火車(chē)車(chē)廂安防監控技術(shù)簡(jiǎn)析

　　一、火車(chē)車(chē)廂監控應實(shí)現四大目標

　　鐵路是我國國民經(jīng)濟的大動(dòng)脈，鐵路客運長(cháng)期以來(lái)在我國人員運輸中占據著(zhù)舉足輕重的地位。鐵路客車(chē)安全作為關(guān)系到國家和旅客生命財產(chǎn)的大事，一直受到國家和鐵道部的重視。近兩年，鐵路客運中的各種治安事故在逐漸增加，惡性火災、爆炸及恐怖分子行兇作案嚴重威脅國家和旅客生命財產(chǎn)安全。因此，改進(jìn)車(chē)上治安監控管理手段，提高治安工作效率，增強車(chē)上治安監控能力，適應鐵路客運安全的需要，是一個(gè)急需解決的現實(shí)問(wèn)題。

　　隨著(zhù)GPS衛星定位技術(shù)、3G/4G通訊技術(shù)、GIS地理信息系統技術(shù)的成熟和廣泛應用，使得應用最新科技研制智能化的列車(chē)管理系統成為可能。筆者認為根據客戶(hù)的實(shí)際需求，利用目前已有的信息化資源，火車(chē)車(chē)廂監控系統未來(lái)應該實(shí)現以下目標：

　　1.采集列車(chē)視頻圖像及其它相關(guān)信息，為及時(shí)準確發(fā)現違法犯罪活動(dòng)、調查收集證據、處置突發(fā)事件、設備維護等提供依據，實(shí)現列車(chē)智能調度、精確化管理。

　　2.列車(chē)和控制中心可形成一個(gè)局域網(wǎng)，服務(wù)器計劃部署在控制中心?？刂浦行脑O置服務(wù)器、終端、存儲備份設備，并且將視頻投影到控制中心的電視墻，使值班人員能夠對車(chē)廂情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。

　　3.車(chē)載上設置終端(監視器)，值班人員可以隨時(shí)對現場(chǎng)情況進(jìn)行監控，語(yǔ)音廣播。

　　4.引入無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)、計算機技術(shù)及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，實(shí)現現場(chǎng)監控和語(yǔ)音對講，使得列車(chē)公司的整體素質(zhì)有一個(gè)質(zhì)的飛躍，提高列車(chē)的運營(yíng)管理及優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。

　　二、H.265技術(shù)可解決車(chē)廂內高清視頻無(wú)線(xiàn)網(wǎng)傳和高清視頻存儲需求

　　傳統的車(chē)載視頻監控主要以模擬為主，隨著(zhù)技術(shù)的日新月異，車(chē)載監控高清需求已越來(lái)越旺盛。其實(shí)，高清監控從來(lái)都不只是監控攝像機的高清，而是整個(gè)系統的高清，涉及到采集、編碼、傳輸、存儲、解碼顯示等多個(gè)方面，更高清的發(fā)展同樣也需要各個(gè)環(huán)節的同步發(fā)展。同樣，對于火車(chē)車(chē)廂內的監控，也必然會(huì )經(jīng)歷這個(gè)階段。

　　1.車(chē)廂圖像無(wú)線(xiàn)輸送，H.265可滿(mǎn)足超低碼率傳輸

　　在高清1080p時(shí)代，H.264碼流的應用可以很好地貫穿高清系統的一整條線(xiàn)，滿(mǎn)足了各個(gè)環(huán)節的需求。然而，在往更高清前進(jìn)的時(shí)候，H.264已經(jīng)捉襟見(jiàn)肘，很難再同步各個(gè)環(huán)節，將碼流順暢地貫穿始終，特別是其帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò )和存儲的巨大成本，而此時(shí)，H.265的出現給人們帶來(lái)的希望。H.265比H.264提升1倍以上的壓縮性能，將貫穿在高清監控系統中的碼流作了有效地“瘦身”，將更高清的各個(gè)環(huán)節又一次完美地串聯(lián)在一起。使用H.265編碼解碼的一個(gè)巨大優(yōu)勢是僅需目前主流編碼視頻一半的比特率，就可提供同等質(zhì)量的視頻。對于安防來(lái)說(shuō)，其“無(wú)所不能”超低碼率必將成為未來(lái)安防監控的主流。

　　采用H.265標準協(xié)議可帶來(lái)更快的處理效率的傳輸。說(shuō)到高清系統的聯(lián)網(wǎng)，在現有4G網(wǎng)絡(luò )下，實(shí)際測試的上行帶寬在1M～2M情況，帶寬資源和網(wǎng)絡(luò )穩定性非常寶貴，如何更快地提高處理效率使現有壓縮標準再次遇到了瓶頸。以1080p全高清監控為例，采用當前視頻壓縮標準普遍需要4M以上碼率才能保證圖像質(zhì)量，這也導致了在4G網(wǎng)絡(luò )下難以穩定傳輸高清視頻。如果采用H.265編碼，按照現有的測試，1080p僅需1M～2M左右的碼率，而早期系統建設的標清D1格式也只能做到1.5M～2M左右的碼率，這對于高清系統的建設是一種極大的誘惑。打一個(gè)比方，把公路比成4G網(wǎng)絡(luò )，將車(chē)輛比作視頻的碼流，H.265的到來(lái)將原本擁堵的安防公路瞬間變得非常通暢。試想一下，4車(chē)道的公路，寬度不變，如果車(chē)輛縮小一倍以上，那4車(chē)道瞬間變成了8車(chē)道，就有效緩解了安防公路的擁堵問(wèn)題，H.265又一次改變了安防的高清視界。

　　2.車(chē)廂圖像本地保存，H.265可實(shí)現更小存儲

　　采用H.265標準協(xié)議可在后端實(shí)現更小的存儲容量——視頻分辨率從CIF→D1→720p→1080p，最頭疼的就是數據量增加帶來(lái)的存儲問(wèn)題，但是，如果采用H.265來(lái)降低碼流，一個(gè)本來(lái)只能容納1000個(gè)攝像機的存儲池，現在可以裝2000個(gè)，甚至更多，而不用增加存儲的成本。

　　在H.265普及的路上，筆者所在的安防企業(yè)在H.265的產(chǎn)品、應用、配套技術(shù)等多方面推進(jìn)著(zhù)H.265視頻壓縮標準的發(fā)展，并陸續推出了支持H.265的相關(guān)產(chǎn)品。相信從H.264發(fā)展而來(lái)的H.265，憑借其在系統向下的兼容性，H.265將逐漸成為安防行業(yè)視頻壓縮的主流選擇。

　　三、車(chē)廂監控的智能應用需求

　　傳統的監控技術(shù)信息量巨大，搜索查詢(xún)費時(shí)費力、定位難，對監控智能技術(shù)的需求就應運而生，針對火車(chē)車(chē)廂的監控智能需求主要有以下幾方面：

　　1. 人臉偵測報警

　　通過(guò)啟用人臉偵測檢測后，可對人臉偵測信息聯(lián)動(dòng)報警彈圖、聲音警告、上傳中心、發(fā)送郵件、觸發(fā)報警輸出等。以火車(chē)車(chē)廂監控為例，在車(chē)廂內的監控通道可設置人臉偵測時(shí)聯(lián)動(dòng)聲音警告及發(fā)送郵件(郵件中附帶有截圖)，當有可疑人員試圖進(jìn)入車(chē)廂時(shí)，可有效提醒安保，以減少意外事件發(fā)生的概率，郵件中的截圖可作為事后證據查證。

　　2. 行為偵測報警

　　通過(guò)啟用越界偵測/區域入侵偵測，可對越界偵測，區域入侵偵測信息進(jìn)行聯(lián)動(dòng)報警彈圖、聲音警告、上傳中心、發(fā)送郵件、觸發(fā)報警輸出等。如車(chē)廂乘務(wù)員、列車(chē)長(cháng)辦公室、駕駛室等位置，可設置越界偵測，當有人試圖穿越防護欄時(shí)，可聯(lián)動(dòng)報警輸出，警告行人禁止越過(guò)防護欄。

　　3. 音頻異常偵測報警

　　通過(guò)啟用音頻異常偵測，可對音頻異常信息進(jìn)行聯(lián)動(dòng)報警彈圖、聲音警告、上傳中心、發(fā)送郵件、觸發(fā)報警輸出等。如車(chē)廂中可設置音頻異常偵測事件報警，當有犯人聚集打架時(shí)可及時(shí)拉動(dòng)聲音警告并提示相關(guān)值班人員注意。

　　4. 智能后錄像檢索

　　支持基于智能偵測事件的快速檢索;支持基于區域入侵、越界偵測的錄像后檢索，可在回放中自定義智能規則快速檢索，錄像搜索隨心所欲。

　　如某車(chē)廂發(fā)生車(chē)輛盜竊事件，旅客由于近期出差，事后一周發(fā)現才報警，此時(shí)至少需要查找一周的錄像文件回放查看，正常播放完這些回放文件需要一周時(shí)間，以最快速度播放完也需要將近一天的時(shí)間，且最快速度播放模式下很難看清錄像。此時(shí)我們使用本文中的智能監控系統即可輕松快速完成。我們對錄像文件中的車(chē)輛劃上區域，點(diǎn)擊搜索即可快速搜索出入侵該車(chē)輛的相關(guān)錄像文件。

　　5.智能后錄像濃縮回放

　　錄像回放中，有智能偵測等事件發(fā)生的錄像以正常速度播放;無(wú)事件發(fā)生的錄像自動(dòng)以16倍速播放，有效提升錄像回放效率。對于有入侵該車(chē)廂的相關(guān)錄像文件正常速度播放，快速準確有效地定位車(chē)廂內被盜時(shí)段的錄像，有效提高破案效率。

　　四、何種產(chǎn)品可滿(mǎn)足火車(chē)車(chē)廂內車(chē)載監控產(chǎn)品需求?

　　1.具有專(zhuān)業(yè)調度平臺

　　高效音視頻編解碼技術(shù)、無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)、GIS技術(shù)、海量數據存儲于檢索技術(shù)，需要通過(guò)專(zhuān)業(yè)的調度平臺軟件，才能實(shí)現實(shí)時(shí)視頻監控、營(yíng)運報表統計、服務(wù)支持、豐富的電子地圖功能，視頻監控和GIS無(wú)縫融合，極大地提高了列車(chē)企業(yè)的運營(yíng)管理及優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平，有效地解決當前列車(chē)企業(yè)面臨的難題。

　　同時(shí)還實(shí)現可向用戶(hù)提供視頻監控、語(yǔ)音對講、錄像、錄像回放、網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣、設備巡檢和系統日志等多種可定制的服務(wù)，滿(mǎn)足用戶(hù)的各種應用需求，日后，我們建議客戶(hù)可以做報警聯(lián)動(dòng)和智能分析等相關(guān)服務(wù)功能。

　　2. 視頻監控與GPS定位結合

　　車(chē)廂監控需充分考慮移動(dòng)監控需求，結合領(lǐng)先的音視頻編解碼技術(shù)、GPS衛星定位、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸等技術(shù)，組成一套先進(jìn)的可快速部署的列車(chē)視頻監控系統。系統不僅能實(shí)時(shí)監控車(chē)輛所處地理位置，并且通過(guò)無(wú)線(xiàn)視頻傳輸技術(shù)監控指揮中心能通過(guò)現場(chǎng)車(chē)載無(wú)線(xiàn)視頻及時(shí)觀(guān)看到現場(chǎng)的真實(shí)情況。

　　3. 產(chǎn)品結構緊湊、集成度高

　　傳統的列車(chē)視頻監控系統普遍采用車(chē)載監控與GPS分離的方式，由此導致的結果是設備連接復雜、連線(xiàn)較多，從而導致在大震動(dòng)的環(huán)境下可靠性不高的問(wèn)題，且此種方式需采用2張通訊卡，明顯存在成本偏高的問(wèn)題。所以，目前一般要求車(chē)載硬盤(pán)錄像主機內置GPS模塊,來(lái)解決這個(gè)困擾用戶(hù)很久的問(wèn)題。

　　4.強大的環(huán)境適應性

　　列車(chē)用車(chē)載硬盤(pán)錄像主機產(chǎn)品不僅需要滿(mǎn)足惡劣氣候環(huán)境，且其也應能對抗惡劣的電磁環(huán)境;其攝像機也需符合室外使用要求，其防護等級為IP66;如果車(chē)載硬盤(pán)錄像機電源設計參照了ISO7637-2:2004《道路車(chē)輛—由傳導和耦合引起的電騷擾》標準設計，就可以過(guò)濾高達DC 153V的電源毛刺，確保設備的穩定工作。該電源經(jīng)過(guò)特殊的設計，具備了斷路、短路、過(guò)流、過(guò)載保護功能，對設備保證正常運行起了重要作用。