鐵路線路安全環境管控平臺搭建方案研究

摘要：針對鐵路沿線災情、險情、異物侵擾、大型動物或無關人員入侵鐵路安全限界等危及列車行駛和設備安全的風險隱患，判定劃分線路外部侵害高風險區域，在充分利用既有鐵路綜合視頻資源的基礎上，補強視頻監控設備。利用人工智能、大數據等新一代信息技術手段，搭建集視頻分析、危情預警、人機巡查、遠程管控、集中指揮、多方聯動、應急處置、信息共享等功能于一體的綜合管理平臺，提升巡查作業智能化和標準化水平、強化險情監控和預警能力、實現對險情的精準管控和及時響應。本文以充分利用既有鐵路通信承載網、綜合視頻及網絡安全資源為前提，結合路局業務管理部門意見，從線路安全環境管控平臺配置與架構、綜合視頻監控系統區域節點、承載網通道、網絡安全及其他配套等五個方面提出了鐵路線路安全環境管控平臺的搭建方案。

關鍵詞：鐵路；線路安全環境管控平臺；綜合視頻監控系統；承載網；網絡安全

一 、引言

根據《國鐵集團工電部關于線路安全環境管控平臺建設實施的指導意見》（工電線路函〔2023〕52號）、《關于印發lt;線路安全環境管控平臺軟硬件信創補充要求gt;及專家評審意見的通知》（工電通號函〔2023〕121號）以及《國鐵集團關于印發lt;線路安全環境視頻智能分析及相關設備技術要求（暫行）gt;的通知》（鐵工電〔2024〕42號）要求，針對鐵路沿線災情、險情、異物侵擾、大型動物或無關人員入侵鐵路安全限界等危及列車行駛和設備安全的風險隱患，需要各鐵路局搭建集統計分析、質態監控、視頻巡查、視頻聯動、智能分析、預警確認、問題處置、調度指揮、現場巡查等功能于一體的路局級線路安全環境管控平臺。

通過信息化、自動化、智能化的技防手段，整合監測預警資源，促進線路巡防工作的調度、指揮、管理、組織方式變革，支撐工務站段完善巡防組織機構，明確段、車間巡防職責，建立配套管理制度，在保證線路巡防工作質量的前提下，進一步規范巡防工作管理流程、促進優化巡防人員配置、提高工作效率，全面提升線路安全風險總體防控水平。

二、 鐵路線路安全環境管控平臺搭建目標及設計原則

（一）搭建目標

為適應鐵路沿線外部環境、防災、治安及反恐等安全新形勢、新挑戰，提高安全防控能力，防范化解風險隱患，搭建路局級線路安全環境管控平臺。以高鐵線路的防洪、環境風險隱患管控為重點，以提升鐵路線路安全環境管控智能化水平、強化險情監控預警能力、防止動客車擊撞異物為目標，按照創新管理方式和技術手段、統籌協調各方面力量和資源的思路，滿足全線覆蓋、實時巡查、重點監控、及時反應的要求，探索以視頻巡查為主、現場巡查為輔的模式。突出高鐵沿線防洪、環境高風險處所管控，高鐵運行期間，對隧道口、長大路塹、高陡邊坡、橋頭等高風險處所進行實時監控，一旦發現落石、泥石流、異物侵限、人員或大型動物入侵線路等險情、災情，立即處置。將沿線既有鐵路綜合視頻集中接入線路安全環境管控平臺，巡查覆蓋了沿線重要、關鍵風險隱患處所，實現對險情、災情的實時監控和自動預警；以提升巡查作業標準化水平、實現迅速準確管控為目標，充分發揮線路安全環境管控平臺檢查監控功能，以可視化手段促進現場巡查作業的標準化開展，實現應急處置的集中指揮、多方聯動。

（二）設計原則

在充分利用既有鐵路綜合視頻監控系統資源的基礎上，補強視頻監控、網絡設備設施，利用大數據、人工智能等新一代信息化、網絡化、智能化先進技術手段，搭建集視頻分析、危情預警、人機巡查、遠程管控、集中指揮、多方聯動、應急處置、信息共享等功能于一體的綜合管理平臺，確保能在第一時間發現和處置鐵路環境險情和沿線災害，提高對鐵路外部行車條件的風險管控水平，保障鐵路運輸安全。結合運營管理部門意見，線路安全環境管控平臺部署原則如下：

1.根據業務需求，在路局信息機房配置線路安全環境管控平臺中心設備，并配套具備相應功能的軟件。

2.根據需要在綜合視頻監控系統的匯聚點、接入節點，如車站或區間節點等位置部署邊緣分析設備，實現智能分析功能。

3.在工務段調度指揮中心新設巡防用戶終端及大屏，用于開展日常巡查工作。在線路車間按需設置巡防終端，方便車間/工區用戶使用。

4.線路安全環境管控平臺與既有綜合視頻監控系統等考慮部署網絡安全防護設備，并根據需求對網絡安全防護設備進行補強。

5.充分利用綜合視頻監控系統及承載網絡資源，并根據需求對其擴容、補強。

三、鐵路線路安全環境管控平臺設計方案

搭建線路安全環境管控平臺，需要充分利用既有鐵路通信承載網、綜合視頻及網絡安全資源。平臺設計方案主要包含線路安全環境管控平臺方案、綜合視頻監控系統區域節點改造方案、承載網通道方案、網絡安全方案及其他配套方案五個方面的內容。

（一）線路安全環境管控平臺方案

1.平臺功能

線路安全環境管控平臺主要包括視頻巡查、巡查計劃、現場巡查、預警確認、問題處置、調度指揮、電子地圖、應急處置、統計分析、應用配置、系統維護、便捷功能、巡防大屏、現場巡查App等功能模塊，能夠實現自動報警。該平臺能夠有效提升視頻智能巡查工作量占比，降低人工監控、巡查的工作量。

2.平臺架構

線路安全環境管控平臺采用集中部署的方式。通過在信息機房內部署路局級線路安全環境管控平臺，實現與鐵路綜合視頻監控系統區域節點的互連，支撐路局集團公司、站段、車間三級用戶使用。

3.平臺設備配置

在路局中心通信機房設置服務器設備，主要包括：應用服務器、數據庫服務器、存儲設備、存儲交換機、智能分析服務器、內網應用接口服務器、流媒體服務器、視頻接口服務器、綜合視頻專網應用接口服務器、地圖服務器、運維服務器、前端應用管理服務器；設置網絡設備，主要包括：接入路由器、核心交換機、接入交換機、管理網段交換機；配套軟件主要包括：線路安全環境管控平臺應用軟件、操作系統、數據庫軟件、地理信息數據服務發布軟件、視頻分發軟件、云端智能分析軟件；在綜合視頻監控系統接入節點、匯聚節點等處配置智能分析算法盒；在路局集團公司相關業務部門用戶、站段用戶、車間用戶配置巡防終端。

線路安全環境管控平臺通過部署在綜合視頻監控系統接入節點、匯聚節點等處的智能分析算法，實現對鐵路沿線重點區域視頻流的快速檢測。攝像機在原有視頻流的基礎上，需另輸出一路碼流至相應智能算法盒進行分析并將邊緣分析報警信息（包括報警級別、類型、名稱、描述、時間、關聯圖片及視頻等）上報至路局級線路安全環境管控平臺，由路局級線路安全環境管控平臺智能分析服務器對報警信息進行二次判識，從而實現對晴天夜間、中小雨、薄霧等條件下鐵路沿線重點區域人或者異物的智能識別功能。

4.平臺接口

線路安全環境管控平臺能夠與鐵路綜合視頻監控系統互聯，獲取視頻實時碼流、視頻歷史碼流、前端分析報警信息、視頻監控設備信息、視頻監控設備靜態信息、視頻監控設備運行狀態信息等。

線路安全環境管控平臺能夠與工務段安全生產管理系統雙向交互巡查問題數據，完成非緊急類巡查問題處置、問題狀態等信息共享，實現對問題庫問題的雙向管理與閉環卡控，將線路巡防工作納入工務段統一管理考核體系。線路安全環境管控平臺能夠與鐵路地理信息平臺互聯，獲取基礎行政區劃、遙感影像地圖數據等標準地圖服務。線路安全環境管控平臺預留與其他相關監測預警系統的互聯接口，待后續線路安全環境管控平臺明確相關接口需求后，通過平臺升級改造方式接入相關系統預警信息。

（二）綜合視頻監控系統區域節點改造方案

線路安全環境管控平臺需通過與鐵路綜合視頻監控系統的互聯獲取實時視頻數據流。目前，視頻區域節點設備處理能力僅能滿足已接入的線路視頻數據流處理要求，根據線路安全環境管控平臺業務功能和最大數據流并發量，需擴充視頻區域節點的視頻流吞吐計算能力，補強或新設云計算、網關、網絡設備。

利用綜合視頻區域節點既有服務器，并根據新設終端同時調用視頻業務的需求，新設云計算資源服務器，并考慮一定的冗余系數，補強既有綜合視頻區域節點的分發、轉發能力。

新設視頻網關設備，實現線路安全環境管控平臺通過視頻網關設備獲取視頻平臺的實時視頻流、查看視頻平臺的錄像視頻、控制視頻平臺的攝像機PTZ、查詢視頻平臺的攝像機狀態。新設網絡設備實現云計算服務器、視頻網關設備間的數據交換。

（三）承載網通道方案

線路安全環境管控平臺采用鐵路綜合視頻監控系統VPN編號接入數據通信網，通過既有光纜互聯線路安全環境管控平臺核心交換機與綜合視頻監控系統區域節點交換機，實現線路安全環境管控平臺與綜合視頻監控系統的互聯。工務段終端利用各工務段線路安全環境管控平臺交換機設備，接入相應工務段通信接入層路由器。車間終端采用車間內傳輸設備上聯至相應車站后，通過數據網通道聯通至路局線路安全環境管控平臺中心設備。智能分析算法盒利用區間視頻交換機接入既有數據通信網，不滿足條件的地方也可利用區間傳輸設備進行數據傳輸。

（四）網絡安全方案

為提升視頻網絡安全防護平臺對線路安全環境管控平臺內網絡安全的監測感知、研判分析、預測溯源、響應處置能力，須對路局既有的視頻安全防護平臺從功能和性能方面進行組件擴容。

根據《線路巡防生產管理系統網絡安全技術方案》的要求，路局級線路安全環境管控平臺應與既有綜合視頻監控系統統籌考慮網絡安全防范設備。在線路安全環境管控平臺網絡邊界，應部署入侵檢測設備、防火墻；在系統服務器區部署防病毒設備、漏洞掃描、終端管控、日志審計等共用綜合視頻通信網絡安全保護設備。

利用并擴容既有的視頻網絡安全平臺防病毒、漏洞掃描、終端管控、配置日志審計、核查、數據防泄漏、運維審計/堡壘機、綜合視頻安全防護平臺、前端準入、區域節點防火墻、區域節點入侵檢測等設備，對全局線路安全環境管控平臺終端、新設服務器等新設備提供接入條件，對既有平臺設備進行license擴容。

（五）其他配套方案

線路安全環境管控平臺會在路局中心的通信機房、信息機房、各工務段工區/車間新增設備，設計方案時需要考慮既有機房的機房空間、既有電源設備的容量，對條件不滿足的機房應進行相應擴容及改造。

四、結束語

通過線路安全環境管控平臺的搭建，各路局工務段通過運用平臺，建立管理辦法，配備監控人員，將平臺作為調度值班室的組成部分，使之成為防范化解防洪和外部環境安全風險、及時應對處置各類突發事件的指揮中樞，承擔對險情、災情等的實時監控預警、應急處置、協調指揮、信息管理等職責，促進鐵路應急管理智能化、專業化、科學化和精細化水平的提升。

作者單位：沈怡彥 中鐵第四勘察設計院集團有限公司

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