隨著中國高速鐵路的快速發(fā)展，軌道交通安全已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點。目前，鐵路安防監(jiān)控手段仍以人定時巡檢為主，這不僅耗費了資金、人力，而且并不能作到實時監(jiān)控，安全隱患仍然存在。在原有技術(shù)手段已達(dá)不到有效的安全防范目的的情況下，為有效避免列車運行中治安事故和意外事故的發(fā)生率，必須采用*的技術(shù)手段，建立鐵路列車運行安全監(jiān)控系統(tǒng)。列車夜間行駛頻繁，由于夜間能見度低、視線較差，這對鐵軌沿線、交通樞紐以及機(jī)車編輯組視頻監(jiān)控畫面的清晰度提出了更高的要求。只有選擇使用合適的設(shè)備，運用夜間監(jiān)控技術(shù)，才能保證夜間監(jiān)控視頻的效果。


　　
　　一、項目需求分析
　　
　　在目前的鐵路安全監(jiān)控中主要存在以下問題：
　　
　　1.夜視監(jiān)控“失明”
　　
　　鐵路交通從普通列車發(fā)展到高鐵，國家已經(jīng)經(jīng)歷了六次鐵路大提速。隨著速度的加快，夜間對鐵路的監(jiān)控難度也越來越大。多數(shù)夜視監(jiān)控設(shè)備難以做到清晰地抓拍鐵路路面狀況，獲得清楚的現(xiàn)場情況。然而，為響應(yīng)鐵路交通的大提速，監(jiān)控系統(tǒng)及設(shè)備必須達(dá)到“快速、準(zhǔn)確、高清晰度”這三大要求。
　　
　　2.難以應(yīng)對惡劣的環(huán)境
　　
　　夜視監(jiān)控一般應(yīng)用于室外惡劣的環(huán)境下，常年接受風(fēng)吹雨淋，因此鐵路監(jiān)控設(shè)備必須具有*的抗惡劣環(huán)境的能力。
　　
　　3.系統(tǒng)集成化程度低
　　
　　鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模越來越大，系統(tǒng)需要進(jìn)一步與入侵報警系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、動力監(jiān)控系統(tǒng)等進(jìn)行融合，這就使得綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，而傳統(tǒng)的孤島式系統(tǒng)將無法滿足系統(tǒng)應(yīng)用向深層次的發(fā)展，只有將各種系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)匯聚、處理和傳輸，才能深度挖掘系統(tǒng)的功能，提升鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集成度。
　　
　　4.智能化程度低
　　
　　鐵路運輸旅客人數(shù)眾多、情況比較復(fù)雜、監(jiān)控點也較多，所以僅僅依賴人力很難對各種突發(fā)情況作出及時和準(zhǔn)確的反應(yīng)。通過智能視頻分析技術(shù)可以對視頻畫面進(jìn)行高速分析和理解，從而完成人流量統(tǒng)計、擁擠檢測、人臉識別跟蹤、自動報警、監(jiān)控聯(lián)動等功能，大大減少職員的工作量，同時提升了系統(tǒng)的正確性和及時性。
　　
　　二、具體方案設(shè)計
　　
　　企業(yè)研發(fā)的光電技術(shù)HP-TC系列熱成像攝像機(jī)和HP-RC0620C、HP-RC0620HW遠(yuǎn)距離激光攝像機(jī)，專為鐵路沿線、隧道口監(jiān)控設(shè)計，采用無紅曝主動紅外激光作照明源，使用高分辨率低照度長焦攝像機(jī)，可進(jìn)行晝夜連續(xù)監(jiān)控；可有效抑制高速鐵路上火車迎面照射過來的各種雜光，始終保持畫面清晰；大角度激光發(fā)射器能保證激光在攝像機(jī)廣角狀態(tài)下實現(xiàn)滿屏；*的激光整形勻化和光功率控制技術(shù)、數(shù)字化照明角度控制技術(shù)，實現(xiàn)了0.1o隨動控制，以達(dá)到*的照明效果；滿足晝間500米、夜間250米縱深范圍內(nèi)的鐵路線路狀況24小時實時監(jiān)控需求，內(nèi)部工業(yè)級嵌入式控制電子系統(tǒng)，實現(xiàn)對攝像機(jī)的變倍、聚焦、視頻切換、云臺俯仰/旋轉(zhuǎn)高穩(wěn)定性控制；整體外殼采用*鋁合金，達(dá)到了IP66防護(hù)等級，確保設(shè)備在野外惡劣環(huán)鏡中能長期運轉(zhuǎn)。

　　
　　時下，這些設(shè)備已在鐵路安防監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)揮實質(zhì)性的作用，相關(guān)方案已用于太原*（1000余套）、武漢*宜萬線、廣深鐵路沿線、廣坪鐵路沿線等線路，*克服了夜間監(jiān)控效果差等諸多問題，實現(xiàn)了24小時全天候視頻安全監(jiān)控。總體實施方案系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如下圖4所示。
　　
　　該系統(tǒng)主要由前端遠(yuǎn)距離激光夜視系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和后端監(jiān)控中心組成。根據(jù)所要監(jiān)控區(qū)域的范圍設(shè)立激光夜視儀，將其安裝在云臺上，云臺可受控制中心控制。視頻信號和控制信號經(jīng)視頻服務(wù)器編碼后通過網(wǎng)絡(luò)光端機(jī)接入光纖，傳輸至控制中心，視頻圖像及報警監(jiān)控信息在這里實時顯示。一旦發(fā)現(xiàn)有可疑人員、車輛活動或有越界行為，即可通過控制中心的系統(tǒng)控制向前端攝像發(fā)送控制信號，控制云臺及攝像機(jī)即可跟蹤目標(biāo)，控制中心可根據(jù)情況作出分析，向巡邏人員下達(dá)指揮命令。
　　
　　企業(yè)通過對鐵路列車特殊環(huán)境的仔細(xì)調(diào)研，深入研究現(xiàn)有監(jiān)控傳輸方式，并結(jié)合多年監(jiān)控系統(tǒng)工程經(jīng)驗，確定采用鐵通系統(tǒng)已有的光纜傳輸設(shè)備來架構(gòu)鐵路安全監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分利用已有的傳輸方式，帶寬大，組網(wǎng)能力強(qiáng)，避免了重復(fù)建設(shè)，有利于節(jié)省成本。

　　　　
　　三、系統(tǒng)方案的功能特性及優(yōu)勢
　　
　　1.遠(yuǎn)距離夜視功能：TC系列熱成像攝像機(jī)和HP-RC0620C、HP-RC0620HW遠(yuǎn)距離激光攝像機(jī)具有1000米以上遠(yuǎn)距離夜視能力，有效解決常規(guī)攝像機(jī)夜間純黑環(huán)境下無法工作的問題。
　　
　　2.強(qiáng)光抑制能力：優(yōu)化紅外長波成像和超窄激光光學(xué)窗口技術(shù)，能有效抑制車燈對CCD成像產(chǎn)生的炫光飽和現(xiàn)象，在鐵路和公路復(fù)雜光照環(huán)境下可晝夜清晰成像。
　　
　　3.全天候監(jiān)控：高靈敏度熱成像探測，具有強(qiáng)盛的霧雨雪穿透能力，可適應(yīng)多種光照條件的背光補(bǔ)償，以確保在白天、夜晚和逆光的條件下都能得到清晰圖像。
　　
　　4.集中設(shè)備管理：用戶可以遠(yuǎn)程登錄中心管理服務(wù)器、集中管理系統(tǒng)內(nèi)各種設(shè)備和資源。
　　
　　5.多級系統(tǒng)級聯(lián)：支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持動態(tài)IP，前段控制產(chǎn)品可通過ADSL自動撥號接入網(wǎng)絡(luò)，支持CDMA1x、3G無線傳輸。
　　
　　6.分布式存儲管理：采用分布式存儲管理技術(shù)，實現(xiàn)存儲的層次化、網(wǎng)絡(luò)化，具有計劃、聯(lián)動、手動等多種錄像方式、錄像檢索和回訪功能，操作方便快捷。
　　
　　7.并發(fā)視頻直播：支持單播/組播、多畫面遠(yuǎn)程實時監(jiān)控，具有分組輪跳功能。
　　
　　8.雙向語音通信：可在任意一個網(wǎng)絡(luò)終端對前端控制點位進(jìn)行音頻對講或廣播。
　　
　　9.聯(lián)動報警管理：報警事件發(fā)生后，系統(tǒng)可自動觸發(fā)一系列預(yù)設(shè)聯(lián)動，實現(xiàn)報警系統(tǒng)智能化。
　　
　　10.虛擬網(wǎng)絡(luò)矩陣：可任意綁定前端監(jiān)控點和視頻解碼器，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬矩陣，控制電視墻實現(xiàn)監(jiān)控和分組轉(zhuǎn)換。
　　
　　11.分級用戶管理：根據(jù)不同需要設(shè)定各級用戶，使用不同權(quán)限訪問不同資源。
　　
　　12.WEB瀏覽：用戶可以隨時隨地通過IE瀏覽器實時觀看系統(tǒng)內(nèi)的視頻資源，并可進(jìn)行相應(yīng)權(quán)限的資源管理。
　　
　　四、項目案例
　　
　　北京和普威視多套鐵路激光夜視攝像機(jī)在宜萬線（宜昌東至涼霧段）成功應(yīng)用，*客服了鐵路夜間監(jiān)控“失明’等諸多問題，實現(xiàn)了全程24小時全天候的視頻安全監(jiān)控。
　　
　　隨著中國高速鐵路的極速發(fā)展，軌道交通安全已經(jīng)成為人們zui為關(guān)注的焦點，尤其是夜間對鐵軌沿線、交通樞紐以及機(jī)車編輯組視頻監(jiān)控畫面的清晰度提出越來越高的要求，國家鐵路總局和鐵路總公司對此也多次提出了實現(xiàn)鐵路信息化建設(shè)的總體部署。
　　
　　北京和普威視光電技術(shù)有限公司積極響應(yīng)國家鐵路安全信息化建設(shè)的總號召，大力推廣鐵路領(lǐng)域夜視監(jiān)控產(chǎn)品，自主研發(fā)生產(chǎn)的鐵路激光夜視攝像機(jī)以優(yōu)良的性能、高清晰度的夜視效果和*的抗惡劣環(huán)境能力日夜駐守著中國軌道交通安全，為中國鐵路安防事業(yè)的發(fā)展奉獻(xiàn)著微薄之力。
　　
　　1.工程概況
　　
　　宜萬線（宜昌東至涼霧段）重點橋隧視頻監(jiān)控系統(tǒng)工程，包括（1）武漢*綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)視頻區(qū)域節(jié)點的互聯(lián)互通；（2）宜萬線（宜昌東至涼霧段）重點橋隧監(jiān)控系統(tǒng)視頻接入節(jié)點；（3）監(jiān)控視頻采集匯聚點包含沿線2個車站、1個信號中繼站、50個基站，視頻采集點包括24處重點橋頭區(qū)域、135個重點隧道口；（4）行調(diào)臺、業(yè)務(wù)處、*處、通信段、沿線車間、*所等用戶終端設(shè)備；（5）視頻網(wǎng)絡(luò)，宜昌東、恩施至武漢*綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)區(qū)域監(jiān)控中心的視頻網(wǎng)絡(luò)等。
　　
　　2.技術(shù)規(guī)范及難點
　　
　　（1）材料和工藝
　　
　　所選擇的材料和工藝適應(yīng)預(yù)期功能，且適應(yīng)工程現(xiàn)場條件。通用工藝具zui高質(zhì)量，且采用設(shè)備和的現(xiàn)代化工藝。
　　
　　系統(tǒng)采用的材料和零部件應(yīng)經(jīng)選擇以使其能夠滿足相關(guān)性能、物理和功能特性的要求，以及關(guān)于安全性、可靠性和可維護(hù)性的要求。材料、加工和零部件按相應(yīng)的規(guī)范和圖紙進(jìn)行控制。
　　
　　系統(tǒng)元件應(yīng)以良好的商業(yè)慣例制造加工，：錫焊、配線、零部件銘牌、電鍍、噴涂、鉚接、機(jī)械化裝配、電焊氣焊，以及零部件的倒角和去毛刺。
　　
　　（2）設(shè)備檢測和測試
　　
　　l前面板上具有視覺指示，表明設(shè)備中各主要組成模塊的運行狀態(tài)。
　　
　　l設(shè)備和模塊應(yīng)具有測試點，便于在線運行時進(jìn)行測量。
　　
　　l根據(jù)需要而設(shè)的內(nèi)置儀表。
　　
　　l所有微處理器控制設(shè)備應(yīng)內(nèi)置診斷程序，周期運行，至少可將故障定位到模塊級。能夠周期性實時輸出測試結(jié)果，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)督、測試和診斷。
　　
　　（3）雷電防護(hù)
　　
　　旅客/工作人員可能接觸到的所有金屬部分（諸如鋼桿和鋼管以及其它金屬設(shè)備）應(yīng)接地，以防電擊。北京和普威視所提供的系統(tǒng)設(shè)備包括屏蔽、濾波、其它器材及技術(shù)以抑制自我產(chǎn)生的電磁干擾，電磁輻射不超過可以接受的向外輻射電平。采取雷電防護(hù)措施，保證設(shè)備的正常工作及因強(qiáng)電電纜對通信系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾，并采用有效方式防護(hù)通信系統(tǒng)電子設(shè)備及人身安全，在通信設(shè)備、通信線路、電源、機(jī)架結(jié)構(gòu)、地線、室外設(shè)施等方面采取電磁兼容和防雷設(shè)計。
　　
　　（4）環(huán)境條件
　　
　　l工作環(huán)境溫度：室內(nèi)溫度：-5～40℃；室外溫度：-45～55℃；
　　
　　l存儲溫度：-20～65℃。
　　
　　l相對濕度：當(dāng)溫度為25℃時，周圍空氣相對濕度不大于85％。
　　
　　l隧道洞室內(nèi)風(fēng)壓：10kPa
　　
　　3.系統(tǒng)功能及性能指標(biāo)
　　
　　Ø沿線設(shè)置的綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)具備與武漢局調(diào)度所既有視頻區(qū)域節(jié)點設(shè)備互聯(lián)互通條件。
　　
　　Ø視頻監(jiān)控圖像的存儲采用兩級存儲的方式實現(xiàn)視頻圖像的存儲。
　　
　　Ø沿線車站存儲采用基于高速以太網(wǎng)的SAN架構(gòu)，通過iSCSI（InternetSCSI，Internet小型計算機(jī)系統(tǒng)接口）協(xié)議來實現(xiàn)存儲數(shù)據(jù)在服務(wù)器和存儲設(shè)備之間高速傳輸。
　　
　　Ø發(fā)生報警后，監(jiān)視終端上自動顯示彈出相關(guān)畫面（多畫面輪巡播放），并將報警信息發(fā)送給綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，由綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)在視頻接入節(jié)點實現(xiàn)對相應(yīng)畫面進(jìn)行錄像。查詢告警信息時，綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以自動查找告警時間及相應(yīng)時段保存的對應(yīng)視頻文件，支持場景重現(xiàn)。
　　
　　Ø接受來自防災(zāi)系統(tǒng)的告警信息，如落物、火災(zāi)等，觸發(fā)視頻畫面在相關(guān)的監(jiān)視終端上顯示，同時在系統(tǒng)中心對相應(yīng)的畫面進(jìn)行錄像；反之，可以通過視頻分析功能，檢測出某些異常，作為報警信息傳送到防災(zāi)系統(tǒng)中，作為輔助監(jiān)測手段。
　　
　　Ø任意場景發(fā)生報警，應(yīng)能夠自動抓拍2-3幅照片，截圖（視頻快照）顯示能夠幫助操作員快速找到需要的視頻。
　　
　　Ø系統(tǒng)能實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制管理、智能圖像處理，可對圖像進(jìn)行放大、縮小、歷史圖像回放及局部放大操作，可以為每路圖像配置文字注釋和編號設(shè)置，可以疊加時間信息。
　　
　　Ø綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用靈活方便，具有用戶鑒權(quán)、分級管理的功能，可實現(xiàn)多用戶同時觀看功能。系統(tǒng)可支持程控制終端優(yōu)先權(quán)的設(shè)置。
　　
　　Ø在沿線通信車間、通信工區(qū)各設(shè)置監(jiān)控網(wǎng)管管理終端，在電務(wù)處、工務(wù)處、武漢通信段、荊門橋工段、鐵路*局、襄陽鐵路*處及沿線*派出所各設(shè)置監(jiān)控終端，沿線工務(wù)綜合工區(qū)、工務(wù)工區(qū)各設(shè)置監(jiān)控終端。
　　
　　Ø綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)圖像清晰，視頻編解碼應(yīng)基于MPEG-4編碼協(xié)議，圖像分辨率應(yīng)達(dá)到4CIF（704*576），圖像幀達(dá)到25幀/秒。
　　
　　Ø全部室內(nèi)監(jiān)視點均應(yīng)具有雙向聲音傳送的支持能力，要求以能夠傳送人語音頻帶之外的聲音。
　　
　　Ø設(shè)置智能分析的監(jiān)控點。
　　
　　Ø所有設(shè)置在室外的視頻監(jiān)控系統(tǒng)室外攝像頭、云臺、隧道內(nèi)壁裝支架、攝像機(jī)防風(fēng)罩、設(shè)備箱、監(jiān)控桿等相關(guān)設(shè)施，均應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計風(fēng)壓；且結(jié)構(gòu)堅固密封、防塵、防潮、防腐蝕、防雨淋（等級達(dá)到IP66）；
　　
　　Ø所有設(shè)置在室外的通信設(shè)施應(yīng)進(jìn)行防盜處理，滿足防盜要求。隧道內(nèi)安裝的設(shè)備須確保設(shè)備安裝不侵入鐵路限界，隧道外安裝的視頻監(jiān)控桿應(yīng)確保滿足倒桿距離。
　　
　　Ø系統(tǒng)設(shè)備的具有高可靠性、可維護(hù)性。
　　
　　五、結(jié)束語
　　
　　地鐵路交通是中國國民經(jīng)濟(jì)的大動脈，有著舉足輕重的作用，做好鐵路交通夜視監(jiān)控系統(tǒng)必然是保證鐵路交通安全運輸?shù)年P(guān)鍵。在此要強(qiáng)調(diào)的一點是，為了能掌握重點路段和場景全方面的清晰監(jiān)控圖像，夜視監(jiān)控設(shè)備必須合理布置，盡量減少監(jiān)控死角，這樣才能有效地應(yīng)對惡劣環(huán)境，保障鐵路安全。