高速鐵路高清視頻監控系統解決方案

　　根據我國中長(cháng)期鐵路網(wǎng)規劃，截至2015年年底，我國將會(huì )建成42條高速鐵路客運專(zhuān)線(xiàn)，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(guò)19,000km。隨著(zhù)高速鐵路的建設及鐵路管理的精細化，原有的模擬視頻監控系統已經(jīng)不能滿(mǎn)足視頻監控需求，越來(lái)越多站點(diǎn)在建設時(shí)已開(kāi)始規劃高清視頻監控系統。浙江大華技術(shù)股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)大華股份)推出針對鐵路系統的高清化、網(wǎng)絡(luò )化的數字視頻監控解決方案，能夠根據高速鐵路的特殊需求，提供從鐵路沿線(xiàn)到車(chē)站監控室、再到鐵路局監控指揮中心，最后到中國鐵路總公司的多級別、大規模的、完整可靠的高清視頻監控解決方案，實(shí)現先進(jìn)的遠程聯(lián)網(wǎng)高清視頻監控。

　　高速鐵路視頻監控需求分析

　　高速鐵路視頻監控有以下特殊需求：

　　(1)旅客進(jìn)入安檢區域后，在安檢儀上放置行李，通過(guò)安全門(mén)檢查，進(jìn)行人身檢查，在安檢儀上取走行李。視頻監控對安檢過(guò)程進(jìn)行全程的本地實(shí)時(shí)視頻監控。面部特寫(xiě)采集需求：在安檢過(guò)程中采集旅客正面面部特征。行李特征采集需求：行李數量和特征圖像。

　　用戶(hù)數量眾多，除了有本站點(diǎn)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地鐵路公安部門(mén)。如何實(shí)現上述不同單位、不同部門(mén)的實(shí)時(shí)監控、共享監控的目標也是高速鐵路視頻監控重要需求。

　　(3)高速鐵路客站視頻監控需要有良好權限管理、視頻流并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)及轉發(fā)能力支持，需要支持權限管理，權限分配、合法性認證、訪(fǎng)問(wèn)權限的管理。對于用戶(hù)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(hù)在沖突時(shí)可以?xún)?yōu)先搶占資源。

　　(4)高速鐵路客站視頻監控層次多，除了車(chē)站本身的監控點(diǎn)位外，還需要接入線(xiàn)路的監控圖像，需要接入到上級管理平臺;需要監控系統具有開(kāi)放性，可以兼容其余廠(chǎng)商設備，可以支持平臺的互聯(lián)。

　　(5)設備數量多的客運車(chē)站，需要一個(gè)管理設備進(jìn)行統一管理，并在設備掉線(xiàn)或故障時(shí)進(jìn)行報警;需要支持網(wǎng)管功能，即對于網(wǎng)絡(luò )內的所有設備運行狀態(tài)進(jìn)行檢測，故障監測及性能監測。

　　(6)客運車(chē)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(guò)對視頻圖像分析，發(fā)現非正常行為，并能發(fā)出報警提示(聲音、彈出圖像等方式)。

　　(7)對于視頻監控的基本需求，主要包括實(shí)時(shí)視頻圖像的監控、云臺控制、錄像資料回放、現場(chǎng)語(yǔ)音監聽(tīng)、報警聯(lián)動(dòng)等功能。

　　高速鐵路高清視頻監控系統設計

　　2.1 系統整體架構

　　鐵路綜合視頻監控系統是一個(gè)多級管理、多級轉發(fā)、多級存儲的大型網(wǎng)絡(luò )化視頻監控系統， 根據鐵路視頻監控的現狀及需求分析，在《鐵路綜合視頻監控系統技術(shù)規范》的框架下，大華股份為鐵路行業(yè)量身定制了不同的解決方案。系統組網(wǎng)方式見(jiàn)圖1。

　　視頻監控系統由視頻采集點(diǎn)、視頻接入節點(diǎn)(I類(lèi)和II類(lèi))、視頻區域節點(diǎn)和視頻傳輸網(wǎng)絡(luò )構成，其中視頻接入節點(diǎn)、客運專(zhuān)線(xiàn)視頻節點(diǎn)和視頻傳輸網(wǎng)絡(luò )各系統共用，視頻采集點(diǎn)和監視終端可根據各系統的需要進(jìn)行設置，在很多場(chǎng)合也能實(shí)現各系統共用。

　　客運專(zhuān)線(xiàn)監控中心是整個(gè)綜合視頻監控系統的調度和管理中樞，統一管理和調度全線(xiàn)視頻監控設備及網(wǎng)絡(luò )。監控中心圖像調用模式支持自動(dòng)輪詢(xún)、人工調看方式。

　　監控分中心實(shí)現對管轄區內視頻采集終端的分系統、分區域遠程監控及實(shí)時(shí)圖像調用。在調度所相關(guān)部門(mén)(如電力及牽引供電、綜合維修、動(dòng)車(chē)運用、列車(chē)運行控制、旅客服務(wù)、防災安全監控)，以及安全監察室設置監控分中心，同時(shí)在沿線(xiàn)(綜合維修部門(mén)、各公安部門(mén))設置監控分中心。

　　現場(chǎng)監控點(diǎn)攝像機(視頻采集點(diǎn))就近接入各視頻接入節點(diǎn)，并接受監控中心指令。在客運專(zhuān)線(xiàn)公司、車(chē)務(wù)段/站、工區、綜合維修管理中心、牽引變電所、信號中繼站、區間無(wú)線(xiàn)基站等地的通信機房?jì)仍O視頻接入節點(diǎn)

　　在大環(huán)境視頻網(wǎng)絡(luò )組建完成以后，大華股份還會(huì )根據客戶(hù)的典型需求針對各項目來(lái)調整解決方案的細節。

　　2.2 Ⅰ類(lèi)站點(diǎn)、Ⅱ類(lèi)站點(diǎn)

　　分析鐵路行業(yè)現狀后，對于傳輸通道較小的Ⅰ類(lèi)站點(diǎn)、Ⅱ類(lèi)站點(diǎn)，推薦使用高清前端+NVR的方式進(jìn)行組網(wǎng)(見(jiàn)圖2)。

　　2.3 大型的Ⅰ類(lèi)站點(diǎn)

　　對于大型的Ⅰ類(lèi)站點(diǎn)在帶寬條件允許的情況下，推薦使用高清全數字化的方式進(jìn)行組網(wǎng)(見(jiàn)圖3)，滿(mǎn)足客戶(hù)“不光看得見(jiàn)，還要看得清”的需求。在某些重要的點(diǎn)，根據帶寬特點(diǎn)和存儲需求，推薦使用200萬(wàn)像素的高清攝像機，最大限度地利用現有網(wǎng)絡(luò )來(lái)達到高清效果。并且提供了各種不同的接口IP口、HD-SDI口、光口來(lái)滿(mǎn)足不同的接入需要。

　　高速鐵路高清視頻監控系統組成

　　車(chē)站視頻監控系統負責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(lái)自網(wǎng)絡(luò )的控制指令。

　　高速鐵路高清視頻監控系統采用全數字化方式，主要包括如下設備：高清網(wǎng)絡(luò )攝像機、NVR網(wǎng)絡(luò )硬盤(pán)錄像機、報警輸入輸出設備、語(yǔ)音對講設備、網(wǎng)絡(luò )管理服務(wù)器、視頻管理平臺等。

　　3.1 站點(diǎn)的點(diǎn)位設置

　　3.1.1 監控點(diǎn)位設置原則

　　(1)車(chē)站出入口的配置。車(chē)站出入口應配置寬動(dòng)態(tài)高清攝像機，應能清楚的辨別出入人員的面部特征及出入機動(dòng)車(chē)的機動(dòng)車(chē)牌號。

　　(2)站前廣場(chǎng)、候車(chē)廳、站臺、售票廳的配置。站前廣場(chǎng)、候車(chē)廳、站臺、售票廳這類(lèi)開(kāi)闊場(chǎng)所宜采用高清攝像機和高清一體化球型攝像機輪巡監控相結合的方式。其中，高清攝像機用于對重點(diǎn)區域進(jìn)行監控，高清一體化球型攝像機用于對輪詢(xún)監控和應急情況下的定點(diǎn)監控。

　　(3)出入通道的配置。出入通道(含樓梯口、地道)的攝像機應配置高清攝像機，其監控范圍應覆蓋主要通道的道口，監控圖像應能清晰顯示進(jìn)出道口人員的體貌特征。對于大型通道，應配備高清一體化球型攝像機，能夠對整個(gè)通道進(jìn)行覆蓋。

　　在主要通道宜設置人群密集警示功能，當攝像機畫(huà)面內出現人員密集狀況，系統會(huì )自動(dòng)顯示該畫(huà)面至預設的監視屏(支持多畫(huà)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(guò)視頻監控平臺完成。

　　(4)電梯的配置。自動(dòng)扶梯口宜配置高清攝像機。應能清楚地辨別出入人員的面部和體態(tài)特征。電梯間應配置高清攝像機。

　　電梯轎廂攝像機選擇的高清廣角半球型攝像機，應結構小巧美觀(guān)，應具有防暴結構，防止人為破壞。

　　(5)售票窗口的配置。售票窗口應配置寬動(dòng)態(tài)高清攝像機。其監控圖像應清楚顯示對旅客的接待過(guò)程、回放圖像應能清晰顯示旅客的面部特征和售票交易過(guò)程;售票處應配置聲音錄制裝置(如拾音器)，音視頻信號應同步存儲，回放應能清楚辨別旅客與服務(wù)人員對話(huà)內容。

　　(6)財務(wù)室。

　　財務(wù)室應配置高清攝像機。監控圖像應能清晰顯示財務(wù)室的關(guān)鍵區域，如保險箱，現金出納桌面。但該區域圖像應設置權限，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配置高清攝像機。此類(lèi)區域應能清楚顯示乘客及工作人員行李搬運的動(dòng)作。行李托運處應配置聲音錄制裝置(如拾音器)，音視頻信號應同步存儲，回放應能清楚辨別旅客與服務(wù)人員對話(huà)內容。

　　(8)車(chē)站周界的配置。車(chē)站周界外墻應配置高清攝像機。監控圖像應能清晰顯示圍墻的狀態(tài)。

　　(9)通信、計算機等機房配置。機房應配置高清攝像機。監控圖像能夠清晰的顯示人員在機房的狀態(tài)。

　　3.2 安檢區監控

　　監控點(diǎn)位分布布局見(jiàn)圖4

　　1號點(diǎn)位：旅客人員進(jìn)入進(jìn)站口，在安檢儀傳送帶放置物品。在安檢儀頂部或一側安裝設置高清網(wǎng)絡(luò )像機，監控視角范圍為從物品放置位置到進(jìn)入安檢儀暗箱。安檢管理員可以實(shí)時(shí)瀏覽整個(gè)物品傳送過(guò)程。

　　2號點(diǎn)位：旅客進(jìn)入安全門(mén)進(jìn)行檢測，人員進(jìn)入安全門(mén)時(shí)，在人員對面和安檢門(mén)安裝設置高清網(wǎng)路攝像機，監控視角范圍為從安全門(mén)人員上身到安全門(mén)頂部。重點(diǎn)采集人員面部特征，提供高清圖片資料、圖像資料，實(shí)現重點(diǎn)人員視頻資料檢測存儲，以便為后臺管理提供有效數據。

　　3號點(diǎn)位：旅客通過(guò)安全門(mén)后，車(chē)站安檢人員進(jìn)行全身檢查。在安檢門(mén)頂部或者外側安裝設置高清網(wǎng)路攝像機，或者結合原有站內攝像機，整體監控安檢人員對旅客檢查過(guò)程。實(shí)現管理人員對安檢人員的直觀(guān)的督導管理。

　　4號點(diǎn)位：旅客結束檢查后，安檢儀完成物品掃描，通過(guò)傳送帶從暗箱把物品傳出。在安檢儀頂部或一側安裝設置高清網(wǎng)路攝像機，或者結合原有站內攝像機，監控視角范圍為從旅客完成安全檢測，到從傳送帶取走物品。實(shí)現安檢管理員對旅客取走物品過(guò)程進(jìn)行監控管理。

　　3.3 傳輸設備

　　傳輸設備由光纖收發(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換使用。根據實(shí)際情況設置帶千兆光纖上聯(lián)接口的交換機，用于視頻數據上傳至監控中心。

　　3.4 存儲設備

　　由于高清點(diǎn)數較多，存儲時(shí)間相對較長(cháng)(30d)，因此，所需存儲容量亦較大。存儲方案采用NVR動(dòng)態(tài)檢測錄像存儲或定時(shí)錄像存儲的方式進(jìn)行，即通過(guò)在監控中心部署多臺NVR設備對前端分區視頻分別提供接入，客戶(hù)端可通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)平臺的方式進(jìn)行實(shí)時(shí)監控和錄像回放，也可通過(guò)直接訪(fǎng)問(wèn)NVR的方式瀏覽前端視頻和查詢(xún)錄像。

　　3.5 系統功能概述

　　視頻管理平臺實(shí)現重點(diǎn)現場(chǎng)監視、重點(diǎn)現場(chǎng)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據庫管理等功能。

　　視頻監控：站點(diǎn)監控中心和上級管理平臺根據需要可以隨時(shí)查看站點(diǎn)任意一路或多路視頻，并實(shí)現視頻的錄制、回放、抓拍等功能。

　　報警處理：對于車(chē)站、線(xiàn)路發(fā)出的報警信息，監控中心端立即通過(guò)聲光報警、語(yǔ)音報警等方式提示，并自動(dòng)記錄報警，打開(kāi)監控點(diǎn)位的監控信息。

　　智能分析：當有以下任意情況發(fā)生的時(shí)候，系統自動(dòng)產(chǎn)生聲光電報警，并且進(jìn)行報警視頻的彈出：絆線(xiàn)穿越檢測、區域入侵檢測、圍欄跨越檢測、徘徊檢測、物品遺留和搬動(dòng)檢測、快速移動(dòng)檢測、視頻異常檢測

　　遠程控制：站點(diǎn)監控中心和上級管理平臺可遠程控制站端視頻處理單元，實(shí)現手動(dòng)錄像、定時(shí)錄像、報警觸發(fā)錄像、畫(huà)面異動(dòng)檢測。

　　系統資源管理及監控：管理系統內的設備、系統功能、系統數據等基本信息和配置參數。

　　系統運行監控：對視頻設備、服務(wù)器、系統軟件、應用軟件、用戶(hù)操作進(jìn)行遠程監視與控制。

　　智能運維：管理系統內的視頻設備、平臺服務(wù)、網(wǎng)絡(luò )設備(路由、交換機)、數據庫等中間件進(jìn)行運行信息的收集統計;支持設備錄像巡檢、中心錄像巡檢、視頻質(zhì)量診斷并生成報表等功能。

　　高速鐵路高清視頻監控系統優(yōu)勢

　　(1)綜合化的應用管理：系統為車(chē)站、線(xiàn)路提供視頻、報警、語(yǔ)音等數據的接入、存儲、分發(fā)、業(yè)務(wù)處理等綜合性安全生產(chǎn)應急指揮應用平臺，提供一站式應用解決方案。

　　(2)優(yōu)越的環(huán)境適應性：采用防爆、防腐、防塵、防水工業(yè)化前端設備，滿(mǎn)足易爆、高溫、腐蝕等惡劣應用環(huán)境;

　　(3)全面高清數字化應用：全面實(shí)現高清圖像的應用，從前端采集、編碼傳輸、錄像存儲、解碼回放等各環(huán)節均實(shí)現高清化處理;采用全數字化架構方案，易部署、易管理、易維護;

　　(4)高系統安全性：系統提供用戶(hù)接入認證、前端設備接入認證，完備的分級權限管理;視頻錄像引入數字簽名處理，防止數據篡改;

　　(5)高數據安全性：監控中心配置的存儲設備支持RAID 0、1、5等多種安全冗余格式，數據存儲容量大，存儲時(shí)間長(cháng)，若硬盤(pán)壞掉后可直接啟用熱備盤(pán)，不會(huì )丟失錄像數據，數據安全性高，真正實(shí)現7*24無(wú)間斷工作。

　　結束語(yǔ)

　　基于網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、視頻編碼技術(shù)日益更新，高鐵客運站視頻監控系統已逐步向網(wǎng)絡(luò )化、高清化發(fā)展，并融合視頻監控系統以外的外圍安防子系統，加上智能分析技術(shù)的應用，形成具有綜合性、實(shí)戰性的管理系統。