動車組視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述

王雙全+張賢凱

摘 要：該文簡要介紹了動車組視頻監(jiān)控系統(tǒng)原理和應用現(xiàn)狀，通過介紹動車組視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻監(jiān)控服務器、車廂攝像機、弓網(wǎng)監(jiān)控攝像機、監(jiān)控屏等主要設備的配置和參數(shù)，闡述了動車組視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀，結合目前動車組的發(fā)展現(xiàn)狀，對未來動車組視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用前景提出展望。

關鍵詞：動車組視頻監(jiān)控系統(tǒng) 視頻監(jiān)控服務器 弓網(wǎng)監(jiān)控攝像機

中圖分類號：U266 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）08（b）-0002-02

動車組視頻監(jiān)控系統(tǒng)由動車組車廂視頻監(jiān)控系統(tǒng)和動車組受電弓視頻監(jiān)控系統(tǒng)兩部分組成。

動車組受電弓視頻監(jiān)控系統(tǒng)用于運行途中，實時監(jiān)視車頂受電弓及接觸網(wǎng)工作狀態(tài)，并兼顧受電弓附近高壓設備工作狀態(tài)。通過智能分析自動實時識別受電弓異常狀態(tài)，為隨車機械師處理異常降弓等弓網(wǎng)故障提供輔助的監(jiān)視視頻和分析圖像。各車型動車組均采用單車存儲、集中監(jiān)控和智能分析方案。

動車組車廂視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對車廂內公共區(qū)域監(jiān)視；對采集的視頻信息進行實時存儲；具有使用外接授權終端設備進行單車廂預覽、查詢、回放及下載的功能。各車型動車組車廂之間不組網(wǎng)、不集中監(jiān)視，采用單車存儲的方案。

1 系統(tǒng)組成及功能

1.1 動車組受電弓視頻監(jiān)控系統(tǒng)

動車組受電弓視頻監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控屏、受電弓視頻監(jiān)控服務器、智能分析主機、受電弓攝像機、網(wǎng)絡總線節(jié)點設備（中繼器）、連接電纜組成。拓撲機構圖如圖1所示。

監(jiān)控屏集成列車級受電弓視頻監(jiān)控服務器和人機接口，具有數(shù)字視頻解碼和播放功能，以單畫面輪詢方式顯示各受電弓及高壓部件視頻監(jiān)控畫面，每30 s（可設置）輪詢播放。

受電弓視頻監(jiān)控服務器存儲視頻圖像，圖像設里程、區(qū)間信息、日期、時間、車次、車廂號和速度標記。受電弓視頻監(jiān)控服務器為受電弓攝像機提供電源。服務器采用2.5英寸SATA接口硬盤，硬盤盒的拆裝應便捷且具備防盜措施，采用防錯插快速接頭并滿足600次無故障插拔要求。系統(tǒng)未斷電時插拔硬盤，硬盤不應損壞。存儲容量滿足至少存儲7×24 h/d的要求。

智能分析主機對受電弓監(jiān)控畫面進行實時智能分析，同時存儲分析數(shù)據(jù)，并將分析的報警信息傳輸至監(jiān)控屏顯示。

受電弓攝像機集成攝像頭、云臺、補光燈和加熱玻璃等，具有云臺控制和電動變焦功能，具有補光和強光抑制功能，滿足全天24 h觀測需求，白天和黑夜環(huán)境下均可正常工作。補光燈根據(jù)升降弓信號自動開啟和關閉，降弓10 min后補光燈自動關閉，升降弓信號可通過受電弓視頻監(jiān)控服務器 I/O接口獲得或通過列車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)轉發(fā)至PIS系統(tǒng)獲得。同時監(jiān)控屏設置攝像頭和補光燈開啟關閉按鍵，可以手動操作，當攝像頭關閉后監(jiān)控屏對應畫面顯示“攝像頭關閉”。加熱玻璃通過感應溫度變化控制加熱開啟和關閉，具有除霧、融雪功能，被監(jiān)視設備清晰度滿足厘米級的要求。

網(wǎng)絡總線節(jié)點設備及部分電纜可與動車組VES等其他系統(tǒng)共用，受電弓視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡總線節(jié)點設備實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信，網(wǎng)絡總線節(jié)點設備包含在VES等其他系統(tǒng)的車廂控制器內；也可以通過以太網(wǎng)或同軸電纜單獨組網(wǎng)，無受電弓視頻監(jiān)控服務器需要接入監(jiān)控屏的車廂，其網(wǎng)絡總線節(jié)點設備為中繼器，可集成在VES等其他系統(tǒng)的車廂控制器內。

1.2 動車組車廂視頻監(jiān)控系統(tǒng)

動車組車廂視頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件由網(wǎng)絡攝像機、車廂視頻監(jiān)控服務器、連接電纜組成。

每節(jié)車的車門通過臺設1臺全景網(wǎng)絡攝像機，客室內部設置兩臺半球網(wǎng)絡攝像機，分別位于客室端部或距端部1/3處，特殊車廂酌情增加全景網(wǎng)絡攝像機和半球網(wǎng)絡攝像機（如餐車）。

每節(jié)車設置車廂視頻監(jiān)控服務器，安裝受電弓視頻監(jiān)控服務器的車廂，和受電弓視頻監(jiān)控系統(tǒng)共用受電弓視頻監(jiān)控服務器。

網(wǎng)絡攝像機采集視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)，經(jīng)以太網(wǎng)線傳輸至車廂視頻監(jiān)控服務器進行錄制存儲，可通過車廂視頻監(jiān)控服務器服務接口連接至外接授權終端。

攝像機采用網(wǎng)絡攝像機，對車廂內公共區(qū)域進行監(jiān)視，攝像機成像為非鏡像模式。

車廂視頻監(jiān)控服務器存儲視頻圖像，存儲時間不少于30×24 h/d，圖像疊加日期、時間，按照時間順序先進先出的原則循環(huán)覆蓋。車廂視頻監(jiān)控服務器為網(wǎng)絡攝像機提供電源。

連接電纜包括以太網(wǎng)線和電源線，以太網(wǎng)線采用雙絞屏蔽工業(yè)以太網(wǎng)線纜，以太網(wǎng)線和電源線符合動車組電纜相關標準要求。

車廂視頻監(jiān)控系統(tǒng)具備自檢功能，所有攝像機和硬盤的狀態(tài)可通過面板指示燈和授權終端顯示。

車廂視頻監(jiān)控系統(tǒng)具備日志功能，記錄授權終端預覽、查詢、回放、下載、校時操作和更換硬盤等信息，存儲在車廂視頻監(jiān)控服務器。

2 前景及展望

目前弓網(wǎng)監(jiān)控的視頻信息可以通過設置在機械師室的監(jiān)控屏進行實時查看，但由于車廂視頻監(jiān)控系統(tǒng)采取單車存儲方式，不能進行實時查詢。因此采用車輛總線方式把全列的視頻監(jiān)控服務器通過以太網(wǎng)線連接在一起，可以滿足車廂視頻監(jiān)控錄像實時查看的需求。

動車組每個系統(tǒng)單獨設置車輛的以太網(wǎng)總線，系統(tǒng)數(shù)量越多所需要的車輛總線也越多。由于動車組的車端安裝空間有限，新增的車端連接器設置困難，因此通過設置列車級的車輛總線把盡可能多的系統(tǒng)融入該總線范圍內，如圖2所示。通過設置在機械師室的監(jiān)控屏對車輛的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、影視系統(tǒng)等進行集中監(jiān)視和控制，可以有效地利用列車的總線資源和減少車端連接器的數(shù)量，同時還能實現(xiàn)對車廂視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控。

參考文獻

[1] 羅世偉，鄒開耀.視頻監(jiān)控系統(tǒng)原理及維護[M].電子工業(yè)出版社，2007.

[2] 梁篤國.網(wǎng)絡視頻監(jiān)控技術及應用[M].人民郵電出版社，2009.