综合视频监控系统在“锡乌线”的应用

高 雪

综合视频监控系统在“锡乌线”的应用

高 雪

摘 要：视频监控是安全防范系统的重要组成部分，作为铁路运行过程中对安全生产监控的“眼睛”，视频监控目前在国内外已引起了越来越多的关注。针对锡乌 (锡林浩特－乌兰浩特)线的实际需要，对该线综合视频监控系统的解决方案进行研究。

关键词：系统容量;网络结构;视频

随着视频技术的不断发展和视频系统在生产、生活中所起的作用不断加强，铁路对视频系统的认识和需求也不断提高。综合视频监控系统作为铁路通信信息系统中一个重要的系统，为铁路的安全运行做出了很大贡献，视频监控系统的重要性逐步得到大家的共识。

1 系统结构及功能

铁路综合视频监控系统由视频节点设备 (包括核心节点、区域节点和接入节点)、视频采集点前端设备、视频网络和用户终端构成。视频核心节点设置在铁道部，视频区域节点一般设置在铁路局或高速铁路调度所。Ⅰ类视频接入节点一般设置在大型客运站、编组站或段 (所)所在地，节点中接入的采集点数量多，接入方式可以是直接接入、通过传输网络接入、Ⅱ类接入节点的汇聚上传及调用上传等，具备存储功能、视频分发和转发功能。Ⅱ类视频接入节点一般设置在视频采集点较集中的位置和其他车站，节点接入的采集点数量相对较少，接入方式可以是直接接入、通过传输网络接入等，根据机房及传输条件等可确定该节点是否进行视频信息存储或汇聚上传。

综合视频监控系统的应用离不开承载数据流的传输网络，传输网络是各种数据信息的传输通道，连接车站级和中央级系统，在综合视频监控系统中起着极其重要的作用。传输网络必须具备以下2个特点，一是具有足够的带宽容量，满足各种监控信息实时性传输和在突发事故时数据量突增的特点;二是具有高可靠性，满足综合视频监控系统信息不间断交换传输的需要。

2 系统组网方式

综合视频监控系统网络由基础网和接入网2部分组成。基础网为综合视频监控系统的信息远程传输提供可靠的通道。接入网指前端视频采集设备接入视频接入节点的通道。接入方式：各机房视频前端设备采用视频/控制电缆接入各视频接入节点;车站咽喉区、公跨铁立交桥、编组站的视频前端设备采用光缆+视频光端机方式就近接入各视频接入节点;信号中继站、电力变电所、开闭所、分区所、AT所等，也以视频光端机的方式就近接入视频接入节点。针对部分地段铁路沿线的特殊情况，部分监控点还可以采用无线微波传输方式解决。

分层分级构建、分期扩容可以规避铁路视频监控项目的建设风险，这就要求视频监控系统支持灵活多级组网、平滑扩容，支持并实现多种部署模式、分层组网，从视频采集点、视频接入点到区域控制点、核心控制点进行建设。网管实现了对视频监控系统所有设备的实时监控，能够及时发现、排除故障，保障监控系统的平稳运行和现网业务的连续。铁路沿线解决方案如图1所示。

3 锡乌线综合视频监控系统方案

锡乌线起始于锡桑线的锡林浩特站，终点于白阿线的乌兰浩特站，全线总长度将近600 km，共53个车站，跨越集通公司和沈阳铁路局2个管辖范围。本线是蒙东地区重要的能源输出通路，沿线煤田密集，由于铁路运输行业的特殊性存在很多安全隐患，因此综合视频监控在锡乌铁路运行中起到了重要的作用。

3.1 系统构成

本工程综合视频监控系统由公司区域节点、7处视频Ⅰ类接入节点、19处视频Ⅱ类接入节点及视频采集点设备组成。在集通公司新设综合视频监控系统区域节点设备，对全线视频系统统一管理及视频调用;7处视频Ⅰ类接入节点对管辖车站的图像进行存储及调用;19处视频Ⅱ类接入节点对本站视频采集到的图像进行存储及调用;每座车站在两侧咽喉区各设置1处一体化枪机 (带云台)，对咽喉区进行监控;运转室设置2处室内球机对运转室进行监控;在车站站台接车区附近设置1处室外球机，对接车区进行监控。

集通公司区域节点设置主备视频区域节点设备，含管理、分发、应用的服务器功能设备及主备存储服务器、主备磁盘阵列。Ⅰ类视频节点配置存储服务器及磁盘阵列;区域节点配置主备UPS设备。视频采集点设备主要由前端摄像机和相关的线缆组成，设置于上述各监测点接入邻近的视频接入节点。车站Ⅱ类视频接入节点通过交换机及路由器汇聚至区域的Ⅰ类视频接入节点，7处视频Ⅰ类节点通过点对点汇聚至集通区域视频中心。所有图像压缩编码格式采用MPEG-4或H.264格式，分辨率为4CIF或CIF(352×288)。

3.2 系统结构

锡乌线综合视频监控系统结构呈树状结构，共分为C3、C2、C1和C0 4层，各层之间通过广域网传输通道相连。系统结构及流量见图2。

3.2.1 C3层

C3层由锡乌公司和车务段构成，本层用户可以查看锡乌线所有的视频监控图像，其视频流是逐级转发到C3层的转发服务器上。锡乌公司主要有数据库服务器、应用服务器、转发服务器、时钟服务器、防病毒服务器、路由器、交换机、运营监控终端、公安处监控终端、安监监控终端、系统维护终端、网管终端、电源屏和UPS等。车务段有车务段视频监控终端、42吋大屏、交换机和UPS等。

图1 铁路沿途监控解决方案

图2 系统流量及结构示意图

3.2.2 C2层

C2层由集通公司和长春电务段构成，本层用户可以查看所辖范围内的视频监控图像，其视频流是逐级转发到C2层的转发服务器上，同时，本层还需要向上层转发视频流。集通公司和长春电务段均有转发服务器、视频监控终端和网络设备。

3.2.3 C1和C0层

C1和C0层由4个节点构成，分别为A1、A2、A3和A4。A1节点属集通公司管理，有4个主控站 (锡林浩特北、西乌旗、白音华南、宝日格)、14个无人值守车站 (海彦呼都格、包门陶勒盖、塔布都格、白音乌拉、格勒森德、塔林高勒、推能木塔尔、赛温都尔、乌拉图嘎、阿拉坦、毛瑞霍、宝日温都尔、包尔呼东、苏吉达巴)、6个派出所(锡林浩特北、包门陶勒盖、格勒森德、西乌旗、白音华南、宝日格)、1个领工区和5个工区。

主控站设存储服务器，负责存储各视频监控数据。存储7天1路CIF格式 (512kb/s)的图像，需要容量512kb/s/8×3600×24×7=39GB;存储7天1路D1(4CIF)格式的图像，需要容量2048kb/s/8×3600×24×7=155GB。经过对锡乌线的分析，需要最多容量的存储服务器是西乌旗存储服务器，存储7天需要155×5×2+39×3=1667GB，在设计中，主控车均安装4块1TB的硬盘，通过做 RAID5，既保证了数据的安全性，又有3TB容量可供利用。

主控站设分发服务器，负责分发本站及下辖无人车站各摄像机的视频监控数据到上层转发服务器;咽喉区、室内、外勤点摄像机负责监视各站场的信号设备及其他设备的运转情况;领工区可通过 C2转发服务器，查看所辖范围内的视频监控图像;工区和运转室可通过本层的转发服务器，查看所辖范围内的视频监控图像;派出所原则上通过本地分发服务器查看所辖范围内的咽喉区和外勤点的视频监控图像，如果确实无法查看到所辖范围内的所有车站的视频监控图像，可通过C2转发服务器查看。

A1、A2、A3和A4节点只是在监控点、车站数量、工区数量、运转室数量和派出所数量上有所不同，其访问方式、存储方式、分发方式均相同。

4 结束语

视频监控作为铁路信息化的重要组成部分提供直观先进的辅助决策手段，对于保障铁路的安全运营，提升服务质量具有重要作用。随着网络技术、编解码技术及存储技术的不断发展，以网络、通信技术为平台，以智能图像分析为特色的网络视频监控系统将逐渐成为主流，我们应紧跟技术发展，多采用新技术，以保障铁路的安全运营。

［1］吴晖.电力系统视频综合监控平台建设研究［J］.电信科学，2009(1)：19～21

［2］汪光华.视频监控系统应用［M］.北京：中国政法大学出版社，2008，28 ～38

Abstract:Video monitoring is an important part of the security system and acts as the eyes of production safety monitoring on the process of railway operation．So，more and more attentions have been paid to video monitoring home and abroad．According to actual requirement of Xilinhaote—Wulanhaote railway，this paper describes a study of the solution to integrated video monitoring system of the line．.

Key words:System capacity;Network structure;Video

高 雪：铁道第三勘察设计院集团有限公司 工程师 300251天津

2012-12-10

(责任编辑：诸 红)