監控系統來說，及監測資料保存不全面。謝謝我們的維護工作人員專業技術水平低，導致視頻監控系統檢修周期較長，從一定程度上不利于車站視頻監控系統作用發揮第四，未能夠充分釋放科學技術呢。對于鐵路來說，其是具備多工種大聯動集中心指揮的場所，在目前很多車輛所設置的食品監管系統僅采用簡單二級結構，可滿足各監視頻監控室實時對各自規定范圍內現場情況的監管，而無法實現即時性高效性的視頻，等管理人員導致這種視頻監控系統無法充分發揮其可視化和具體化作用。

3 視頻監控系統改造需求分析

近年來隨著科學技術的發展是信息傳播速度較快，適時吸引全天候的作業監控，對于鐵路行車調度指揮行車安全監管以及保險救災指揮來說發揮重要作用，也正由于這些發展需求給形式是對優化設計帶來前景，顯示技術發展水平發揮重要作用，能夠將傳統工業電視設備用于鐵路作業現場，視頻監控已無法滿足實際生產需求，需要實現設備的升級改造，視頻設備不僅局限于采用簡單陰極形象管活躍性顯示的方式，而可以借助先進的大屏幕顯示技術，目前在鐵路運輸作業現場中，視頻監控系統在改造之前僅采用25寸陰氣。而對于鐵路站場，公路周邊以及道口的視頻信息無法實時上傳至運輸調度指揮中心無法構成全面的視頻網絡，并且所采集的信息圖像清晰度差穩定性還有待提升。從一定程度上來看，城市鐵路交通運營安全中，視頻監控系統是企業保障安全的關鍵手段，高清數字成為了該行業的主要發展趨勢，通過高清錄像能夠分析運營時間。使用標簽設備在未來一段時間內會面臨部分構建采購難等問題，因此在改造系統之前還需要進行現狀調研，具體如下。第一，結合實際鐵路運營的需求，需要在此確認新增攝像，點擊攝像機點位和數量。確認原油標準點位是否需要進行高清點位更換，第二結合鐵路運營需求是否需要對原油視頻儲存量進行擴容，第三。結合鐵路運營需求，確定是否去要升級或者替換系統平臺，第4針對原油食品監控系統機柜是否具備足夠空間實現設備安裝，第五需要考慮新增設備的用電需求，并深入調查研究電源系統容量和空開剩余情況。第六機構改造之后的系統對傳輸帶寬要求較高，需要考慮原有傳輸系統剩余貸款相關問題，第七，該系統中其他新增功能的相關需求。未實現對鐵路運輸，對現場視頻監控系統時間網絡改造應當以實時性，全面性和便捷性，以前是個系統終端設備的信息，尤其是在災害救援過程中，需要考慮遠程指揮功能，經過外導之后的系統可實時進行鐵路現場綜合視頻部門信息的傳送，并將這些信息。能夠與行車調度監督系統，計算機連鎖系統物流運作，車號識別系統等多個系統，通過調度指揮中心的大屏幕進行結合并實現數據儲存，便于進行歷史數據查詢和安全調用，能夠及時根據鐵路行車事故實現緊急聯動指揮，開展相對應的災害救援，通過構建數字化系統化的視頻監控系統使其適應信息化建設發展需求，利于實現集團化建設目標。

4 系統改造方案

結合目前系統網絡化改造工程，對于設備的使用要求設備物理運行環境大屏幕，投影拼接強建設目標，應當遵循設備可擴展性，可靠性，合理性，技術先進性，實用性等原則，能夠結合多項現代化技術包括多平移儲藏處理高清晰數碼顯示投影墻拼接多路信號切換，集中化控制網絡技術等在中央控制時可設置數字光學處理器大屏幕，顯示系統能夠針對先有車站[3]。戰場食品監管設備實現優化升級，構建視頻網絡線路，將能夠滿足對計算機圖文，視頻圖像和網絡等信息的綜合顯示，兩位鐵路地理信息系統的使用提供必要設施。

從系統的構成上來看，需要利用視頻監控設備，該設備主要包括11臺40英寸大小的液晶電視二十二臺攝像機其型號為wvcz35222臺云臺及型號為nten5109。40臺視頻光端機，8臺視頻矩陣。50臺視頻分配器，8臺矩陣鍵盤以及21臺畫面分割器，5臺硬盤錄像機等。第二DLP大屏幕投影顯示系統，該系統主要是由圖像拼接控制系統以及大屏幕同一單元功能構成的，能夠實現控制中心調度室實時畫面顯示等多個功能，該系統主要包括8套DLP顯示單元，一套圖像處理器，一臺視頻矩陣構成，其中一臺RGB矩陣大小為16×9一套大屏幕顯示控制系統相關軟件一套多屏處理器。其中投影拼接墻是有第二品一體化顯示代表通過橫二排中撕裂拼接形成的。單瓶的面積達到1.1平方米，整體面積達到9.9平方米，單憑分辨率為1024×768，整條的分辨率達到4096×1536多屏處理器配備8路RGB。使用一套顯示墻應用管理系統。網絡系統以及信譽系統的接口。對于鐵路運輸作業現場視頻監管系統及能夠與信息化主管網生產調度中心視頻網，物流跟蹤系統，調度監控系統等多個系統的接口進行有效連接。第三，DLP大屏幕投影系統。該系統是采用多臺多屏拼接控制器的方案。8個單屏可通過一臺圖像評鑒公司進進行實時驅動，并且進行視頻，而這批信號以及多個網絡信號的集中性輸入轉出合成，能夠將這些信號在大屏幕上進行拼接顯示。大屏幕強控制器具備靈活性，可靠性等特點及具體功能如下。西城區政府開關可以也通過任一頁輸入頻道轉移到輸出窗口中，能夠從一定程度上簡化配置，如其與應用程序窗口一致，包含視頻輸入窗口的縮放移動以及圖標縮小等功能，具有簡單操作和靈活性能夠同時添加8個RGB輸入卡，進而提供32個輸入端口和16個RGB處理器。再顯示墻中能夠顯示其于計算機資源圖像，可以結合視頻以及2GB輸入功能運行windows2003同時該系統也可以與大多數windows應用程序實現兼容。

5 網絡布線以及設備安裝

第一，網絡規劃和網絡融合。網絡規劃和融合及hfc網具體包含同軸電纜以及光纜綜合網絡能夠利用原有視頻線來，在運輸部不同調度控制室車站之間進行光纜建設。安裝光端機專線接入設備，以構建光纖網絡實體能夠與鐵路運輸物流跟蹤系統，計算機連鎖系統，調度監控系統等多個系統網絡實現營銷融合屏幕中顯示鐵路在線汽車車輛車磁性車號綜合路線圖以及設備運行信息等能夠構成鐵路運輸視頻專網如下測試。第二，在選購和安裝硬件設備時，對于數字化攝像機需要結合現場作業要求，是極具選擇，具備紅外功能可旋轉，被電控制的球形攝像機，能夠從一定程度上擴大所建設的范圍，視角尤其在夜間照明不良的基礎上，能夠同時監控出高鐵和出鐵廠的作業情況，進而推動鐵路調度監控功能，能夠為鐵路運輸全過程監控奠定基礎，對于傳感期期能夠為鐵路運輸的生產安全安全生產提供預警，是系統更加安全完整的可靠性和實時性功能。第三，對于光設備傳送視頻信息來說。該鐵路站場監控需要使用不同線路的視頻光端機，包括4路16路，32路，等已實現視頻光信號的實時傳送。嗯。第四控制設備。利用網絡接口矩陣鍵盤能夠實現圖像采集調用。以及切換針對性進行畫面縮放，實現遠程控制前端攝像，利用飾品網絡管理pc端能夠進行DLP，大屏幕顯示控制通過設置ip地址能夠將圖像與計算機的信號在DLP屏幕中進行顯示，同時也可實現遠程視頻會議，對于視頻專網來說其交換節點是網絡視頻控制器主要位于調度指揮監控中心，該控制器具備，通過設置ip地址能夠將某一網端中的圖像以及計算機型號在DLP屏幕中進行顯示，同時還能夠支持網遠程視頻會議交換節點。及網絡視頻控制器是視頻專門的核心，主要位于調度控制服務器監控中心，該控制器具備百兆網絡和千兆網絡端口，可以通過5類線與系統不同子系統實現互聯互通。第五，儲存設備在機房中需要進行硬盤錄像機的安裝，使其能夠對鐵路作業現場裝卸以及吊車等多項作業進行實時錄像，數據儲存便于追查后續出現事故的原因，真正實現安全責任落實。

6 系統改造效果分析

第一，對于綜合顯示視頻效果來看，能夠利用該系統在DLP屏幕中實時顯示鐵路線路以及戰場的相關情況，所輸入的數字圖上信息清晰，度比較高，色彩還原度好，穩定性強，利用該系統能夠進行數據信息的實時顯示，這樣為鐵路安全生產運輸，決策提供基礎，第2系統功能，通過改造之后系統功能獲得了完善，比如在儲存功能方面，該系統能夠實現報警常規和調閱錄像支持對一些日志嘻嘻能夠。按照時間或監控事件組織故障結構，實現定位回放或隨機檢索。在傳輸優化方面，利用視頻光端機能夠代替原有電纜制調制解調器，利用光纜能夠代替原有的視頻電纜及無提高視頻圖像的傳輸穩定性和傳輸效率。由于車站調度監控需要遠程監控室目標，因此可以采用視頻數據轉發解決關鍵路由承載力問題減少多記錄，由跨越流量同時還能夠顯著減少遠程傳輸帶寬，提高視頻傳輸效率。在畫面顯示方面，利用該系統能夠支持多錄單畫面顯示。實現對視頻各個參數，包括分辨率，對比度，色度的在線調節，實現多錄視頻同時輸出，可以實現畫面輪巡。利用數字壓縮視頻技術進行軟切換矩陣。基于ip網絡以確保圖像質量和延時下是監控，用戶可對其中任意錄圖像傳送到顯示設備中，實現單屏顯示，多屏顯示。并且還能夠實現圖像的巡檢，分組切換，等多種顯示功能。在網絡功能方面，利用該系統結合網絡帶寬傳輸質量。進行視頻參數的在線設置，包括分辨率幀率，能夠在線進行網絡傳輸協議的設置，確保最佳視頻，輸出質量同時還可以支持內外網ip地址動態IP地址設置，能夠針對管理范圍內監控點視頻數據進行集中收集，以確保各工作站的需求，允許多個用戶同時進行系統登錄，并進行不同用戶權限設置。

7 結語

總而言之，在本研究中針對該車站作業現場視頻監控系統的構成以及使用現場進行分析，總結了當前該車專屬的監控系統存在的問題，比如監控系統管理相對分散覆蓋面小，管理標準不統一等，提出可適當增加監控點位優化資源，實現信息互聯互通，未來在鐵路發展中可通過視頻監控系統整合，真正實現語音數據一體化，確保鐵路行車安全，掌握客戶的實際現場作業，提高鐵路服務質量。