浙江大華技術(shù)股份有限公司    孔令鑫

     鐵路作為國家重要的運輸部門，其日常的穩(wěn)定運行決定了國民生產(chǎn)、生活的正常運轉(zhuǎn)。隨著我國鐵路建設(shè)的飛速發(fā)展，高速鐵路建設(shè)正以前所未有的規(guī)模和速度發(fā)展。經(jīng)過10多年的高速鐵路新線建設(shè)和對既有鐵路的高速化改造，中國目前已經(jīng)建成了世界上最大規(guī)模以及最高運營速度的高速鐵路網(wǎng)。中國正在興建和即將興建的高速鐵路客運專線和城際鐵路里程達(dá)到17,000公里。根據(jù)中國中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃方案，至2015年年底，中國將會建成42條高速鐵路客運專線，基本上建成以“四縱四橫”為骨架的全國快速客運網(wǎng)，總里程將超過16,000公里。

     隨著高速鐵路的建設(shè)，鐵路管理的精細(xì)化，越來越多的站點在建設(shè)時已開始規(guī)劃高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，原有的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不能夠滿足站點上的視頻需求。因此建設(shè)一個先進(jìn)、可靠的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)被提上了日程，大華股份也積極推出了針對鐵路系統(tǒng)的高清化、網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字視頻監(jiān)控解決方案。能夠根據(jù)高速鐵路的特殊需求，提供從鐵路沿線到車站監(jiān)控室、再到鐵路局監(jiān)控指揮中心，最后到鐵道部的全國指揮中心等多級別、大規(guī)模的、完整可靠的高清視頻監(jiān)控解決方案，實現(xiàn)先進(jìn)的遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)高清視頻監(jiān)控。本次我們主要來介紹下高速鐵路客運和客運服務(wù)中的高清視頻監(jiān)控解決方案。

 

需求分析

根據(jù)高速鐵路客運站點的特點，有以下特殊的需求：

系統(tǒng)對安檢過程的采集，旅客進(jìn)入安檢區(qū)域后，在安檢儀上放置行李，通過安全門檢查，進(jìn)行人身檢查，在安檢儀上取走行李。對該過程進(jìn)行全程的本地實時視頻監(jiān)控。面部特寫采集需求：在安檢過程中采集旅客正面面部特征。行李特征采集需求：行李數(shù)量和特征圖像。

系統(tǒng)中用戶數(shù)量眾多，除了有本站點的管理人員和值班人員外，還有上級鐵路局等管理單位及當(dāng)?shù)氐墓�安部門。如何實現(xiàn)這些不同單位、不同部門的實時監(jiān)控、共享監(jiān)控的目標(biāo)。

系統(tǒng)需要有良好權(quán)限管理、視頻流并發(fā)訪問及轉(zhuǎn)發(fā)能力支持，需要支持權(quán)限管理，權(quán)限分配、合法性認(rèn)證、訪問權(quán)限的管理。用戶登錄操作記錄等功能。需要支持優(yōu)先級管理，高優(yōu)先級的用戶在沖突時可以優(yōu)先搶占資源。

系統(tǒng)層次多，除了車站本身的監(jiān)控點位外，還需要接入線路的監(jiān)控圖像，還需要接入到上級管理平臺。需要監(jiān)控系統(tǒng)具有開放性，可以兼容其余廠商設(shè)備，可以支持平臺的互聯(lián)。

客運車站內(nèi)設(shè)備數(shù)量多的，需要一個管理設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，并在設(shè)備掉線或故障時進(jìn)行報警。需要支持網(wǎng)管功能：對于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行檢測，故障監(jiān)測及性能監(jiān)測。

客運車站人流量大，安全管理人員不足。需要增加智能分析功能：通過對視頻圖像分析，發(fā)現(xiàn)非正常的行為，并能發(fā)出報警提示（聲音、彈出圖像等方式）

對于視頻監(jiān)控的基本需求，主要包括實時視頻圖像的監(jiān)控、云臺控制、錄像資料回放、現(xiàn)場語音監(jiān)聽、報警聯(lián)動等功能。

 

系統(tǒng)設(shè)計

 

系統(tǒng)整體架構(gòu)

     鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個多級管理、多級轉(zhuǎn)發(fā)、多級存儲的大型網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)，下圖是新頒布的技術(shù)規(guī)范對鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的抽象描述。

 

 

     根據(jù)上述鐵路視頻監(jiān)控的現(xiàn)狀及需求分析，并在鐵路的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)TJ/DW 022-2013《鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》的大框架下，大華股份為鐵路行業(yè)量身定制了不同的解決方案，首先系統(tǒng)組網(wǎng)方式如下：

 

 

     大華股份綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)由視頻采集點、視頻接入節(jié)點（I類和II類）、客運專線視頻區(qū)域節(jié)點和視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，其中視頻接入節(jié)點、客運專線視頻節(jié)點和視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)各系統(tǒng)共用，視頻采集點和監(jiān)視終端可根據(jù)各系統(tǒng)的需要進(jìn)行設(shè)置，在很多場合也能實現(xiàn)各系統(tǒng)共用。

     客運專線監(jiān)控中心是整個綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度和管理中樞，統(tǒng)一管理和調(diào)度全線視頻監(jiān)控設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)控中心圖像調(diào)用模式支持自動輪詢、人工調(diào)看方式。

     監(jiān)控分中心實現(xiàn)對管轄區(qū)內(nèi)視頻采集終端的分系統(tǒng)、分區(qū)域遠(yuǎn)程監(jiān)控及實時圖像調(diào)用。在調(diào)度所相關(guān)部門（如電力及牽引供電、綜合維修、動車運用、列車運行控制、旅客服務(wù)、防災(zāi)安全監(jiān)控），以及安全監(jiān)察室設(shè)置監(jiān)控分中心，同時在沿線（綜合維修部門、各公安部門）設(shè)置監(jiān)控分中心。

     現(xiàn)場監(jiān)控點攝像機（視頻采集點）就近接入各視頻接入節(jié)點，并接受監(jiān)控中心指令。在客運專線公司、車務(wù)段/站、工區(qū)、綜合維修管理中心、牽引變電所、信號中繼站、區(qū)間無線基站等地的通號機房內(nèi)設(shè)視頻接入節(jié)點

     在大環(huán)境視頻網(wǎng)絡(luò)組建完成以后，大華股份還會根據(jù)客戶的典型需求針對各項目來調(diào)整解決方案的細(xì)節(jié)。

 

Ⅰ類站點、Ⅱ類站點

     對于鐵路行業(yè)現(xiàn)狀分析后，對于傳輸通道較小的Ⅰ類站點、Ⅱ類站點大華股份推薦使用高清前端+NVR的方式來進(jìn)行組網(wǎng)。具體細(xì)節(jié)如下圖。

 

 

大型的Ⅰ類站點、區(qū)域站點、核心站點

     對于大型的Ⅰ類站點、區(qū)域站點、核心站點，在帶寬條件允許的情況下，大華股份推出了使用高清全數(shù)字化的方式來進(jìn)行組網(wǎng)。來達(dá)到客戶“不光看得見，還要看得清”的需求。因此在某些重要的點，大華股份根據(jù)鐵路的帶寬特點和存儲需求，設(shè)計推薦使用200萬像素的高清攝像機來進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用，最大限度的利用了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)來達(dá)到高清的效果。并且提供了各種不同的接口IP口、HD-SDI口、光口來滿足不同的接入需要。

 

 

系統(tǒng)組成

     車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成前端的音視頻信息、告警信息的采集、緩存、編碼、存儲及發(fā)送等功能，并可接受來自網(wǎng)絡(luò)的控制指令。

     該系統(tǒng)采用全數(shù)字化方式，主要包括如下設(shè)備：高清網(wǎng)絡(luò)攝像機、NVR網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機、報警輸入輸出設(shè)備、語音對講設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器、視頻管理平臺等。

 

站點的點位設(shè)置

監(jiān)控點位設(shè)置原則

     針對本項目監(jiān)控區(qū)域的監(jiān)控布防策略如下：

1）車站出入口的配置

車站出入口應(yīng)配置寬動態(tài)高清攝像機，應(yīng)能清楚的辨別出入人員的面部特征及出入機動車的機動車牌號；

2）站前廣場、候車廳、站臺、售票廳的配置

站前廣場、候車廳、站臺、售票廳這類開闊場所宜采用高清攝像機和高清一體化球型攝像機輪巡監(jiān)控相結(jié)合的方式。其中，高清攝像機用于對重點區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，高清一體化球型攝像機用于對輪詢監(jiān)控和應(yīng)急情況下的定點監(jiān)控；

3）出入通道的配置

出入通道（含樓梯口、地道）的攝像機應(yīng)配置高清攝像機，其監(jiān)控范圍應(yīng)覆蓋主要通道的道口，監(jiān)控圖像應(yīng)能清晰顯示進(jìn)出道口人員的體貌特征。對于大型通道，應(yīng)配備高清一體化球型攝像機，能夠?qū)φ麄�通道進(jìn)行覆蓋；

在主要通道宜設(shè)置人群密集警示功能，當(dāng)攝像機畫面內(nèi)出現(xiàn)人員密集狀況，系統(tǒng)會自動顯示該畫面至預(yù)設(shè)的監(jiān)視屏（支持多畫面顯示），提示管理人員注意并處理，降低事故發(fā)生風(fēng)險，此功能可通過視頻監(jiān)控平臺完成。

4）電梯的配置

自動扶梯口安裝宜配置高清攝像機。應(yīng)能清楚的辨別出入人員的面部和體態(tài)特征。電梯間應(yīng)配置高清攝像機。

電梯轎廂攝像機選擇的高清廣角半球型攝像機，應(yīng)結(jié)構(gòu)小巧美觀，應(yīng)具有防暴結(jié)構(gòu)，防止人為破壞。

5）售票窗口的配置

售票窗口應(yīng)配置寬動態(tài)高清攝像機。其監(jiān)控圖像應(yīng)清楚顯示對旅客的接待過程、回放圖像應(yīng)能清晰顯示旅客的面部特征和售票交易過程；售票處應(yīng)配置聲音錄制裝置（如拾音器），音視頻信號應(yīng)同步存儲，回放應(yīng)能清楚辨別旅客與服務(wù)人員對話內(nèi)容。

6）財務(wù)室

財務(wù)室應(yīng)配置高清攝像機。監(jiān)控圖像應(yīng)能清晰顯示財務(wù)室的關(guān)鍵區(qū)域，如保險箱，現(xiàn)金出納桌面。但該區(qū)域圖像應(yīng)設(shè)置權(quán)限，限制人員查看。

7）行李托運處及提取處的配置

行李托運處及提取處應(yīng)配置高清攝像機。此類區(qū)域應(yīng)能清楚顯示乘客及工作人員行李搬運的動作。行李托運處應(yīng)配置聲音錄制裝置（如拾音器），音視頻信號應(yīng)同步存儲，回放應(yīng)能清楚辨別旅客與服務(wù)人員對話內(nèi)容。

8）車站周界的配置

車站周界外墻應(yīng)配置高清攝像機。監(jiān)控圖像應(yīng)能清晰顯示圍墻的狀態(tài)。

9）辦公區(qū)的配置

辦公區(qū)走廊應(yīng)配置高清攝像機。監(jiān)控圖像應(yīng)能清晰顯示進(jìn)出道口人員的體貌特征；

監(jiān)控中心應(yīng)配置高清攝像機。監(jiān)控圖像應(yīng)能夠清晰的顯示操作人員的操作動作，運行監(jiān)控中心還應(yīng)配置聲音錄制裝置（如拾音器），音視頻信號應(yīng)同步存儲，回放應(yīng)能清楚辨別操作人員的說話內(nèi)容；

10）通信、計算機等機房配置

機房應(yīng)配置高清攝像機。監(jiān)控圖像能夠清晰的顯示人員在機房的狀態(tài)；

 

 

安檢區(qū)的監(jiān)控

 

監(jiān)控點位分布布局：

1號點位：旅客人員進(jìn)入進(jìn)站口，在安檢儀放置物品傳送帶放置物品。在安檢頂部或一側(cè)安裝設(shè)置高清網(wǎng)絡(luò)像機，監(jiān)控視角范圍為從物品放置位置到進(jìn)入安檢儀暗箱。實現(xiàn)安檢管理員從業(yè)務(wù)管理終端進(jìn)行監(jiān)測，實時瀏覽整個物品安全傳送過程。

2號點位：旅客進(jìn)入安全門進(jìn)行檢測，人員進(jìn)入安全門時，在人員對面和安檢門安裝設(shè)置高清網(wǎng)路攝像機，監(jiān)控視角范圍為從安全門人員上身到安全門頂部。重點采集人員面部特征，提供高清圖片資料、圖像資料，實現(xiàn)重點人員視頻資料檢測存儲，以便提供后臺管理的有效數(shù)據(jù)。

3號點位：完成安全門設(shè)備對進(jìn)行人員檢測后，在車站安檢人員進(jìn)行人身全身檢查。在安檢門頂部或者外側(cè)安裝設(shè)置高清網(wǎng)路攝像機，或者結(jié)合原有站內(nèi)攝像機，整體監(jiān)控安檢人員通過人工安檢設(shè)備對旅客檢查過程。實現(xiàn)管理人員對安檢人員的直觀的督導(dǎo)管理。

4號點位：旅客結(jié)束人身檢查后，安檢儀完成物品掃描，通過傳送帶從暗箱把物品傳出。在安檢儀頂部或一側(cè)安裝設(shè)置高清網(wǎng)路攝像機，或者結(jié)合原有站內(nèi)攝像機，監(jiān)控視角范圍為從旅客在安全檢測位置，到傳送帶傳出部分取走物品。實現(xiàn)安檢管理員對旅客人員結(jié)束流程，取走物品過程進(jìn)行監(jiān)控管理。

 

傳輸設(shè)備

     本項目的傳輸設(shè)備由光纖收發(fā)器和網(wǎng)絡(luò)交換機組成，光纖收發(fā)器主要為網(wǎng)絡(luò)攝像機的光電信號轉(zhuǎn)換使用。根據(jù)實際情況設(shè)置帶千兆光纖上聯(lián)接口的交換機，用于視頻數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心。

 

存儲設(shè)備

     本項目高清點數(shù)較多，存儲時間相對較長（30天），因此，所需存儲容量亦較大。在存儲方案的采用NVR動態(tài)檢測錄像存儲或定時錄像存儲的方式進(jìn)行，即通過在監(jiān)控中心部署多臺NVR設(shè)備對前端分區(qū)視頻分別提供接入，客戶端可通過訪問平臺的方式進(jìn)行實時監(jiān)控和錄像回放，也可通過直接訪問NVR的方式瀏覽前端視頻和查詢錄像。

 

系統(tǒng)功能概述

視頻管理平臺實現(xiàn)重點現(xiàn)場監(jiān)視、重點現(xiàn)場錄像、錄像檢索回放、報警輔助處置、視頻智能分析、視頻服務(wù)接口提供、視頻后臺管理和視頻數(shù)據(jù)庫管理等功能。

視頻監(jiān)控：站點監(jiān)控中心和上級管理平臺根據(jù)需要可以隨時查看站點任意一路或多路視頻，并實現(xiàn)視頻的錄制、回放、抓拍等功能。

報警處理：對于車站、線路發(fā)出的報警信息，監(jiān)控中心端立即通過聲光報警、語音報警等方式提示，并自動記錄報警，打開監(jiān)控點位的監(jiān)控信息。

智能分析：當(dāng)有以下任意情況發(fā)生的時候，系統(tǒng)自動產(chǎn)生光聲電報警，并且進(jìn)行報警視頻的彈出：絆線穿越檢測、區(qū)域入侵檢測、圍欄跨越檢測、徘徊檢測、物品遺留和搬動檢測、快速移動檢測、視頻異常檢測

遠(yuǎn)程控制：站點監(jiān)控中心和上級管理平臺可遠(yuǎn)程控制站端視頻處理單元實現(xiàn)手動錄像、定時錄像、報警觸發(fā)錄像、畫面異動檢測。

系統(tǒng)資源管理及監(jiān)控：管理系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)數(shù)據(jù)等基本信息和配置參數(shù)。

系統(tǒng)運行監(jiān)控：對視頻設(shè)備、服務(wù)器、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、用戶操作進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制。

智能運維：管理系統(tǒng)內(nèi)的視頻設(shè)備、平臺服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（路由、交換機）、數(shù)據(jù)庫等中間件，進(jìn)行運行信息的收集統(tǒng)計；支持設(shè)備錄像巡檢、中心錄像巡檢、視頻質(zhì)量診斷并生成報表等功能。

 

系統(tǒng)優(yōu)勢

Ø 綜合化的應(yīng)用管理：

系統(tǒng)為車站、線路提供視頻、報警、語音等數(shù)據(jù)的接入、存儲、分發(fā)、業(yè)務(wù)處理等綜合性安全生產(chǎn)應(yīng)急指揮應(yīng)用平臺，提供一站式應(yīng)用解決方案。 

Ø 優(yōu)越的環(huán)境適應(yīng)性：

采用防爆、防腐、防塵、防水工業(yè)化前端設(shè)備，滿足閥室、站場等易爆、高溫、腐蝕等惡劣應(yīng)用環(huán)境；

Ø 全面高清數(shù)字化應(yīng)用：

全面實現(xiàn)高清圖像的應(yīng)用，從前端采集、編碼傳輸、錄像存儲、解碼回放等，各環(huán)節(jié)均實現(xiàn)高清化處理；采用全數(shù)字化架構(gòu)方案，易部署、易管理、易維護(hù)；

Ø 高系統(tǒng)安全性：

系統(tǒng)提供用戶接入認(rèn)證、前端設(shè)備接入認(rèn)證，完備的分級權(quán)限管理；視頻錄像引入數(shù)字簽名處理，防止數(shù)據(jù)篡改；

Ø 高數(shù)據(jù)安全性：

監(jiān)控中心配置的存儲設(shè)備支持RAID 0、1、5等多種安全冗余格式，數(shù)據(jù)存儲容量大，存儲時間長，若硬盤壞掉后可直接啟用熱備盤，不會丟失錄像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)安全性高，真正實現(xiàn)7*24無間斷工作；

 

結(jié)語

     基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，視頻編碼技術(shù)日益更新，高鐵客運車站安防系統(tǒng)已逐步面向網(wǎng)絡(luò)化、高清化發(fā)展，并融合視頻監(jiān)控系統(tǒng)以外的外圍安防子系統(tǒng)，加上智能分析技術(shù)的應(yīng)用，形成具有綜合性、實戰(zhàn)性的管理系統(tǒng)。