摘要
基于 IP的 CCTV系统已经成为列车工作的必备系统。有效的视频监控能够为乘客提供安全保障,使得列车更高效的工作,因此有更多的资金投入了车载 IP监控系统。该系统的作用范围得到扩展,摄像机如今已经遍及列车,被部署在越来越多的位置上。这些新的视频监控应用介绍了全新的重要的 IP视频应用需求:随着 IP摄像机被广泛部署,相应的,对 IP摄像机的性能、可靠性以及工业设计要求随之提升。
先进的 IP CCTV系统实现高效运作
常规的 CCTV系统被用于提供安全监控作用。然而,在智能铁路系统中,工作人员已经发现通过 CCTV系统监控关键设备,不仅能提供实时信息也能提高工作效率。通过先进的集成的 IP CCTV系统,列车工作人员能够及时地获得列车内部或外部特定关键位置的实时图像。无论列车上或是控制室中的工作人员都能够通过这些信息,在列车上下客时,检查线路状态或判断车厢是否满载。
更多位置的部署需求
列车工作人员在系统足够先进且摄像机充分覆盖时,就能真正意识到 IP CCTV系统的巨大优势。过去,车载监控系统只是简单的在车厢内安装一些摄像机,如今,无处不在的视频监控系统赋予了工作人员更强大的态势感知能力。这意味着在更多位置安装更多的摄像机,可以做更多的工作。下面,我们将研究一个有轨电车项目的视频监控系统。
这辆列车上安装了大量的摄像机,贯穿在整辆列车:
1. 前端与尾部摄像机(Zone 1, 2):这两台摄像机主要负责监视轨道状态,并且与列车车厢内的事件数据记录器共同工作。
2. 后视摄像机(Zone 3~6):这些摄像机主要是在列车停靠站台时,为驾驶人员或工作人员提供乘客进入或离开车厢的画面信息,或记录列车行驶中轨道两侧情况。
3. 车厢控制摄像机(Zone 7, 8):这两台摄像机部署在驾驶室或无人驾驶列车的控制室中。它们主要监控列车控制仪表盘和 LED信号灯状态。
4. 集电弓摄像机(Zone 9) :这台摄像机主要监视列车架空线的外部情况,顶部安装的摄像机可用于监视连接列车(电车)与悬链线(架空线)的集电弓。
5. 车门摄像机(Zone 10~13, 16~19):这些摄像机监视通过特定车门上下车的乘客。这些内部监视图像填补了驾驶员通过后视外部摄像机所无法看到的盲区。除此之外,这个视频记录还能用于回顾检票信息,类似一些系统使用基于视频的旅客清点技术。
6. 组合摄像机(Zone 14, 15, 20):这些摄像机主要用于监视车厢内部状态。详细的标识如上图所示。
仅仅是以上六种摄像机,使用的数量就达到了大约 20台,而在如今常见的系统中,甚至有更多的新摄像机需要安装在不同的监控地点。例如:
7. 内部通信摄像机。大多数列车包含一个内部通信系统,在紧急情况下方便乘客与驾驶员或工作中心进行通讯。记录内部通信用以回看历史信息。如今在内部通信系统中创新的加入了摄像机,使得驾驶员或工作人员能够直观看到内部通信中的人员。如同音频,视频同样能够被记录以便之后回看。
8. 特定区域摄像机。在列车关键位置添加的视频覆盖区域,如优先座位、自动售货机、行李区、自行车停车区、机柜等等。专用摄像机专注于这些区域并提供更强的安全性保障。
车载 IP CCTV摄像机的新需求
新的安装地点已经产生了对摄像机的新需求——更高的摄像机性能。同样的,车载摄像机必须符合多种严格的要求。
适应更多类型的运行环境:由于 IP摄像机需要安装在更多位置,因此需要适应更多类型的运行环境。当CCTV系统简单的覆盖在一个普通的宽阔区域,只需要普通的半球形或枪式摄像机就能满足需求。由于 IP摄像机被安装在更多位置,需求同样也变得特殊。例如,后视和集电弓摄像机通常安装在列车表面的顶部,音粗需要强固型设计,以便在满足视觉美要求的同时,也能够在恶劣环境中持续工作。在车厢内部的通信摄像机必须谨慎安装,隐藏在墙体之中,以融入内部通信系统。
昼夜工作能力:车载 IP摄像机通常只为日间监视而设计,由于在设计时,期望的运行环境可以借用列车车厢内部灯光。然而,用以轨旁监测的摄像机则需要白天和夜间观测能力,即使在夜晚低照度条件下仍能提供可用的图像。除此之外,一些列车在驾驶室或控制室使用低亮度灯光。在这种环境下,摄像机就必须具有夜晚成像的能力。
高视频性能:轨旁摄像机必须以高分辨率、高帧速进行视频记录,以便在列车快速行驶过程中捕捉有价值的视频。否则,视频会变得模糊不可用。车载 IP摄像机的图像特有需求为 10~15帧/秒,采用 640x480或720x480分辨率。相比之下,轨旁摄像机需要更高的性能,大约需要 30帧/秒的帧速与 1280x720分辨率。
极端温度容忍力:列车车厢外部和内部如今同样要求在恶劣温度环境中持续工作。越来越多列车工作人员期望能够在任何时候都能监视列车状态,甚至是当列车在车库待命、空调停机时。因此,摄像机需要符合 EN50155 T3(-25~70℃)或 TX(-40~70℃)温度标准。
强抗 EMI/浪涌保护:抗 EMI和浪涌保护是另一项新的需求,新安装的 IP摄像机已具有这种功能。通常,车载CCTV摄像机被安装在一个 EMI和浪涌保护不是那么重要的安全环境中。但对于列车外表顶部安装的摄像机来说,又是另一种情况。对这类摄像机而言,具备抗 EMI 干扰和浪涌保护能力,可以始终确保系统的运行性能。该类最低需求是 EN 50121-3-2(IEC 62232-3-2) level 3 “铁路应用-电磁适应性”铁道车辆标准。
Moxa 全 EN 50155标准,铁道车辆 IP CCTV系统解决方案
Moxa全面 IP CCTV系统解决方案包括网络交换机、无线通信、IP视频产品、视频管理软件,以及铁路系统应用专用的 NVR平台。
Moxa 能为车载 IP CCTV系统提供一个全应用、全安装环境的解决方案。Moxa提供三种不同类型的EN50155 IP摄像机,能用于组合式 IP摄像机、后视 IP摄像机,同样也能作为隐藏式 IP摄像机,用于车厢顶部安装。所有这三种类型都有着强固型设计,提供 M12以太网接头,支持 PoE电源输入,符合 EN 50155和EN 50121-3-2标准。除此之外,视频分辨率达到 1280x800,支持 H.264与 MJPEG格式的实时图像输出与视频记录。
除此之外,为了满足恶劣温度下工作的应用需求,Moxa IP摄像机支持可选的-40~75℃宽温型号。这是世界上第一款完全符合更高的 EN 50155 TX标准的摄像机。Moxa摄像机产品均无需内置加热器或风扇,消除了故障发生的可能性,为铁路应用提供了长达 10~20年寿命的可靠产品。
除 IP摄像机之外,Moxa还提供了 EN 50155 M12以太网交换机、EN 50155 NVR计算机平台、EN 50155无线 AP和 NVR软件等。所有相关产品构建了一个完整的 EN50155 IP CCTV系统。为了简化配置,所有 EN50155产品都预置 Moxa FLI™ 配置技术,可以自动进行网络设置和设备配置。