論視頻監控系統在高鐵通信中的應用

吳文

（中鐵建電氣化局集團 南方工程有限公司，湖北 武漢 430074）

1 引言

目前國際上一般將時速在200公里以上的鐵路定義為高速鐵路，我國的高鐵（CRH）也是遵循了這一定義原則。與傳統的鐵路系統相比，高鐵在很多領域都具有劃時代的創新和變革，不僅僅體現在速度的提升上，在通信指揮控制系統方面更是如此。作為一項重要的輔助設施，視頻監控系統在高鐵系統中發揮著不可替代的作用。目前視頻監控系統主要應用在以下幾個方面：路基、橋梁、隧道和咽喉區的視頻監視，以保證車輛安全運行；車站廣場、候車大廳和旅客通道等人流密集區域，獲取旅客流通情況；及時發現和掌控自然災害和其他突發緊急事件，并速度做出反應，便于進行指揮調度。

2 高鐵視頻監控系統的關鍵技術

2.1 視頻分析技術

目前高鐵視頻監控系統中的視頻內容分析主要有兩種模式：一種針對入侵探測，這類監控系統主要是設置在高鐵線路的重要區段或者是一些咽喉區域，用來防止動物等誤闖進入鐵路沿線，給運輸安全造成隱患；另一種是針對高空落物的分析，設置在一些公跨鐵區域來防止高空落物對運行中的列車造成損害。高鐵視頻監控系統中一路攝像機通常只能進行一個模式的分析，這主要是由高鐵本身的特點來決定的。高鐵線路范圍廣、環境情況復雜，很容易受到各種人為和自然因素的影響，而視頻分析對場景的要求又比較高，因此多數視頻監控系統的視頻分析攝像機采用的是PTZ攝像機而不是固定攝像機。在具體的視頻分析技術方面，目前普遍采用的是前端DSP方式，這種分析方式下視頻分析單元一般位于視頻采集設備附近，可以有選擇地設置系統，讓系統只有在報警發生的時候才傳輸視頻到控制中心或存儲中心，因而能夠節省網絡負擔及存儲空間。

2.2 冗余技術

高鐵視頻監控系統必須具有十分高的可靠性，以便發揮出應用的監視和預警作用，目前主要采用技術是：首先是在編碼器上，采用雙電源、雙網卡方式增強穩定性，或者是采用“N+1”冗余方式增強可靠性，以保證單機故障或更換設備時系統可以連續運行。其次是在網絡硬盤錄像機（NVR）方面，也主要采用“N+1”冗余增強可靠性，一方面對于設備傳輸的數字視頻碼流進行有效存儲和管理，同時也可以保證單機故障或更換設備時系統連續運行。最后在視頻信息的存儲上，可以采用磁盤陣列的RAID技術實現高可靠數據存儲。

2.3 綜合視頻平臺

綜合視頻平臺可以看作是高鐵視頻監控系統的指揮控制系統，主要由核心數據部分和客戶端工作站兩個構成單元。其中核心數據服務器存儲著各種輔助判斷的信息和資料數據庫，在相關軟件的配合下，使視頻監控系統能夠正常地開展實時監測和發揮識別預警功能。而客戶端工作站系統主要包括用戶管理、配置管理、故障管理和日志管理等功能。綜合視頻平臺不僅能夠優化地配置所有的監控攝像機資源，對設備進行狀態監控和維護；還可以用來規范和監督相關工作人員的操作行為，通過操作日志對操作人員進入、退出系統的時間和主要操作情況進行記錄，便于發生問題之后進行相關取證和調查工作。

3 高鐵視頻監控系統建設過程中需要考慮的影響因素

3.1 風雨雷電等自然現象

由于高鐵線路線路范圍廣、跨度大等特點，使得其很容易受到自然因素的影響和破壞。一方面，風雨雷電等自然條件能夠給視頻監控系統的硬件設施設備造成一定的損害，在一定程度上影響視頻監控系統作用效能的發揮；另一方面，在視頻監控系統的維護上往往需要投入較大的人力和物力，甚至要進行高空等危險作業。所以高鐵視頻監控系統在設計和安裝時應該充分考慮各種自然因素的影響，最大限度地減弱由于自然不可抗拒的力量所造成的損失。

3.2 長距攝像問題

長距攝像問題是高鐵監控系統在監控內容和范圍上需要重點考慮的問題。在對鐵路沿線的監控上，其范圍可以達到幾公里遠。在這種情況下，絕非簡單地使用長距攝像機就能夠滿足實際要求的。因此，高鐵視頻監控系統需要從技術創新和規劃設計方面尋求突破，有效地解決長距攝像問題。

3.3 預置位精度問題

預置位設置主要是為了便于系統能夠快速地調用以便實現場景的快速定位和響應報警。目前高鐵視頻監控系統中預置位在數量上已經能夠完全滿足實際需求，大多數攝像機已經能夠支持多達256個預置位。但是預置位的調節精度還存在很多問題。目前普遍存在攝像機預置位偏移的情況，需要進行輔助的手動微調。這樣，非但不能發揮出預置位本身的功能，反而增加了工作的復雜度。

4 結論

當前我國高速鐵路建設正處在前所未有的發展機遇期，為了切實保障高鐵線路的順暢安全運行，必須要更加科學合理地做好高鐵視頻監控系統建設工作。一方面要積極進行技術創新，著力解決實際工作中遇到的瓶頸問題；一方面要努力實現視頻網絡資源和信息資源的共享，促進視頻監控系統效能得到更好地發揮。

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[2]謝征宇，董寶田.基于視頻監控的高鐵客運樞紐行人安全預警系統研究[J].物流技術，2011(07).