铁路客运站视频监控高清化前端改造方案

孔令鑫

（浙江大华技术股份有限公司，浙江 杭州 310052）

铁路客运站视频监控高清化前端改造方案

孔令鑫

（浙江大华技术股份有限公司，浙江 杭州 310052）

目前大多数铁路客运站仍以模拟监控为主，急需高清改造，但客运站运营对改造工程施工要求很高。探讨同轴高清改造和重点点位增补方案，并对同轴高清摄像机、全景摄像机在铁路客运站的应用进行阐述。

铁路客运站；视频监控；同轴高清；HDCVI；全景摄像机；人脸抓拍；车牌识别

随着TB/T 3478—2017《铁路视频监控需求规范：铁路公安用户》的发布，对铁路客运站视频监控的分辨率要求也提高到1080P[1]。目前大多铁路客运站视频监控系统仍为标清，迫切需要进行高清化改造。针对铁路客运站视频监控高清化改造，提出同轴高清改造和重点点位增补的改造方案。

1 视频监控同轴高清化改造

1.1 同轴高清技术

同轴高清技术是一种基于已有同轴电缆（SYV75-3或SYV75-5）的高清视频传输方法。HDCVI技术能够在同轴电缆上实现超长距离高清视频信号的可靠传输，同时支持音频与双向数据通信信号。相比HD-SDI同轴高清技术在实际应用中对传输介质的高要求，HDCVI技术可以适应长距离、低成本的传输介质以及复杂的部署场合。

HDCVI同轴高清技术于2002年正式发布，迅速在全球范围内进行卓有成效的技术和标准推广，并率先进行产品化和系统化。时至今日，技术不断发展更新，产品配套日渐丰富，产品链不断完善，已构建体系化解决方案。2014年12月，HDCVI技术和标准被纳入GA/T 1211—2014 《安全防范高清视频监控系统技术要求》中，标准中明确指出：系统中涉及非IP网络的设备宜支持符合IEC 62676-3、HDcctv 2.0 S1200、HDcctv2.0 S1205等相关标准的HD-SDI、HDCVI等接口。HDCVI技术和标准正式作为同轴高清标准加入到公安行业标准体系中。

2015年发布的HDCVI 3.0技术，对多方面进行了改进。提升了原有1080P和720P的视频传输距离；支持1440P（400万）和2160P（4K）的高清视频传输；增加了同轴供电技术（POC）。1080P视频使用SYV75-5线最大传输距离达800 m。HDCVI技术不断发展，已形成成熟的市场和方案[2]。

1.2 技术应用

铁路客运站原有标清同轴视频监控可通过将摄像机及编码器更换为支持HDCVI技术的高清编解码设备来进行高清化改造。标清模拟监控方案见图1，高清升级改造方案见图2。

图1 标清模拟监控方案

图2 高清升级改造方案

改造后的优势如下：

（1）实现1080P或1440P（400万）的高清监控效果，可用像素是原D1分辨率的6～11倍，可在同等清晰度下增加6～11倍的覆盖面积。

（2）超远传输距离。使用SYV75-5同轴电缆，可实现1080P视频的800 m高清可靠传输，1440P（400万）视频的500 m高清可靠传输，完全满足原同轴电缆的利旧。

（3）线路利用率高。同轴高清技术支持基于同轴电缆多种业务的传输，原来只能传输视频的同轴线，还支持控制数据、音频的传输，甚至是摄像机的供电，解决原有线路紧张问题[3]。

（4）信号稳定性和可靠性高。采用点对点的同轴传输链路，不会出现网络抖动、延时变大的问题。

（5）安全性高。依托于成熟的视频监控系统，点对点传输的模拟信号不会受到攻击，为铁路运营提供更高的信息安全保障。

（6）改造施工方便，即插即用，施工人员不需要网络基础，只需要熟悉模拟视频监控施工方式即可完成施工。

2 重点点位高清摄像机增补

在改造中，除了对标清摄像机高清化改造外，重点点位还需要高清摄像机进行增补。在此，主要需求为特种摄像机，如为原点位补缺的摄像机、人脸识别摄像机、车牌识别摄像机、全景摄像机等。

2.1 为原点位补缺的摄像机

铁路客运站原有的标清摄像机点位，会有部分需求和现在不同，为了满足当前客运和公安两方面的需求，需要增补一些点位。该部分可根据施工难度确定增补设备的类型。

对于铁路客运站已有Wi-Fi覆盖的位置，可以考虑使用独立的Wi-Fi链路进行视频监控传输。通过Wi-Fi高清网络摄像机采用就近取电的方式，便于减少施工难度。

对于无Wi-Fi覆盖的位置，可以考虑部署网线到就近的配线间实现网络摄像机的配线，通过高清网络摄像机进行点位增补。

2.2 人脸识别摄像机

铁路客运站需要在进出站口、售票处进行人脸识别和抓拍功能。普通高清网络摄像机主要实现图像采集、编码、视频传输等功能。而人脸识别摄像机不仅实现普通高清网络摄像机的所有功能，其内置自主研发的大华智能分析算法，还能对视频中人脸实现自动捕获、跟踪、抓拍等功能。同时人脸抓拍单元拥有人脸区域自动曝光优化、人脸小图优化处理等功能，更适合于在人脸卡口场景下获取最优人脸图片。

另外，人脸抓拍的拍摄角度和普通摄像机录像的角度不同。人脸识别摄像机主要作用是获取高质量的正脸图片，避免人员前后通过导致人脸出现遮挡。摄像机安装原则如下：

（1）摄像机安装在通道的正前方，正面抓拍人脸。保证人脸左右偏转＜30°，上下偏转＜15°。对此，相机要求吊装或者横臂挑出正装，避免侧装。

（2）摄像机架设高度建议在2.0～3.0 m。（3）摄像机俯视角度α＜15°。

（4）相机监控宽度建议不超过3 m。

因人脸抓拍对摄像机的要求较高，故需要增加点位单独部署人脸识别高清网络摄像机。

2.3 车牌识别摄像机

铁路客运站范围内的道路由铁路公安进行管理，公安部门需要将通过的车辆进行抓拍和智能识别，便于管理和统计，并可对违停车辆进行抓拍和罚款。

通过智能高清摄像机对进站口落客通道进行不间断实时视频采集，对经过车辆进行实时抓拍。抓拍车辆时需控制闪光灯和摄像机的曝光参数，确保抓拍出高质量的车辆图像。在智能摄像机中对抓拍图片进行实时处理分析，分割出车辆目标并对其进行跟踪，同时对车牌进行定位与识别，并存储车辆的号牌信息（号牌及颜色）、车辆信息（车速、车长、车身颜色及车辆类型）。后续可以根据图片进行大数据分析，实现品牌型号识别、车身颜色识别、车辆类型识别和车辆信息比对。

对于违停车辆的抓拍，首先在违停抓拍球机前端设置违停区域、预置点、禁停区域、违停规则等信息，通过球机完成违停分析。球机在获取相关配置信息后，会对启用的预置点实时码流进行检测和目标分析。

当检测到违停区域内存在违法驶入的机动车时，会根据预先设置好的抓拍策略进行抓拍，并完成抓拍图片的合成，实现违停自动取证，生成一条完整的违法记录发送给中心平台。如现场有多辆违停车辆，可对检测区域内多个违停车辆进行检测取证，避免误抓、漏抓。

2.4 全景摄像机

针对客运站高清化改造项目，与多个车站的客运管理人员进行需求沟通，对大场景监控提出需求，利于建立候车大厅等区域的全局感，对人员动向、区域人员密度有第一时间的感受。在此，就全景摄像机的技术发展及其在铁路客运站的应用进行探讨。

全景摄像机最开始出现在后端服务器上，如目前仍能见到的多台枪机摄像机加智能拼接服务器组成的180°全景或360°全景产品。类似产品最先出现在后端服务器上，是因当时前端芯片架构在完成多画面拼接功能方面有困难，而服务器的计算性能更好。带来的问题就是整套系统的成本相当高，安装调试要求也极高；同时，因整个系统涉及的设备较多，整体稳定性也较差，1台设备出了问题，整个系统就失去价值，因而市场推广阻力较大。

随着前端芯片计算性能的提高，各大安防厂商在相关领域的技术积累更加深厚，传统的后智能已经开始向前端移动。

拼接前置的全景摄像机，其整个系统相对传统摄像机“单传感器+单处理芯片”的架构会更复杂一些。1台设备可能包括多颗传感器+多颗处理芯片+多颗执行拼接任务的现场可编程门阵列（FPGA），甚至包括云台电机和机芯等各种复杂组件。以下将从技术和架构的角度剖析拼接前置全景摄像机[4]。

目前全景类产品主要分为两大类，但基本上整台设备都是对外提供1个单IP+多通道视频输出的架构。

第一类产品是枪机和枪机的融合，基本类似于传统的多枪机+拼接服务器的架构，主要是定焦静态多目拼接产品，一般是四目拼接的1路180°左右视场的视频输出或者八目拼接的2路180°双通道视频输出，单个通道视场角范围水平180°，垂直80°。

第二类产品是多个枪机和球机的融合，通常是八目拼接的2路180°双通道视频输出+1路球机视频输出。这类产品使用较为灵活，应用方式也较多，是目前全景摄像机的旗舰类产品，1台设备可以兼顾1个大广角全景视野的同时，也能通过球机的灵活性关注重点细节。全景摄像机的传感器使用广角定焦镜头，随着H.265编码方式的诞生和高分辨率传感器成本的下降，高分辨率传感器能弥补广角定焦镜头的短板，在关注大广角的同时也能保证局部画面的清晰度，所以前置全景摄像机一般都提供800W甚至1600W的分辨率。

近年来，安防领域在应用上最大的进步就是前置智能，智能和全景的结合也会带来更多的应用，如在全景摄像机上进行行为分析检测的同时，采用电子放大的方式执行单目标锁定和跟踪，实现关注全局的同时也关注细节。而在枪球一体式全景摄像机中，既可以进行上述智能检测和跟踪，同时在全景枪机执行跟踪的过程中，球机也可独立执行车辆违章检测、微卡口、行为分析、人脸抓拍等智能任务，还可以执行传统枪球联动这种组合型任务。因为全景摄像机和球机二者相对位置固定，通过内部芯片进行数据交换，比传统网络交换速度更快。不仅省去了枪球标定相对位置的麻烦及额外支架的体积和成本，还大幅降低了球机跟踪的时间，提高了反应速度。

全景摄像机以大广角、全方位实时画面的监控，带来全新的用户体验，满足很多客户群体实实在在的需求。目前来看，前置拼接的全景摄像机相对后端拼接的全景系统，在效果优异、使用灵活的前提下，能够做到多种智能任务的有效结合，成本也得到了有效控制，是目前大场景监控的推荐设备。全景摄像机效果见图3。

铁路客运站尤其是高铁站大多采用大跨度高层高无柱空间设计，站台大多位于地面层。旅客主要通过高架层候车进站。出站的旅客则从地下一层出站，在地下一层换乘大厅选择乘坐地铁、地面公交或者出租车。

对于大跨度、高层高的候车厅和到达厅，因层高较高，建议采用全景摄像机进行大面积覆盖，同时可使用球机进行重点点位监控。而对于部分重点点位及需要更高清晰度的区域，建议通过点位增补或是标清改高清进行覆盖，这样能够明显减少新部署摄像机，并且利用原有线缆。在铁路某车站进行试点，将全景摄像机安装在检票厅房顶（见图4）。由图4可见，全景摄像机覆盖了12—20号检票口、5个站台的宽度，只需要4个全景摄像机即可覆盖国内大多数的车站候车厅，更便于客运部门对人员密度和人流的把握。

对于上下贯通的进出站厅，一般该区域并不大，通过全景摄像机能够对整个大厅进行全覆盖监控。在铁路某车站进行试点，将全景摄像机安装在进出站厅的房顶（见图5）。全景摄像机可以覆盖整个上下贯通的进出站厅（该厅宽50 m，深40 m），实现了无死角监控。

图3 全景摄像机效果图

图4 全景摄像机安装在铁路客站检票厅房顶

图5 全景摄像机安装在铁路客站进出站厅房顶

全景摄像机适合铁路客运站这种高层高、大场景、无柱的室内空间。除了上述2个点位外，还可以应用于地下层的无柱区域、车站广场等区域。全景摄像机因其特有的无死角实时监控、全景拼接前置，带来使用便捷、低成本和多项前置智能任务的灵活有效结合。后续也会有更多的全景摄像机应用于铁路行业的室内外场景监控中。

3 结束语

通过视频监控同轴高清化改造和重点点位高清摄像机的增补，可满足铁路客运站原标清视频监控高清化改造的需求，同时也满足《铁路视频监控需求规范：铁路公安用户》的要求。在此，对改造中的前端方案进行阐述，之后还会对铁路客运站视频监控高清化改造中的后端改造方案进行探讨。

[1]TB/T3478—2017铁路视频监控需求规范：铁路公 安用户[S]．

[2]孔令鑫．云存储云计算及视频新技术在铁路中的应 用和实践[J]．中国铁路，2016(5)：106-110.

[3]任超．高清视频监控系统同轴电缆方式组网研究[J]. 铁道通信信号，2016(5)：60-62.

[4]叶璟.浅谈全景摄像机的应用及趋势[J].中国公共 安全，2016(4)：78-79.

责任编辑卢敏

Scheme of HD Transformation of Front-end of Video Monitoring of Railway Passenger Stations

KONG Lingxin
（Zhejiang Dahua Technological Co Ltd，Hangzhou Zhejiang，310052）

At present, video monitoring of most railway passenger stations still uses analogue signals and calls for high-definition transformation, while the operation of passenger stations puts high demands on the transformation project. This paper explores the coaxial HD transformation and the program to add key monitoring points, and introduces the application of coaxial high-definition cameras and panoramic cameras at railway passenger stations.

railway passenger station；video monitoring；coaxial HD；HDCVI；panoramic camera；human face snapshot；plate recognition

U298

：B

：1001-683X（2017）07-0097-05DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2017.07.097

2017-05-25

孔令鑫（1987—），男，解决方案经理，工程师。E-mail：kong_lingxin@dahuatech.com