鐵路視頻監(jiān)控升級改造中的問題

李藝丹

(北京國鐵華晨通信科技有限公司 100161)

1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)在鐵路上的應(yīng)用

目前鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)、模擬與數(shù)字相結(jié)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)三個模式運行。

（1）模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般指的是標(biāo)清模擬攝像機對監(jiān)控場景進行圖像采集，通過BNC視頻線等電纜進行傳輸，存儲于模擬磁盤錄像機中，最終通過模擬監(jiān)視器供用戶調(diào)取使用。

（2）模擬與數(shù)字相結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般指的是標(biāo)清模擬攝像機對監(jiān)控場景進行圖像采集，再將圖像通過BNC視頻線等電纜傳輸至編碼器或硬盤錄像機進行數(shù)字化編碼等處理，然后通過IP網(wǎng)絡(luò)將處理好的數(shù)據(jù)利用相應(yīng)軟件錄制到硬盤錄像機或磁盤陣列中，最終通過監(jiān)控終端供用戶調(diào)取使用。

（3）數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般指的是高清數(shù)字攝像機對監(jiān)控場景進行圖像采集后，直接在攝像機內(nèi)部完成模擬轉(zhuǎn)數(shù)字處理，然后通過IP網(wǎng)絡(luò)將處理好的數(shù)據(jù)利用相應(yīng)軟件錄制到硬盤錄像機、磁盤陣列或云存儲等設(shè)備中，最終通過監(jiān)控終端供用戶調(diào)取使用。

目前鐵路視頻監(jiān)控主要為鐵路客運、電務(wù)、貨運、車務(wù)、公安等部門提供視頻實時圖像與錄像調(diào)用等基本功能使用。一般電務(wù)部門會對視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行管理。

鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)層級劃分，可劃分為大致四個層級。

（1）第一層為核心節(jié)點：中國鐵路總公司，掌控鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中全國所有視頻的調(diào)取使用。

（2）第二層為區(qū)域節(jié)點：鐵路局或客專調(diào)度所，掌控鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中各鐵路局或客專調(diào)度所管轄內(nèi)的視頻調(diào)取使用

（3）第三層I類節(jié)點：大型客運站，主要為區(qū)域節(jié)點下屬各獨立視頻系統(tǒng)的管理服務(wù)及主要服務(wù)器安放節(jié)點。

（4）第四層II類節(jié)點：視頻采集點較集中的地點或區(qū)間站點，主要為接入分發(fā)存儲等服務(wù)器安放節(jié)點。

2 既有視頻監(jiān)控升級及補強的必要性

鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要功能是為了保障旅客人身安全、保障列車在運行過程中室外環(huán)境安全及保障鐵路沿線通信、信號、電力機房安全等。但伴隨高鐵建設(shè)的不斷增加，各車站運送旅客能力的提升，旅客密集度有所增加，這就對既有鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)提出更高的要求及挑戰(zhàn)。既有模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)由于視頻清晰度低、線纜傳輸損耗較大、存儲分布分散、穩(wěn)定性不高等劣勢。這使得在火車站發(fā)生暴力恐怖事件、旅客意外跌倒、發(fā)病、旅客間產(chǎn)生糾紛及鐵路沿線發(fā)生人為或自然災(zāi)害等時刻，通過調(diào)用視頻錄像無法清晰準確的判斷事發(fā)原因。另外，隨著大型客運站的擴建，既有模擬視頻監(jiān)控漸漸出現(xiàn)場景覆蓋不夠全面，盲區(qū)較多，無法及時有效的記錄有意外情況發(fā)生時的實際情況等問題，這就不僅需要對既有模擬視頻進行升級。首先需要將模擬標(biāo)清攝像機升級替換為數(shù)字高清攝像機，目的是為了能夠更好的提高圖像的清晰度，使得用戶可以清晰的監(jiān)控事發(fā)時場景內(nèi)所有的細節(jié)，其次還需要對既有視頻監(jiān)控場景未覆蓋地點進行有效的補強。

模擬標(biāo)清攝像機對比數(shù)字高清攝像機

3 視頻系統(tǒng)升級改造過程中出現(xiàn)的問題及處理方式

3.1 視頻監(jiān)控前端采集設(shè)備升級改造問題

視頻監(jiān)控前端圖像采集設(shè)備一般指的是攝像機。首先在客運車站的攝像機升級改造中，經(jīng)常會出現(xiàn)最佳監(jiān)控位置不好選擇問題。有的監(jiān)控點位在最初車站建造設(shè)計或后續(xù)擴建設(shè)計時，并未考慮到后期視頻補強工作，沒有合理的預(yù)留出懸掛攝像機的位置、最佳監(jiān)控位置被占用或被建筑物遮擋。這就十分考驗我們現(xiàn)場勘察的工程師們的技術(shù)能力了，我們會通過在保證墻面能夠完全支撐攝像機及支架重量的前提下，延長攝像機支架、提高攝像機高度、壁裝支架改為吊裝支架等方式，滿足最佳監(jiān)控點位攝像機安裝。

3.2 視頻監(jiān)控圖像傳輸升級改造問題

視頻監(jiān)控圖像傳輸一般會利用鐵路傳輸網(wǎng)及數(shù)據(jù)網(wǎng)作為通道等傳輸方式。首先在客運車站受到車站最初設(shè)計局限、開通后房建土建等部門已經(jīng)將槽道表面密封處理、既有布線槽道較窄及網(wǎng)線傳輸距離較近等因素的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)新增補強的攝像機電源及數(shù)據(jù)傳輸通道沒有預(yù)留的情況。針對此情況，為保障旅客人身安全及車站地面墻面的完整性，我們只能采用在較為密集采集點附近的夾層設(shè)備間布放能夠給與周邊攝像機供電及數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備箱，各設(shè)備箱完成對各就近攝像機供電及數(shù)據(jù)傳輸匯集后，經(jīng)過光纜統(tǒng)一匯聚到就近機房。其次，在車站及鐵路沿線均面臨由于模擬標(biāo)清攝像機改造升級為高清數(shù)字攝像機后的帶寬不足問題。此類問題，我們通過擴容傳輸通道、更換承載方式（傳輸改數(shù)據(jù)網(wǎng)）、采用光纖直連、更換全千兆交換機等方式進行了有效的解決。

3.3 視頻監(jiān)控圖像存儲升級改造問題

視頻監(jiān)控圖像存儲主要指的是視頻數(shù)字流通過相應(yīng)軟件存儲在硬盤上的工作。在存儲方面，不管是車站視頻還是鐵路沿線視頻，都會遇到同樣的問題。第一、存儲空間不足，新增硬盤或磁盤陣列機柜無處安放；第二、既有磁盤陣列設(shè)備陳舊，讀寫速度及其他性能無法滿足大量高清視頻流的處理工作；第三、既有磁盤陣列與服務(wù)器的連接方式老舊，存在陣列分布分散不便于管理維護；連接線纜或交換機端口帶寬受限；映射關(guān)系單一等問題。針對此類問題，我們通過更換性能能滿足使用的新磁盤陣列或云存儲設(shè)備、擴大既有單個硬盤容量、更換服務(wù)器與磁盤陣列連接方式（將既有速率較慢帶寬較低的連接模式改變?yōu)镮PSAN模式方式或 FCSAN連接模式等）、更換高性能全千兆或光交換機進行統(tǒng)一匯聚發(fā)送處理，有效的解決了視頻監(jiān)控存儲升級改造中的問題。

3.4 視頻監(jiān)控終端升級改造問題

視頻監(jiān)控終端主要涉及視頻監(jiān)控系統(tǒng)中用戶使用的PC、大屏等設(shè)備。在升級改造過程中，主要問題體現(xiàn)在終端PC硬件性能不足（顯卡及處理器等）、解碼器設(shè)備陳舊無法解碼高清視頻流、既有大屏設(shè)備陳舊高清視頻流無法接入顯示等。針對此類問題，一般采取更換高性能終端PC設(shè)備（獨立顯卡及高性能處理器）、更換具備DVI或HDMI高清視頻接入的顯示屏、能夠解碼高清視頻并輸出的高性能解碼器等，解決目前視頻終端升級改造中遇到的問題。

3.5 營業(yè)線視頻升級改造中的問題

首先，需要根據(jù)設(shè)計規(guī)劃進行新增基礎(chǔ)設(shè)備的安裝、加電調(diào)試（攝像機、服務(wù)器、存儲、交換機、解碼器、大屏、終端等）及線纜布放工作，保證每臺設(shè)備滿足升級倒接條件。其次，需要在天窗點（夜間無旅客、無列車運行時間）內(nèi)，完成視頻后臺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（既有視頻數(shù)據(jù)與新增視頻數(shù)據(jù)）導(dǎo)入、視頻I類及II類節(jié)點的現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)通過新交換機等通道接入服務(wù)器并完成在新存儲的寫入工作（此時既有存儲仍保留，并完成數(shù)據(jù)備份，以便后續(xù)可調(diào)用原有視頻錄像或用作回退）。最后，在設(shè)備運行穩(wěn)定并覆蓋掉既有錄像存儲周期后，在天窗點內(nèi)完成既有后臺設(shè)備拆除及其他綜合布線等完善工作。

4 展望未來高鐵視頻監(jiān)控發(fā)展趨勢

未來鐵路視頻監(jiān)控必定會向高清化、網(wǎng)絡(luò)化、無盲區(qū)全覆蓋、智能分析、報警聯(lián)動、云存儲等多方面發(fā)展，切實有效的為旅客的出行安全提供堅實的保障。