铁路高清视频监控系统解决方案

    根据我国中长期铁路网规划，截至2015年年底，我国将会建成42条高速铁路客运专线，基本上建成以“四纵四横”为骨架的全国快速客运网，总里程将超过19,000km。随着高速铁路的建设及铁路管理的精细化，原有的模拟视频监控系统已经不能满足视频监控需求，越来越多站点在建设时已开始规划高清视频监控系统。
    一、系统整体架构
    铁路综合视频监控系统是一个多级管理、多级转发、多级存储的大型网络化视频监控系统，根据铁路视频监控的现状及需求分析，在《铁路综合视频监控系统技术规范》的框架下，大华股份为铁路行业量身定制了不同的解决方案。系统组网方式见图1。

    图1 铁路高清视频监控系统组网方案

    视频监控系统由视频采集点、视频接入节点(I类和II类)、视频区域节点和视频传输网络构成，其中视频接入节点、客运专线视频节点和视频传输网络各系统共用，视频采集点和监视终端可根据各系统的需要进行设置，在很多场合也能实现各系统共用。
    客运专线监控中心是整个综合视频监控系统的调度和管理中枢，统一管理和调度全线视频监控设备及网络。监控中心图像调用模式支持自动轮询、人工调看方式。
    监控分中心实现对管辖区内视频采集终端的分系统、分区域远程监控及实时图像调用。在调度所相关部门(如电力及牵引供电、综合维修、动车运用、列车运行控制、旅客服务、防灾安全监控)，以及安全监察室设置监控分中心，同时在沿线(综合维修部门、各公安部门)设置监控分中心。
    现场监控点摄像机(视频采集点)就近接入各视频接入节点，并接受监控中心指令。在客运专线公司、车务段/站、工区、综合维修管理中心、牵引变电所、信号中继站、区间无线基站等地的通信机房内设视频接入节点。
    二、Ⅰ类站点、Ⅱ类站点
    分析铁路行业现状后，对于传输通道较小的Ⅰ类站点、Ⅱ类站点，推荐使用高清前端+NVR的方式进行组网(见图2)。

    图2 小型站点高清组网方案

    大型的Ⅰ类站点
    对于大型的Ⅰ类站点在带宽条件允许的情况下，推荐使用高清全数字化的方式进行组网(见图3)，满足客户“不光看得见，还要看得清”的需求。在某些重要的点，根据带宽特点和存储需求，推荐使用200万像素的高清摄像机，限度地利用现有网络来达到高清效果。并且提供了各种不同的接口IP口、HD-SDI口、光口来满足不同的接入需要。

    图3 大型站点高清组网方案

    三、铁路高清视频监控系统组成
    车站视频监控系统负责完成前端的音视频信息、告警信息的采集、缓存、编码、存储及发送等功能，并可接受来自网络的控制指令。
    铁路高清视频监控系统采用全数字化方式，主要包括如下设备：高清网络摄像机、NVR网络硬盘录像机、报警输入输出设备、语音对讲设备、网络管理服务器、视频管理平台等。

    1、安检区监控

    监控点位分布布局见图4

    1号点位：旅客人员进入进站口，在安检仪传送带放置物品。在安检仪顶部或一侧安装设置高清网络像机，监控视角范围为从物品放置位置到进入安检仪暗箱。安检管理员可以实时浏览整个物品传送过程。
    2号点位：旅客进入安全门进行检测，人员进入安全门时，在人员对面和安检门安装设置高清网路摄像机，监控视角范围为从安全门人员上身到安全门顶部。重点采集人员面部特征，提供高清图片资料、图像资料，实现重点人员视频资料检测存储，以便为后台管理提供有效数据。
    3号点位：旅客通过安全门后，车站安检人员进行全身检查。在安检门顶部或者外侧安装设置高清网路摄像机，或者结合原有站内摄像机，整体监控安检人员对旅客检查过程。实现管理人员对安检人员的直观的督导管理。
    4号点位：旅客结束检查后，安检仪完成物品扫描，通过传送带从暗箱把物品传出。在安检仪顶部或一侧安装设置高清网路摄像机，或者结合原有站内摄像机，监控视角范围为从旅客完成安全检测，到从传送带取走物品。实现安检管理员对旅客取走物品过程进行监控管理。
    2、传输设备
    传输设备由光纤收发器和网络交换机组成，光纤收发器主要为网络摄像机的光电信号转换使用。根据实际情况设置带千兆光纤上联接口的交换机，用于视频数据上传至监控中心。
    3、存储设备
    由于高清点数较多，存储时间相对较长(30d)，因此，所需存储容量亦较大。存储方案采用NVR动态检测录像存储或定时录像存储的方式进行，即通过在监控中心部署多台NVR设备对前端分区视频分别提供接入，客户端可通过访问平台的方式进行实时监控和录像回放，也可通过直接访问NVR的方式浏览前端视频和查询录像。
    4、系统功能概述
    视频管理平台实现重点现场监视、重点现场录像、录像检索回放、报警辅助处置、视频智能分析、视频服务接口提供、视频后台管理和视频数据库管理等功能。
    视频监控：站点监控中心和上级管理平台根据需要可以随时查看站点任意一路或多路视频，并实现视频的录制、回放、抓拍等功能。
    报警处理：对于车站、线路发出的报警信息，监控中心端立即通过声光报警、语音报警等方式提示，并自动记录报警，打开监控点位的监控信息。
    智能分析：当有以下任意情况发生的时候，系统自动产生声光电报警，并且进行报警视频的弹出：绊线穿越检测、区域入侵检测、围栏跨越检测、徘徊检测、物品遗留和搬动检测、快速移动检测、视频异常检测。
    远程控制：站点监控中心和上级管理平台可远程控制站端视频处理单元，实现手动录像、定时录像、报警触发录像、画面异动检测。
    系统资源管理及监控：管理系统内的设备、系统功能、系统数据等基本信息和配置参数。
    系统运行监控：对视频设备、服务器、系统软件、应用软件、用户操作进行远程监视与控制。
    智能运维：管理系统内的视频设备、平台服务、网络设备(路由、交换机)、数据库等中间件进行运行信息的收集统计;支持设备录像巡检、中心录像巡检、视频质量诊断并生成报表等功能。
    四、结束语
    基于网络技术、视频编码技术日益更新，高铁客运站视频监控系统已逐步向网络化、高清化发展，并融合视频监控系统以外的外围安防子系统，加上智能分析技术的应用，形成具有综合性、实战性的管理系统。