鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能運維初步實踐與探討

孫啟良

摘 要：隨著高速鐵路、客運專線綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的大量建設和運用，作為保障鐵路運輸安全與提高工作效率的重要系統(tǒng)，如何有效的保障系統(tǒng)的運用質(zhì)量，如何將長期積累的運維經(jīng)驗與技術創(chuàng)新進行結(jié)合，進而帶動管理與效率的提升，本文對近年來從事鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)運維工作的初步實踐和摸索進行總結(jié)，以供探討。

關鍵詞：高速鐵路；客運專線；綜合視頻監(jiān)控；智能運維；視頻圖像質(zhì)量診斷；運用質(zhì)量

中圖分類號：U298 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（c）-0000-00

隨著近年來國內(nèi)高速鐵路、客運專線的大規(guī)模建設，鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)隨之進行了大量的建設和使用。作為保障鐵路運輸安全與提高工作效率的重要技術手段，綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的良好應用具有重要的意義。

典型的鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，大致上包括位于調(diào)度中心和沿線各車站的后端系統(tǒng)設備，和位于鐵路沿線各種設施的通信、信號等機房和咽喉、公跨鐵等重點部位的前端設備。尤其是高速鐵路和客運專線，還不同于一般的鐵路系統(tǒng)，其列車運行時速可達到200-350公里，且列車密度較高，車站旅客密度相對較大，運輸組織工作的安全要求相對也較高；而鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)也有別于一般民用監(jiān)控系統(tǒng)，基本上隨鐵路線呈現(xiàn)線狀分布，除車站等大型設施中攝像機較為集中外，沿鐵路線重點監(jiān)控部位分布有大量監(jiān)控點，其跨越的區(qū)間往往達數(shù)百公里到上千公里；同時，這些監(jiān)控設備需要保證全天候、高質(zhì)量的運行，以確保鐵路運輸調(diào)度指揮人員和安全警務人員通過系統(tǒng)及時了解轄區(qū)和線路動態(tài)狀況，尤其是車站、無人值守機房、橋梁、路基、維修通道等重點部位和設備的實時情況，并對迅速準確處置突發(fā)事件提供技術保障。

圖1：典型的鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)圖示

尤為突出的特點是，鐵路沿線周邊環(huán)境復雜甚至惡劣，各種強電磁干擾，高頻震動，靜電以及極端的自然天氣情況等對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的室外設備又會造成很大的不利影響，基于以上這些新的特點，對高速鐵路和客運專線的綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的維護提出了嚴格的要求與挑戰(zhàn)：

如何提高和保證本系統(tǒng)的可靠性？

如何第一時間發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)或設備故障？

如何更有效率的發(fā)現(xiàn)和處理故障？

如何總結(jié)和分析一條鐵路線乃至某一個路局的視頻監(jiān)控運用狀況？

結(jié)合幾年來針對鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)運維工作的探索和總結(jié)，尤其是從傳統(tǒng)運維向智能運維發(fā)展的過程，從實踐角度提出以下經(jīng)驗，以供探討。

1、 做好基礎工作是一切運維工作的前提

視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備本身的安裝和運行的安全性和可靠性，對系統(tǒng)地良好運用具有根本的影響；本系統(tǒng)設備主要分為室內(nèi)設備和室外設備兩部分，與其他通信系統(tǒng)差異較大的是，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設備復雜度比較高，尤其是有大量位于室外的設備，導致進出機房的線纜很多，因此，對設備防雷和接地的要求較高，如何有效檢查和保障眾多設備和線纜的安全與可靠，這是運維工作中的一個重點基礎工作；

另外，在室外鐵路周邊安裝的用于重點部位監(jiān)控的室外設備，包括無人值守的機房、咽喉與公跨鐵和通信鐵塔等部位，如圖2所示，大部分處于室外人煙稀少的區(qū)域，雨雪、風沙和灰塵以及長期震動和電磁干擾的累積等都可能影響設備的安全與可靠，如何及時防范和保障這些設備的安全與可靠，是運維工作中的另一個重點基礎工作；

圖2：幾種典型的室外攝像機設備安裝的圖示

一切運維工作不能忽略基礎工作，為此，我們通過可靠掌握設備與線纜臺帳，通過分析設備安裝當?shù)氐沫h(huán)境、氣候特點，根據(jù)維護規(guī)程的指導，有針對性地實踐和總結(jié)具體方法，對這些重點設備與線纜進行定期檢查、保養(yǎng)和加固，確保設備處于良好的工作狀況，從而為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的高質(zhì)量運用打好基礎，這是鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)運維工作的基本前提，也是容易產(chǎn)生疏忽的地方。

2、 通過預防性維護，優(yōu)化系統(tǒng)運用質(zhì)量

任何運維工作都重在預防，但預防性工作需要對經(jīng)驗的積累和總結(jié)提煉；我們結(jié)合本系統(tǒng)維護規(guī)程的指導，經(jīng)過幾年來對本系統(tǒng)運維工作的總結(jié)，尤其是對系統(tǒng)的運用質(zhì)量能夠造成影響的典型問題的研究，提出和實踐了一些預防性的維護辦法，通過這些預防性的維護方法，盡量優(yōu)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，可以有效地提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的整體可用性和運用質(zhì)量；

這些預防性的維護方法主要包括以下方面：

通過對各使用單位的需求溝通與研究，可以對特定專業(yè)需要的前端攝像機的角度和焦距進行針對性優(yōu)化調(diào)整，以獲得更好的監(jiān)控視野，更好的滿足專業(yè)需求；對非設備缺陷產(chǎn)生的過亮過暗的場景，通過對攝像機位置、角度調(diào)整或者輔助照明的優(yōu)化，以獲得更好的成像效果；對現(xiàn)場場景遮擋的分析和排除，如野外環(huán)境的樹木等動態(tài)變化情況的掌握和預先處理，也可以提高系統(tǒng)地運用質(zhì)量；對不同季節(jié)、尤其是雨雪天氣前后的設備接地情況的檢查和優(yōu)化，可以有效防止地電位不平衡引起的干擾問題等。

3、 有效利用人工巡視與分析，盡快發(fā)現(xiàn)和處理故障

通過基礎工作和預防性的運維手段，可以很大程度上推遲和降低視頻監(jiān)控系統(tǒng)設備的故障率，提高系統(tǒng)的可用性和運用質(zhì)量；在視頻監(jiān)控系統(tǒng)大量應用的最初幾年，我們通過大量的日常運維工作，尤其是通過網(wǎng)管人工巡視結(jié)合現(xiàn)場的人工巡視和保養(yǎng)與維修，結(jié)合經(jīng)驗總結(jié)與培訓交流，使各級系統(tǒng)維護人員具備了維護系統(tǒng)的能力，及時發(fā)現(xiàn)和解決了視頻監(jiān)控系統(tǒng)與設備的發(fā)生的故障，保障了系統(tǒng)的良好使用。

目前大部分兄弟運維單位的情況類似，基本上也是依靠人工巡視與分析的基本手段，通過網(wǎng)管人員的密集巡視，進行視頻運用情況的的觀察，以便更早的發(fā)現(xiàn)問題；隨后再依靠現(xiàn)場人員和檢修設備，分析和判斷具體故障，并加以處理。

在人工巡視的傳統(tǒng)方式下，需要通過大量培養(yǎng)熟悉業(yè)務的網(wǎng)管人員，在中小規(guī)模的系統(tǒng)中，通過有效的組織和管理，基本可以完成每天的巡視工作和故障的分析判斷與處理，基本能夠滿足生產(chǎn)工作的需求。

4、 加強技術創(chuàng)新和運用，進行智能運維探索

隨著近年來鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設，尤其是反恐防暴形勢的需要，系統(tǒng)規(guī)模逐步擴大，攝像機的數(shù)量不斷增加，很多路局已經(jīng)建成并應用了更大規(guī)模的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，攝像機的數(shù)量基本達到了數(shù)千臺到一兩萬臺的規(guī)模；

同時，隨著應用年限的增加，部分視頻監(jiān)控設備的性能不可避免的開始出現(xiàn)下降，故障率開始出現(xiàn)上升，其中除了典型的由于設備故障導致無法工作外，更多的是視頻質(zhì)量的下降，如圖像清晰度的下降、對比度的下降、偏色、圖像明暗異常的出現(xiàn)、圖像抖動和干擾等的增加等。

由于人工巡視的手段沒有更多的創(chuàng)新空間，隨著系統(tǒng)設備數(shù)量增加和部分設備質(zhì)量的下降，人工巡視方式對各級運維人員的數(shù)量需求越來越大，同時對人員的技術要求也越來越高；另外，人工巡視方式對視頻運用質(zhì)量的把握相對主觀，在各種運用質(zhì)量問題的處理上開始出現(xiàn)捉襟見肘的情況，可以說，人工巡視的運維模式已經(jīng)逐漸無法適應日漸增長的業(yè)務需求，而且，主觀把握視頻運用質(zhì)量的方式也逐漸無法滿足業(yè)務部門對視頻系統(tǒng)地應用需求。

基于以上的原因，我們通過總結(jié)和摸索，智能化的視頻圖像質(zhì)量診斷系統(tǒng)在實踐中得以提出、應用和逐步完善。通過視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)，用設定的客觀評價指標體系，用統(tǒng)一量化的標準，對大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的眾多圖像進行自動輪巡和質(zhì)量診斷，使得運維人員可以從枯燥、費時的人工巡視檢查工作中解放出來，從而專著精力分析系統(tǒng)處理的故障結(jié)果，并作進一步的處理以恢復應用，圖3為實踐和完善中的幾種典型智能系統(tǒng)診斷類型；

圖3：實踐和完善中的幾種典型智能系統(tǒng)診斷類型

同時，通過對視頻圖像質(zhì)量診斷系統(tǒng)功能的逐步完善，可以帶來以下更多的優(yōu)勢：

視頻運用質(zhì)量的提升

通過系統(tǒng)可以定制多種輪巡方式，也可以配置不同的檢測類型，從而自動的進行全面的圖像質(zhì)量診斷，或者根據(jù)需要進行有針對性的圖像質(zhì)量診斷，能夠更及時準確的發(fā)現(xiàn)問題和安排處理工作，從而有效保障視頻監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行和運用質(zhì)量。

運維效率的提升

利用長期積累的經(jīng)驗，優(yōu)化和完善智能視頻質(zhì)量檢測和分析手段，把人員經(jīng)驗轉(zhuǎn)化成可以大量復制的智能系統(tǒng)工作方式，可以大幅提高運維作業(yè)效率與效果，有效降低人工和時間開銷。

管理水平的提升

通過視頻圖像智能診斷技術手段的介入，可以通過自動化的報表方式，對一條線或者一個路局的視頻質(zhì)量診斷結(jié)果進行清晰、明了的展示；經(jīng)過一定時間的積累，可由系統(tǒng)定制處理歷史數(shù)據(jù)和統(tǒng)計報表，管理人員能夠?qū)ο到y(tǒng)的整體運行情況了然于胸，可以更加科學合理的安排、部署工作；同時，可以對各種視頻運用質(zhì)量的下降和故障進行管理、分析、共享，進一步實現(xiàn)歷史維護經(jīng)驗的沉淀和提升。

結(jié)語

在鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運維工作中，基礎工作的保障到位，預防性工作的開展，培養(yǎng)了很多有能力的工作人員，同時積累了豐富的工作經(jīng)驗；隨著對技術創(chuàng)新的重視和開展，通過對經(jīng)驗的總結(jié)和提煉，把經(jīng)驗成果結(jié)合到智能化的診斷系統(tǒng)中去進一步優(yōu)化和完善，不僅可以顯著提高運維工作的效率，而且使得運維管理的水平得以提升，最終體現(xiàn)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)運用質(zhì)量的逐步提高。

參考文獻

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