鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展

■ 馬建民

馬建民：中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，工程師，陜西 西安， 710043

1 鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展過程

鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段為全模擬監(jiān)控，也叫閉路電視監(jiān)控，其特點(diǎn)是全部通過模擬方式將攝像機(jī)的視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過視頻分配和合成設(shè)備將一部分視頻信號在電視機(jī)等模擬顯示設(shè)備上輸出，并通過磁帶錄像設(shè)備進(jìn)行錄像或保存，其系統(tǒng)構(gòu)成見圖1。這種方式在20世紀(jì)90年代中期的鐵路建設(shè)中有著較為廣泛的應(yīng)用，但由于技術(shù)本身存在使用范圍小、信息共享性差、應(yīng)用靈活性較差等局限性，目前已經(jīng)基本被淘汰。

第二階段為準(zhǔn)數(shù)字監(jiān)控，20世紀(jì)90年代中期開始出現(xiàn)，表現(xiàn)為以數(shù)字硬盤錄像（DVR，Digital Video Recorder）替代原來的長時(shí)延模擬錄像機(jī)，將原來的磁帶存儲模式轉(zhuǎn)變成數(shù)字存儲錄像，并集合了錄像機(jī)、畫面分割器等功能。這種方式初步進(jìn)入數(shù)字監(jiān)控，由于系統(tǒng)既具有模擬監(jiān)控的技術(shù)成熟、圖像畫質(zhì)較清晰的特點(diǎn)，又具有部分第三階段全數(shù)字監(jiān)控的信息交互能力強(qiáng)、靈活性好的特點(diǎn)，所以在鐵路上曾得到廣泛應(yīng)用，至今仍在鐵路部分領(lǐng)域如局界站安全監(jiān)控系統(tǒng)及小型站點(diǎn)監(jiān)控中使用。

第三階段為全數(shù)字監(jiān)控，視頻從前端圖像采集設(shè)備輸出時(shí)即為數(shù)字信號，以網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介，基于國際通用的TCP/IP協(xié)議，采用流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻在網(wǎng)上的多路復(fù)用傳輸，并通過控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)對整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的指揮、調(diào)度、存儲、授權(quán)控制等功能，系統(tǒng)構(gòu)成見圖2。目前這種方式是我國鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要建設(shè)模式，并且根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)及應(yīng)用需求，在此階段基礎(chǔ)上延伸出綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)概念。

2 鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀

目前，我國鐵路內(nèi)部已建或擬建視頻監(jiān)控系統(tǒng)的部門包括機(jī)務(wù)、車務(wù)、工務(wù)、電務(wù)、防災(zāi)與救援、公安等，已應(yīng)用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)功能可分為：機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)、線路監(jiān)控系統(tǒng)、客/貨運(yùn)監(jiān)控系統(tǒng)、CIPS或SAM視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車務(wù)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、客技站視頻監(jiān)控系統(tǒng)、牽引變電所視頻監(jiān)控系統(tǒng)、配電所視頻監(jiān)控系統(tǒng)、站車監(jiān)控系統(tǒng)、分界站列車監(jiān)控系統(tǒng)、編組站視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，由于建設(shè)目的不同，造成這些系統(tǒng)應(yīng)用范圍或分散、或重疊、功能單一，產(chǎn)生了許多重復(fù)投資，而且不能滿足系統(tǒng)后期發(fā)展的需要，尤其是形成許多監(jiān)控系統(tǒng)“孤島”，資源利用率低，并且各級領(lǐng)導(dǎo)不能實(shí)時(shí)掌握基層工作情況，嚴(yán)重影響了工作效率及工作進(jìn)度。

針對這種情況，鐵道部在后續(xù)一些項(xiàng)目實(shí)施過程中，采用了綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)模式，如青藏鐵路格拉段線路視頻監(jiān)控系統(tǒng)、京津高速鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，有效緩解了上述矛盾，并相繼出臺了有關(guān)的技術(shù)規(guī)范，完善了系統(tǒng)建設(shè)過程，尤其是《關(guān)于加強(qiáng)鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)用管理的通知》的頒布，極大促進(jìn)了鐵路綜合視頻系統(tǒng)的發(fā)展。

3 鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

近幾年隨著鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的飛速發(fā)展，系統(tǒng)的建設(shè)思路和建設(shè)目的逐步明確，發(fā)展方向逐步明晰，發(fā)展趨勢可歸結(jié)為以下3點(diǎn)。

3.1 綜合性

鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)綜合性涵蓋了控制管理方式、運(yùn)營維護(hù)、資源共享等多方面的內(nèi)容。系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)結(jié)合鐵路特有的運(yùn)營管理機(jī)制，將各部門需求統(tǒng)一在同一平臺上，利用系統(tǒng)靈活的組網(wǎng)方式、強(qiáng)大的管理功能，實(shí)現(xiàn)多部門、多業(yè)務(wù)的管理，努力做到一點(diǎn)多面、一線多面，最終實(shí)現(xiàn)資源最大化、工作效率最高化。

該特點(diǎn)作為系統(tǒng)應(yīng)用的基本出發(fā)點(diǎn)及根本立足點(diǎn)，在工程建設(shè)前期就應(yīng)明確，規(guī)劃管理部門、工程設(shè)計(jì)部門及設(shè)備廠商/集成商應(yīng)提前針對各個(gè)部門的不同需求，科學(xué)、客觀地認(rèn)識和定位視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，盡量達(dá)到資源利用最優(yōu)化。

3.2 集中性

鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)初衷是為了提高行車運(yùn)輸安全性、降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度及提高工作效率，因此系統(tǒng)構(gòu)成應(yīng)具有從下至上的集中性，準(zhǔn)確的說就是應(yīng)能實(shí)現(xiàn)集中管理、集中控制、集中存儲、集中分析處理等功能。

該趨勢可簡單理解為“弱化底層、加強(qiáng)中心”。弱化底層就是在滿足功能需求的基礎(chǔ)上盡量簡化現(xiàn)場設(shè)備，減少基層的管理控制程序，降低工作人員的維護(hù)工作量。加強(qiáng)中心則是盡量將設(shè)備的管理及控制權(quán)限集中設(shè)置，加強(qiáng)鐵道部及鐵路局的集中管理，達(dá)到以點(diǎn)帶面的效果。系統(tǒng)建設(shè)時(shí)應(yīng)根據(jù)4級的管理模式（鐵道部―鐵路局/客運(yùn)專線公司―大型站段、編組站―現(xiàn)場）合理配置設(shè)備資源，最大程度保障鐵道部、鐵路局（公司）對管轄區(qū)域內(nèi)的視頻監(jiān)控資源的統(tǒng)一利用和集中調(diào)配。

3.3 兼容性

鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為一套關(guān)乎行車安全的系統(tǒng)，除要具有一定的前瞻性外，還必須具有向下的兼容性，即模擬數(shù)字的兼容、設(shè)備制式的兼容、編碼格式的兼容等。

目前國內(nèi)鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在制式不同、規(guī)模不等、水平參差不齊的特點(diǎn)，造成許多后續(xù)類似項(xiàng)目實(shí)施時(shí)無法接入既有系統(tǒng)，集中表現(xiàn)在區(qū)域核心節(jié)點(diǎn)的設(shè)置上。如何最大化的利用既有資源，實(shí)現(xiàn)資源共享成為系統(tǒng)建設(shè)過程中一個(gè)不可回避的問題，因此要求新建鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能夠把既有的主要視頻監(jiān)控系統(tǒng)納入統(tǒng)一的體系內(nèi)，同時(shí)依托統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)制式，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的互聯(lián)互通，最終實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用系統(tǒng)納入統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備的統(tǒng)一維護(hù)、全網(wǎng)資源統(tǒng)一調(diào)配，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的歸一化。

作為鐵路運(yùn)營的配套設(shè)施，視頻監(jiān)控系統(tǒng)由于受技術(shù)及應(yīng)用范圍的限制，多年以來一直得不到長足發(fā)展。如今隨著青藏鐵路格拉段線路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的成功開通及高速鐵路綜合監(jiān)控系統(tǒng)的成功運(yùn)用，各種相關(guān)規(guī)范條例逐步完善，因此，視頻監(jiān)控系統(tǒng)將在鐵路運(yùn)輸管理中起到越來越重要的作用。