論高鐵視頻系統(tǒng)的構(gòu)成及維護(hù)管理

高新亭

摘 要：自從2008年京津高鐵的開(kāi)通，高鐵就進(jìn)入了快速大發(fā)展的階段，隨著京石武、武廣、京滬、哈大等重大高鐵項(xiàng)目的開(kāi)通將中國(guó)的高鐵建設(shè)推向了高潮，高鐵的視頻監(jiān)控也進(jìn)入快速發(fā)展的時(shí)期，本文重點(diǎn)介紹了鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成、主要功能，最后從系統(tǒng)維護(hù)角度，重點(diǎn)介紹常見(jiàn)故障及維護(hù)方法。

關(guān)鍵詞：接口服務(wù)器 存儲(chǔ)分發(fā)服務(wù)器 分析服務(wù)器 前端故障處理 后端故障處理

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）06（c）-0147-02

自從2008年京津高鐵的開(kāi)通，高鐵就進(jìn)入了快速發(fā)展的階段，京石武、武廣、京滬、哈大幾條高鐵大線的開(kāi)通將中國(guó)的高鐵建設(shè)推向了高潮，因此高鐵的視頻監(jiān)控也進(jìn)入快速發(fā)展的時(shí)期，隨后各條線路的開(kāi)通視頻系統(tǒng)的維護(hù)也逐步提上日程。

1 鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成如圖1所示。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分由分析服務(wù)器和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器以及接口服務(wù)器組成。在視頻監(jiān)控中，往往需要檢測(cè)特定區(qū)域內(nèi)的違法活動(dòng)。行為分析系統(tǒng)主要是通過(guò)圖像處理、模式識(shí)別、人工智能、自動(dòng)控制以及計(jì)算機(jī)等許多領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)的定位、識(shí)別以及跟蹤，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的行為分析，其關(guān)鍵技術(shù)是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤。分析服務(wù)器主要是負(fù)責(zé)后臺(tái)的分析并對(duì)認(rèn)為有危險(xiǎn)的視頻進(jìn)行報(bào)警（視頻是否危險(xiǎn)應(yīng)提前設(shè)定量值）。

根據(jù)鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)要求，對(duì)區(qū)間通信信號(hào)機(jī)房口、聯(lián)絡(luò)線與正線連接處、橋梁救援疏散通道等地進(jìn)行視頻行為分析。行為分析系統(tǒng)具有如下功能。

1.1 入侵檢測(cè)功能

在攝像機(jī)監(jiān)視的場(chǎng)景范圍內(nèi)，可根據(jù)監(jiān)控需要和目的設(shè)置警戒區(qū)域，系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測(cè)入侵到警戒區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)及其行為，一旦發(fā)現(xiàn)有滿足預(yù)設(shè)警戒信息，并用告警框標(biāo)示出進(jìn)入警戒區(qū)的目標(biāo)，同時(shí)標(biāo)識(shí)出其運(yùn)動(dòng)軌跡。采用“智能虛擬墻”，對(duì)穿越虛擬墻的事件進(jìn)行報(bào)警，克服了以前紅外對(duì)射裝置極易誤報(bào)，無(wú)直觀圖像的缺點(diǎn)。

1.2 遺留物檢測(cè)功能

為了防止不法人員對(duì)一些重要設(shè)施進(jìn)行破壞，如在重要設(shè)施旁丟棄易燃，易爆等危險(xiǎn)物品，采用不明遺留物檢測(cè)，可防止重大事故的發(fā)生。

1.3 人群異常行為檢測(cè)功能

①在攝像機(jī)監(jiān)視的場(chǎng)景范圍內(nèi)，根據(jù)監(jiān)控需要和目的設(shè)置警戒區(qū)域，系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測(cè)入侵到警戒區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)及其行為，一旦發(fā)現(xiàn)有目標(biāo)在警戒區(qū)域徘徊時(shí)間超過(guò)設(shè)定好的時(shí)間，則自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警信息；②當(dāng)人員在警戒區(qū)內(nèi)滯留超過(guò)用戶自定義的時(shí)間時(shí)產(chǎn)生報(bào)警，用以識(shí)別人員在禁停區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間停留或逗留；③用戶可以設(shè)置一定的允許等候時(shí)間；④滯留的判別不受人員在警戒區(qū)內(nèi)的行為影響。

1.4 人口密度估計(jì)功能

通過(guò)攝像機(jī)采集視頻信息，并運(yùn)用智能視頻分析技術(shù)分析畫(huà)面中的活體移動(dòng)目標(biāo)，并統(tǒng)計(jì)計(jì)算設(shè)定區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)數(shù)量和密度，當(dāng)數(shù)量值超過(guò)預(yù)設(shè)的閾值時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警信息，提示監(jiān)控人員采取針對(duì)性的措施。可應(yīng)用于鐵路候車或車站站前廣場(chǎng)人群突發(fā)性增長(zhǎng)、車站站臺(tái)候車人員大量聚集監(jiān)測(cè)。

存儲(chǔ)分發(fā)服務(wù)器承擔(dān)著對(duì)實(shí)時(shí)視頻的分發(fā)或轉(zhuǎn)發(fā)功能和錄像視頻的存儲(chǔ)功能，存儲(chǔ)的性能要求不高，但是需要能夠滿足長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，數(shù)據(jù)流量大但訪問(wèn)請(qǐng)求數(shù)量低，所以要求存儲(chǔ)設(shè)備具有高度可靠性。對(duì)實(shí)時(shí)視頻信息進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)存儲(chǔ)，或根據(jù)設(shè)定的時(shí)間、時(shí)間、地點(diǎn)等條件進(jìn)行存儲(chǔ)。對(duì)重要視頻圖像信息的備份存儲(chǔ)，并根據(jù)設(shè)定的事件、時(shí)間、地點(diǎn)等條件進(jìn)行存儲(chǔ)。對(duì)重要視頻圖像信息的備份存儲(chǔ)，并根據(jù)安全性要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)重要信息的輸出功能。

存儲(chǔ)設(shè)備是視頻信息存放的地方，是視頻信息的載體。存儲(chǔ)根據(jù)不同的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用合適、安全、有效的技術(shù)方案將視頻信息存放在具有冗余、保護(hù)等功能的物理媒介中。視頻數(shù)據(jù)量非常大，對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備要求很高。視頻存儲(chǔ)設(shè)備分為內(nèi)置存儲(chǔ)和外置存儲(chǔ)兩大類，外置存儲(chǔ)又分為直連式存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)兩類。在高鐵視頻中用的絕大部分是直連的外置存儲(chǔ)，一般選用磁盤(pán)陣列存儲(chǔ)設(shè)備的容量擴(kuò)展能力要求高，存儲(chǔ)容量的多少隨著畫(huà)面質(zhì)量的提高、畫(huà)面尺寸的增大、視頻線路的增加都會(huì)成倍地增加容量需求。存儲(chǔ)的性能要求不高，但是需要能夠滿則長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，數(shù)據(jù)流量大但訪問(wèn)請(qǐng)求數(shù)量低，所以要求存儲(chǔ)設(shè)備具有高可靠性，數(shù)據(jù)保存周期短，一般的監(jiān)控場(chǎng)所數(shù)據(jù)保存一定時(shí)間后就可以覆蓋或刪除。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器可以將視頻流進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，并將一定時(shí)間周期的視頻錄像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，一般的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器做有接口插件，可以將旅服的視頻存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，使四電的視頻與旅服的視頻進(jìn)入同一個(gè)平臺(tái)進(jìn)行管理。對(duì)實(shí)時(shí)視頻信息進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)存儲(chǔ)，或根據(jù)設(shè)定的事件、事件、地點(diǎn)等條件進(jìn)行存儲(chǔ)。對(duì)重要視頻圖像信息的備份存儲(chǔ)，并根據(jù)安全性要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)重要信息的輸出功能。集中存儲(chǔ)、分散存儲(chǔ)、相對(duì)集中存儲(chǔ)等模式，可以選擇DAS或SAN等存儲(chǔ)方式。根據(jù)需要進(jìn)行減幀存儲(chǔ)。對(duì)不同視頻流分別設(shè)定存儲(chǔ)空間并實(shí)現(xiàn)循環(huán)存儲(chǔ)。

接口服務(wù)器的主要作用是接入來(lái)自本局的其他線路的視頻系統(tǒng)，比如哈大高鐵在沈陽(yáng)局建立的視頻核心平臺(tái)的接口服務(wù)器負(fù)責(zé)沈丹、吉圖琿等線路的接入，這樣可以實(shí)現(xiàn)沈陽(yáng)局所有的視頻統(tǒng)一管理。

視頻接入層設(shè)備按安裝位置分為鐵塔視頻、院落視頻、室內(nèi)半球視頻、室內(nèi)快球視頻、公跨鐵視頻、救援通道視頻、直放站視頻、隧道視頻、咽喉區(qū)視頻和電力坪視頻，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控環(huán)境的不同，鐵塔視頻、室內(nèi)快球視頻、公跨鐵視頻、咽喉區(qū)視頻和電力坪視頻、隧道視頻多采用云臺(tái)變焦攝像機(jī)，院落視頻、直放站視頻和救援通道多采用定焦攝像機(jī)。

2 視頻故障的種類及處理方法

視屏故障大致分為兩種，前端接入層攝像機(jī)故障和后端服務(wù)器磁盤(pán)陣列故障視頻前端接入層故障分兩種，圖像故障和控制故障。圖像故障有藍(lán)屏、黑屏、白屏、閃屏、卡屏、圖像模糊和無(wú)視頻信號(hào)，控制故障有云臺(tái)和鏡頭全部不可控、云臺(tái)可控鏡頭不可控。

視頻圖像故障主要有以下幾種情況。

（1）藍(lán)屏、黑屏由視頻線及視頻頭斷路或短路、攝像機(jī)故障、視頻防雷故障、光端機(jī)發(fā)端、光端機(jī)收端、編碼器故障等造成的。維修時(shí)先在編碼器的輸入線確認(rèn)有無(wú)信號(hào)，如果前端圖像輸入正常，則為編碼器故障，更換編碼器。如果無(wú)信號(hào)，再依次排查防雷箱、視頻防雷的輸入和輸出端，輸入有信號(hào)，輸出無(wú)，則該設(shè)備故障，輸入無(wú)信號(hào)就繼續(xù)查看下一個(gè)設(shè)備。若還無(wú)信號(hào)就看攝像機(jī)有無(wú)信號(hào)輸出，無(wú)信號(hào)則更換攝像機(jī)。（2）白屏由攝像機(jī)光圈調(diào)整不當(dāng)或編碼器、攝像機(jī)故障造成的。維修時(shí)先查看編碼器輸入端是否白屏。如是白屏則登陸編碼器調(diào)整光圈，調(diào)不好就需更換攝像機(jī)；如不是白屏就需更換編碼器。（3）閃屏由編碼器故障、攝像機(jī)故障造成的。維修時(shí)在編碼器輸入端排查，若圖像正常，則編碼器故障，反之就是攝像機(jī)故障。（4）卡屏是由攝像機(jī)和編碼器死機(jī)造成的，一般重啟設(shè)備就可恢復(fù)。（5）無(wú)視頻信號(hào)是由編碼器障造成的，一般更換編碼器就可恢復(fù)。（6）圖像模糊是攝像機(jī)焦距不當(dāng)引起的，調(diào)整焦距即可恢復(fù)。

云臺(tái)變焦攝像機(jī)控制故障主要有以下幾種情況。

（1）云臺(tái)和鏡頭全不可控由編碼器故障、控制線接反、控制線虛接、數(shù)據(jù)防雷故障、云臺(tái)故障等造成的。維修時(shí)采用分段式控制方法，先從編碼器的控制輸出端排查，若可控則是編碼器故障；若不可控則依防雷箱、光端機(jī)收端、光端機(jī)發(fā)端、數(shù)據(jù)防雷的輸入端和輸出端，輸入不可控，輸出可控則該設(shè)備有故障，更換。若數(shù)據(jù)防雷輸出端還不可控，那就需換云臺(tái)了。

（2）云臺(tái)可控鏡頭不可控。鏡頭不可控則是鏡頭故障造成的，更換鏡頭即可。

截至現(xiàn)在按設(shè)備發(fā)生故障頻率來(lái)說(shuō)，編碼器故障和光端機(jī)發(fā)端故障較多。公跨鐵視頻、直放站視頻和救援通道視頻藍(lán)屏大部分是由光端機(jī)發(fā)端到視頻防雷的視頻跳線接觸不良引起的，就是插光端機(jī)上的直角視頻頭接觸不良。

服務(wù)器磁盤(pán)陣列故障主要有以下幾種情況。

（1）存儲(chǔ)分發(fā)服務(wù)器故障，此類故障一般的表現(xiàn)是某一個(gè)站大面積視頻出現(xiàn)故障，這種故障比較容易判斷，首先判斷服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)是否存在問(wèn)題，首先通過(guò)ping命令檢查設(shè)備網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，如果網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)正常。再查看服務(wù)器程序是否正常，如果不正常可以重啟服務(wù)器中程序，查看程序啟動(dòng)狀態(tài)是否正常，可以處理相關(guān)問(wèn)題。

（2）分析服務(wù)器故障，如果出現(xiàn)分析服務(wù)異常，并且服務(wù)器無(wú)法ping通的狀態(tài)，需要查看分析服務(wù)器進(jìn)行是否正常，是否能夠成功連接，并且無(wú)異常告警。

（3）存儲(chǔ)分發(fā)服務(wù)器上無(wú)法認(rèn)出磁盤(pán)陣列外掛磁盤(pán)，如果出現(xiàn)此類問(wèn)題，首先查看服務(wù)器和磁盤(pán)陣列之間的連接是否正常，如果連接無(wú)誤，進(jìn)入磁盤(pán)陣列管理界面，查看是否有硬件設(shè)備故障告警，如果存在硬件故障，首先應(yīng)該排除硬件故障。然后在服務(wù)器磁盤(pán)管理里，重新掃描磁盤(pán)即可。

總之，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)非常繁雜，需要實(shí)際操作中的日積月累，在日常的工作中多加思考，在處理問(wèn)題時(shí)要清楚硬件鏈路如何搭建，軟件狀態(tài)是否正常?？梢圆捎梅侄问椒椒▽?duì)故障點(diǎn)位進(jìn)行分段逐層排查，或者進(jìn)行替換法，用好的設(shè)備替換有可能有問(wèn)題的設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。軟件方面如果暫時(shí)無(wú)法判斷，可以先收集相關(guān)日志，把現(xiàn)場(chǎng)故障信息記錄清楚，然后將所搜集的故障信息報(bào)告給專業(yè)人士進(jìn)行分析，再判斷故障情況。另外因?yàn)殍F路視頻的特殊性，大部分維修工作都要清點(diǎn)，所以還要注意兩點(diǎn)，維修時(shí)提前做好最充分的準(zhǔn)備，維修完畢后對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行檢查，所有圖像和控制都正常后收拾好工具撤離現(xiàn)場(chǎng)。從而達(dá)到一次處理故障的目的，避免產(chǎn)生二次故障。

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