車頭加裝攝像機(jī)可行性及成本分析

孫佳明 胡曉鋒

摘要:為更好的監(jiān)測(cè)列車前進(jìn)方向的狀況，當(dāng)列車前方發(fā)現(xiàn)狀況時(shí)及時(shí)采取措施，提出了軌道交通運(yùn)營(yíng)車輛車頭加裝攝像機(jī)的方案，以實(shí)現(xiàn)對(duì)列車車頭左、前、右區(qū)域情況的監(jiān)視。

關(guān)鍵詞：軌道交通車輛 CCTV攝像機(jī)

中圖分類號(hào)：TN948文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、攝像機(jī)技術(shù)要求

考慮新增攝像機(jī)的用途及應(yīng)用環(huán)境，所選擇的攝像機(jī)至少應(yīng)滿足以下要求：

1）分辨率：應(yīng)不低于現(xiàn)車攝像機(jī)的分辨率；

2）防塵、防水等級(jí)：車外需滿足IP65等級(jí)，車內(nèi)需滿足IP54等級(jí)；

3）其他：應(yīng)具備防爆、防震功能，有白夜環(huán)境自適應(yīng)性、逆光補(bǔ)償?shù)裙δ堋?/p>

二、加裝攝像機(jī)方案

2.1 車輛CCTV系統(tǒng)簡(jiǎn)介

車輛CCTV系統(tǒng)由車載CCTV主機(jī)、媒體網(wǎng)關(guān)、攝像機(jī)、LCD觸摸屏等組成。

各硬件的數(shù)量及功能為：

序號(hào) 設(shè)備名稱 數(shù)量 功能

Tc1 M1 M3 T3 M2 Tc2

1 CCTV主機(jī) 1 1 ◆視音頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

◆通過廣播接口與TMS通信

◆無線傳輸接口

◆VGA輸出

2 媒體網(wǎng)關(guān) 1 1 1 1 1 1 ◆客室內(nèi)視頻圖像采集、編碼

◆為攝像機(jī)提供DC12V電源

◆集成以太網(wǎng)交換機(jī)，視音頻信息傳輸

3 司機(jī)室攝像機(jī) 1 1 ◆ 司機(jī)室圖像采集

4 客室攝像機(jī) 2 2 2 2 2 2 ◆ 客室圖像采集

5 LCD觸摸屏 1 1 ◆系統(tǒng)操作人機(jī)界面

◆實(shí)時(shí)視頻顯示

2.2加裝攝像機(jī)方式

攝像機(jī)的安裝有安裝在車頭外部和安裝在司機(jī)室內(nèi)兩種方式可供選擇。綜合分析攝像范圍、安裝難度、維護(hù)成本等因素，對(duì)這兩種安裝方式對(duì)比如下：

安裝位置 攝像

范圍 圖像

質(zhì)量 攝像機(jī)

技術(shù)要求 改造難度 改造成本 維護(hù)成本

方式一：

車頭外面 拍攝角度略大

可滿足要求 可以滿足要求 防塵、防水、防爆等要求較高 安裝、走線等較困難 較高 由于隧道環(huán)境相對(duì)較差，需經(jīng)常對(duì)攝像頭保護(hù)罩進(jìn)行清潔。維護(hù)工作量較大

方式二：

司機(jī)室內(nèi) 拍攝角度受限

仍可滿足要求 可以滿足要求 防塵、防水、防爆等要求較低 安裝、走線等相對(duì)較容易 較低 同一般車內(nèi)設(shè)備，維護(hù)工作量較少

通過以上對(duì)比，在車頭外部和司機(jī)室內(nèi)安裝攝像機(jī)兩種方式均可滿足使用需求，但在車頭外部的安裝方式施工難度、改造成本、維修成本和工作量等都較大。所以，建議選擇將攝像機(jī)置于司機(jī)室內(nèi)的安裝方式。

2.3加裝攝像機(jī)方案

以下各方案均采取“在司機(jī)室內(nèi)安裝攝像機(jī)”的方式，目前使用的攝像機(jī)視角均為120°。

方案一：每個(gè)司機(jī)室加裝一個(gè)攝像機(jī)

(1)方案說明

列車司機(jī)室內(nèi)加裝一個(gè)攝像機(jī)，用于拍攝車頭外部圖像，如下圖所示：

圖 方案一攝像機(jī)攝像范圍

該方案，攝像機(jī)拍攝范圍120°

(2)改造內(nèi)容

車輛目前的CCTV設(shè)備在Tc車只有3路視頻輸入通道，而且均已使用（2個(gè)客室攝像機(jī)和1個(gè)司機(jī)室攝像機(jī)）。如在Tc車司機(jī)室新增攝像機(jī)，需對(duì)Tc車CCTV媒體網(wǎng)關(guān)進(jìn)行硬件升級(jí)改造，以支持4路視頻輸入。

同時(shí)，為了新增攝像機(jī)錄像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、下載，以及在監(jiān)控顯示器中顯示，還需對(duì)CCTV系統(tǒng)軟件進(jìn)行修改。

具體改造內(nèi)容如下：

項(xiàng)目 改動(dòng)內(nèi)容/列

硬件 攝像機(jī) Tc1和Tc2司機(jī)室內(nèi)各增加1個(gè)。

媒體網(wǎng)關(guān) Tc1和Tc2的媒體網(wǎng)關(guān)均進(jìn)行升級(jí)。

配套附件 Tc1和Tc2各增加1套。

包含攝像機(jī)安裝座或安裝支架、同軸電纜、電源線、接線插頭等。

軟件 媒體網(wǎng)關(guān) 修改軟件，以支持4路視頻的采集、編碼、壓縮、傳輸?shù)裙ぷ鳌?/p>

CCTV主機(jī) 修改軟件，以支持新增圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和CCTV顯示器顯示新增視頻畫面。

PTU 修改軟件，以支持新增視頻數(shù)據(jù)的下載。

方案二：每個(gè)司機(jī)室加裝兩個(gè)攝像機(jī)

(1)方案說明

列車司機(jī)室內(nèi)加裝2個(gè)攝像機(jī)，用于拍攝車頭外部圖像，如下圖所示：

圖 加裝兩個(gè)攝像機(jī)攝像范圍

該方案，攝像機(jī)可拍攝車頭160°的區(qū)域。

(2)改造內(nèi)容

同方案一，該方案也需要對(duì)媒體網(wǎng)關(guān)進(jìn)行硬件升級(jí)和CCTV系統(tǒng)軟件的修改，使系統(tǒng)支持Tc車5路視頻輸入。

此外，CCTV主機(jī)硬件配置已無法滿足增加4路（每個(gè)司機(jī)室各2路）視頻采集的要求。所以需要對(duì)CCTV主機(jī)進(jìn)行硬件升級(jí)，提高主機(jī)的視頻存儲(chǔ)、解碼、播放等性能。

具體改造內(nèi)容如下：

項(xiàng)目 改動(dòng)內(nèi)容/列

硬件 攝像機(jī) Tc1和Tc2司機(jī)室內(nèi)各增加1個(gè)。

媒體網(wǎng)關(guān) Tc1和Tc2的媒體網(wǎng)關(guān)均進(jìn)行升級(jí)。

CCTV主機(jī) Tc1和Tc2的CCTV主機(jī)均進(jìn)行升級(jí)

主機(jī)硬件改造部件較多，還需更換存儲(chǔ)硬盤；

配套附件 Tc1和Tc2各增加1套。

包含攝像機(jī)安裝座或安裝支架、同軸電纜、電源線、接線插頭等。

軟件 媒體網(wǎng)關(guān) 修改軟件，以支持4路視頻的采集、編碼、壓縮、傳輸?shù)裙ぷ鳌?/p>

CCTV主機(jī) 修改軟件，以支持新增圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和CCTV顯示器顯示新增視頻畫面。

PTU 修改軟件，以支持新增視頻數(shù)據(jù)的下載。

方案總結(jié)

將以上兩個(gè)方案匯總?cè)缦拢?/p>

攝像

范圍 硬件改造 軟件改造

方案一：

加1個(gè)攝像機(jī) 120° ?增加2個(gè)攝像機(jī)；

?升級(jí)2個(gè)媒體網(wǎng)關(guān)；

?增加2套附件；

?增加2套安裝座。 修改媒體網(wǎng)關(guān)、主機(jī)、PTU等相關(guān)軟件。

方案二：

加2個(gè)攝像機(jī) 160° ?增加4個(gè)攝像機(jī)；

?升級(jí)2個(gè)媒體網(wǎng)關(guān)；

?升級(jí)2個(gè)CCTV主機(jī)；

?增加4套附件；

?增加4套安裝座。 修改媒體網(wǎng)關(guān)、主機(jī)、PTU等相關(guān)軟件。