我国铁路监控的发展是随着整个铁路事业的发展而不断崛起的,从新中国成立至今,共经历了三个阶段。
第一阶段:解放初期至上世纪七十年代末。这三十年间,由于受当时经济发展滞后的严重影响,火车仍以最古老的蒸汽机车作牵引,而当时的铁路防护主要通过铁路工作人员流动查看进行防范监控。
第二阶段:上世纪八十年代至九十年代末。这是我国铁路事业的快速发展期。在此期间,主要采用内燃及电气化机车作为列车的牵引动力。为了保障铁路的安全运行,在特大型车站候车室、站台、售票厅、货运站等区域运用模拟视频技术进行监控。
第三阶段:二十世纪初至今。这是我国铁路事业的高速发展时期,采用国产最先进的电气化机车作为列车的牵引动力;高速铁路的相继开通运行;我国铁路运行进行了多次大提速;铁路综合视频监控系统迅速由模拟视频技术经数模结合到目前网络化数字视频技术。
铁路综合视频监控系统现状
资料显示,到2013年,我国铁路总投资将达到3.5万亿人民币。而根据“十二五”规划,到2012年我国将建成客运专线42条,总里程1.3万公里,全国将形成“四纵四横”铁路快速客运通道,东部、中部和西部地区大多数大城市都纳入规划。而另据报道,预计到2020年,中国铁路营业里程将达到12万公里,高铁的蓬勃发展也为安防业带来了新的机遇。业内人士分析仅视频监控系统平均每公里投资约为20万元人民币,按照2012年总里程1.3万公里计算,视频监控系统的市场规模将高达26亿元,而这数据还没有加上配套的门禁系统、入侵报警系统。铁路综合视频监控这块大蛋糕十分诱人。然而,目前铁路综合视频监控系统发展虽然一片大好,但仍存在如下亟待根治的“疑难杂症”。
体系规范不统一
据悉,各主要行业、部门均出台或正在酝酿出台各自的规范,这样导致视频编解码标准的多样性。系统数据交换环节强有力规范的缺位,使得各厂家在目前国际编解码标准(比如H.264和MPEG4、MJPEG)框架下,各自制定自身私有算法,视频信号在压缩的过程中每个公司打包的原理和方式不同、花样繁多、标准不一,功能侧重点也各不相同不同厂商的产品无法兼容,互通性不强,如果项目前期采用一家公司的产品容易形成垄断,不利于监控系统的长期稳定的发展及维护、扩容。
集成化程度低
铁路综合视频监控系统规模越来越大,系统需要进一步的和入侵报警系统、火灾报警系统、门禁系统、动力监控系统等进行融合,这就使得综合视频监控系统变得更加复杂,而传统的孤岛式系统将无法满足系统应用向深层次的发展,只有将各种系统数据通过网络汇聚、处理和传输,才能够深度挖掘系统的功能,提高铁路综合视频监控系统的集成度。
智能化程度低
铁路运输旅客人数众多、情况比较复杂、监控点也很多,所以仅仅依靠人力很难对各种突发情况作出及时和正确的反应。而通过智能视频分析技术可以对视频画面进行高速分析和理解,从而完成人流量统计、拥挤检测、人脸识别跟踪、自动报警、监控联动等功能,大大减少人员的工作量,同时将提高系统的准确性和及时性。
共享性差
众所周知,铁路视频监控系统涉及众多业务部门,比如公安、车务段、机务段、调度段、旅服系统、客运段、货运段等都有各自独特的视频监控需求,由于铁路部门专业分割明显,各专业的关联度较低,视频监控系统采取“谁建设、谁负责”的原则,因此在铁道部、铁路局及相关站段预留与铁路信息化应用系统的互联接口,加强对既有视频资源的整合,以发挥铁路综合视频监控系统更大的共享作用。
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系统介绍
系统组成
按照《铁路综合视频监控系统技术规范(试行)》的定义“综合视频监控系统”是指“采用网络化、数字化视频监控技术和IP传输方式构建的视频监控系统,提供铁路各业务部门和信息系统所需的视频信息,实现网络和视频信息资源共享。”
按照铁路系统三级(铁道部、路局、站/段)管理体系,规范对铁路综合视频监控系统的结构、功能及性能指标要求并对系统关键技术及设备技术指标要求作了规定,同时,该规范还对铁路综合视频监控系统的网络架构做了明文规定:“铁路综合视频监控系统主要由视频节点(视频核心节点、视频区域节点和视频接入节点)设备、视频采集点前端设备、视频网络和用户终端构成。
视频核心节点设在铁道部,用于视频信息的调用、控制、存储、管理、分发以及本地用户终端的接入。
视频区域节点设在铁路局或客专调度所,用于节点内视频信息的调用、控制、存储、管理、分发、上传以及本地用户终端的接入。
视频接入节点分两类,Ⅰ类视频接入节点设在站/段所在地,用于周边采集点信息的接入、存储、管理、分发及上传。Ⅱ类视频接入节点通常设在有传输条件的点或中间车站,用于周边采集点视频信息接入、汇聚上传或存储。
铁路综合视频监控系统架构如图1所示。
系统设计
参照已建青藏铁路、京津高铁、武广高铁、郑西高铁综合视频监控系统的工程经验,铁路要求全线都有设置视频监控系统,设置点位比较多的是区间和站点、特大桥、隧道、公跨铁、区间基站、变电所等。其中站点属有人值守,其它区域为无人值守,监控的具体对象可能包括:区间公跨铁区段、通信、信号机房、牵引供电、电力供电机房内外、车站内候车室、站台、进站大厅、站前广场、进站咽喉等场所的监控。
设备选型
《铁路综合视频监控系统技术规范》对前端摄像机、云台、视频编码解设备、存储设备等都有明确的技术规范。
参照已建铁路综合视频监控系统的工程经验,可选用短距离彩色摄像机、防爆型短距摄像机、热像仪、激光摄像机、球型摄像机等。
系统功能
铁路综合视频监控系统主要利用铁路网络,以分散各个站点的视频采集设备为依托,实现如下的功能:
· 路基、路口、桥梁、隧道、公跨铁、咽喉区的监视,保证火车安全运行,防止人为破坏,同时,实现铁路线路的日常巡查,减少巡查人员野外暴露频度,降低工作强度和难度,保证人员安全;
· 车站、货场、站台、候车大厅、旅客通道等人流密集区域视频监视,了解旅客情况,可以及时发现突发事件并采取相应措施;
· 对出现的紧急状况如暴风雪、泥石流、洪水、交通意外等远程监控及时做出反应。
高铁视频监控系统层次结构图[nextpage]
发展趋势
智能视频分析技术日渐火热
视频内容分析技术通过对可视的监视摄像机视频图像进行分析,并具备对风、雨、雪、落叶、飞鸟、飘动的旗帜等多种背景的过滤能力,通过建立人类活动的模型,借助计算机的高速计算能力使用各种过滤器,排除监视场景中非人类的干扰因素,准确判断人类在视频监视图像中的各种活动。铁路上视频分析功能集中在入侵探测、(滞留)检测及高空落物探测(公跨铁区域)模式的分析告警功能。同时还可以和铁道巡防系统联动,发生异常情况,自动发生报警信息,让现场维护人员马上进行处理。
智能视频监控主要优势:
· 快速的反应时间。 毫秒级的报警触发反应时间,维护人员可在第一时间发现问题并及时处理;
· 更有效的监视。 安保操作员只需要注意相关信息,将安防操作人员从繁杂而枯燥的“盯屏幕”任务解脱出来;
· 强大的数据检索和分析功能,能提供快速的反应时间和调查时间。
据悉,青藏铁路线路视频监控系统首次大规模在室外复杂环境条件下采用智能视频分析技术,并成功应用,为铁路视频监控系统采用智能分析技术积累了宝贵经验。
系统集成度更高
随着铁路综合视频监控系统的日益发展,视频监控系统与其他系统的集成和联动更加密切,如其与门禁系统、信号传输系统、环境监控系统进行集成和联动,尤其在铁路系统建设应急指挥系统后,视频信号就格外显得重要。此时这种集成也将更加的深入、联动关系将会更加的复杂。
移动视频监控应用更广泛
人们对自身安全的足够重视及反恐形势日益严峻,在移动的车厢里安装监控系统也已经成为一种新的需求。目前在不少高速列车上都已经成为现实,如武广高铁、广深高速等和谐号列车上。监控系统一般架设在车厢两头、两列车厢的接驳处和一些隐蔽位置,而监控室设在列车广播室或列车长室。通过前端的监控摄像机,列车长能了解车厢内的实际状况,并能针对一些突发事件通过列车广播及时通知乘警进行处理,伴随铁路综合视频监控系统在铁路行业的广泛应用,普通列车车厢内移动视频监控将会成为一种趋势。
结语
作为铁路行业的新应用,铁路综合视频监控系统将铁路管理带入视频监控时代,并标志着铁路管理进入一个崭新的阶段。随着铁道部对铁路视频业务相关技术规范的修订及完善,系统集成商设计、施工等经验的不断积累,铁路综合视频监控系统将步入快车道。