上海铁路局既有铁路视频接入综合视频监控系统方案研究

上海铁路局既有铁路视频接入综合视频监控系统方案研究　王立春　（中铁上海设计院集团有限公司，上海２０００７０）　摘要：针对既有铁路各类视频系统封闭、归属不同管理部门的不足，建议将其统一纳入高速铁路综　合视频监控系统，构建高速、普速铁路统一的综合视频监控平台，提供视频综合利用，实现统一管　理、分发和共享，保障运营安全和提高管理效率。　关键词：既有铁路；综合视频监控系统；接入；方案研究　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｖａｒｉｏｕｓ　ｖｉｄｅｏ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｆｏｒ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｒａｉｌｗａｙｓ　ａｒｅ　ｎｏｔ　ｏｐｅｎ　ａｎｄ　ｂｅｌｏｎｇ　ｔｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｓ，ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｖｉｄｅｏ　ｓｙｓｔｅｍｓ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｇｉｖｅｓ　ｔｈｅ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ　ｔｏ　ｕｎｉｆｙ　ｔｈｅ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｖｉｄｅｏ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｖｉｄｅｏ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ　ｒａｉｌｗａｙｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ　ａ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｖｉｄｅｏ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｏｒ　ｆｂｏｔｈ　ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ　ａｎｄ　ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ｒａｉｌｗａｙｓ，ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｖｉｄｅｏ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｕｎｉｉｆｅｄ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｈａｒｉｎｇ　ｏｆ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｆｏｒ　ｅｎｓｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｒａｉｌｗａｙｓ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ．ｆ　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｒａｉｌｗａｙ；ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｖｉｄｅｏ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ；ａｃｃｅｓｓ；ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ＤｏＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—４４４０．２０１６．０２．Ｏ１　１　近年，铁路行业的视频监控一直是铁路总公司　及各路局相关部门重点关注的技术，高速铁路在建　２综合视频监控系统的构成　综合视频监控系统由铁路总公司的视频核心节　点、路局的视频区域节点、重点站的Ｉ类视频节点、　ＩＩ类视频节点和视频汇集点构成。　核心节点具有视频信息的存储、分发、调用、　设之初已通过搭建统一的业务平台实现了共享视频　数据流，但普速铁路的既有视频监控系统分属于不　同部门，技术标准不统一、系统封闭。　１　既有铁路视频业务需求及运用情况　既有铁路视频监控包含由供电、车务、客运、　货运、机务、工务、公安、电务系统等多个部门自　建的系统，资产多分属于各自运用部门，维护、管　控制、系统管理及与其他系统互联等功能。　区域节点具有对本区域视频信息的存储、分发　及转发、调用、控制、系统管理及与其他系统互联　等功能。为了便于对既有普速铁路视频监控的管理，　本工程分别在上海局新调度楼及假日办增设了对牵　引供电视频及客站视频进行区域管理的小区域节点。　理、系统各自独立封闭、系统标准不统一、无法实　现共享。设备类型分散、性能老化、型号陈旧，导　致清晰度不高、监控图像模糊、设备维修率高。　本文以上海铁路局管辖范围内徐连、郑徐、京　沪、沪昆等既有铁路线的牵引变电所、分区所、开　闭所等７５处节点及上海站、上海南站、徐州站、　接入上海局高速铁路已建的综合视频监控平台。　Ｉ类视频节点具有信息的接人、存储、分发及　转发、调用、控制、配置管理、告警处理，以及与　其他业务系统互联和联动等功能。既有铁路Ｉ类视　频节点的设置需综合考虑既有网络（数据网或传输　网）带宽的富余度、设备的扩容、机房布设、电源　阜阳站、合肥站、南京站、扬州站、杭卅ｌ站、绍兴　站、等２６处车站的既有视频接入综合视频监控平　台改造为例，探讨既有铁路视频接入综合视频监控　系统方案。　接入能力等情况，尽可能设置在大站。　ＩＩ类视频节点具有信息的接人、存储、分发及　铁路通信信号工程技术（ＲＳＣＥ）２０１６年４月，第１３卷第２期　转发、调用、控制、告警处理，以及与其他业务系　统互联和联动等功能。　２．１　普速铁路视频纳入综合视频监控系统的框架　普速铁路视频纳入综合视频监控系统的框架如　图１所示。　图１　普速铁路视频纳入综合视频监控系统框架　２．２系统功能单元　系统功能可通过不同的功能单元来实现，视频　系统逻辑功能模块单元组成如图２所示。　上海局综合视频监控平台１　视频区域节点　（上海局假日办、新调度楼）　沿线新设Ｉ类视频接入节点，节点功能可通过　ＤＤＵ、ＡＧＵ、ＡＵ、ＳＵ、ＭＡＰ—Ｕ、视频分析单元　（ＶＣＡ）以及视频代理单元（ＳＡ）等功能单元实现。　ＩＩ类视频接人节点功能可通过视频汇集单元　（ＶＣＵ）、视频处理单元（ＶＰＵ）和ＶＣＡ实现。对　　：Ｌ　Ｄ－Ｄ－Ｕ．］　圆圆画　贮　贮ｊ　回匦　圆圈　Ｉ类视频接人节点　’　系统既有服务器进行上述逻辑功能模块单元框架构　建后，既有服务器设备可充分利用。　，。‘’。。。。。。。。。‘’。。。。。一、　３系统方案　３．１　客站视频监控系统的接入　在上海铁路局假日办通信机械室新设视频区域　节点，将已有的ｌ４个车站和新接入的ｌ２个车站节　点，分别通过新设的上海、南京、合肥、徐州、杭　州、金华Ｉ类视频节点接入至视频区域节点，为了　充分利用既有前端设备，现场既有的视频监控设备，　在不影响其既有正常运行的前提下，对其视频信号　分路接入，即将接人的ｌ２个车站通过新设编码器、　８转ｌ６路视频分配器的方式，设定新老系统控制优　先级，并网运行，同时将原视频信号传送至综合视　频监控系统及车站既有的视频监控系统。　由于新设视频区域节点及编码器，所以，假日　办既有数字矩阵对新设编码器的编码数字信号无法　匹配，无法将各车站视频流进行相匹配的熵编码的　解码、反量化、离散余弦变换（反ＤＣＴ）、反取样　及色相变换，无法将数字信号转换成模拟视频信号　圆圆臣　口圆匦　囤：一…一１一　叁一．ｊ　　　（致卓）＿一一数字视频采集点　妙一一模拟视频采集点　注：妄毛　表示节点内必备的功能　；粗实线表示工程中新设　功能单元；虚线框表示根据实际情况可选的功能单元，点划线表　示上海局综合视频监控平台为既有设备；ｍＵ代表不同厂家的管　理单元。　图２视频系统逻辑功能模块单元组成　既有上海局综合视频监控平台功能可通过已有的　管理单元（ＭＵ）、数据分发及转发单元（ＤＤＵ）、接　入网关单元（ＡＧＵ）、告警单元（ＡＵ）、存储单元　（ｓＵ）和电子地图单元（ＭＡＰ—Ｕ）等功能单元实现。　在上海铁路局假日办和上海局新建调度楼内　通信机械室新设２处视频区域节点，节点通过管　理单元（ＭＵ＋ｍＵ）、ＤＤＵ、ＡＧＵ、ＡＵ、ＳＵ和　ＭＡＰ—Ｕ等功能单元实现对新接入的普速铁路的牵　引供电及客站视频的分区分类管理。　Ｎｏ．２　王立春：上海铁路局既有铁路视频接入综合视频监控系统方案研究　●　输送至假日办大屏幕上进行视频显示，所以新设相　匹配的数字矩阵，将上述共计２６个车站的视频图像　传送至既有的监控大屏幕上，如图３所示。　接入新建区域节点（假日办）　新增Ｉ类视频节点（合肥）　３．２牵引供电系统视频的接入　既有牵引供电视频监控系统采用硬盘录像机对　前端视频进行实时录像、数模转换、压缩存储，直　新建其他Ｉ类视频节点　管理管理录像及流媒体磁盘　工作站服务转发服务器阵列　管理管理录像及流媒体磁盘　工作站服务转发服务器阵列　鸯本地１００　Ｍ以太网　新增视频编码器　本地１００　Ｍ以太网　新增视频编码器　广上＿］接口ｓＡ服务器　频分视控　及配频制　系统Ｖ　兰　控器信信　一　数据网系统　淮南　Ｖ蒜Ｖ视　一频分视系及配频统控器信　制号　　［Ｖ兰　１　Ｖ　ｌＣ一控制信号　各车站汇聚点　站内以太网　站内以太网　新增视频　、编码器　阜阳　站内以太网　新增视频　、编码器　毫州　站内以太网　新增视频　、编码器　新增视频　＝　编码器　既有Ｃ　系统Ｖ　系统—　Ｖ　Ｆ　合成器　器　系统Ｖ　—　新设视频　Ｆ±　合成器　器　器　系统Ｖ　一　新设视频　『１　分配器　Ｖ　　ｌＶｌ　既有摄像机　分配器　Ｖ　Ｉ　Ｖｌ　上　既有摄像机　分配器Ｖ　ｌ　Ｖ　Ｉ　既有摄像机　新设视频［二＝＝　分配器Ｖ　ｌ　Ｖ　既有摄像机　注：新建其他Ｉ类视频节点参见表１　图３客站视频监控系统示意图　接处理，整个网络通过铁路传输专线的ｌ０个２　Ｍｂｉｔ／ｓ　环接人上海局主控端服务器。既有硬盘录像机型号　不一、使用不稳定，设备板件故障频发，同时新　存在难以融合问题，无法保证硬盘录像机完全融合　到路局综合视频监控系统，所以牵引供电系统视　频的硬盘录像机全部进行更新改造，如图４所示。　器　在新建调度楼内设置视频区域节点同综合视频　４　口　设设备与既有设备的兼容性、互联互通协议等方面　监控平台进行互　Ｉ　ｌ　ｌ—　ｌＩ　Ｉ　］。接口ＳＡＩｔ￣务器　嗣　路局视频终端　ｌ可根据现场情况　设于Ｉ类节点　接人就近Ｉ类节点　联，视频区域节　点分别通过新设的　新沂、连云港、徐　州、徐州北、镇　接入上海局视频区域节点（客专调度楼）　ＦＥ口或　２　Ｍ网桥　江、宿州、蚌埠、　滁州、南京、无　锡、昆山、上海、　嘉兴、杭州、衢州　等１５处Ｉ类视频　节点，汇聚徐连　线、郑徐线、京沪　站内以太网　管理管理录像及流媒体磁盘　工作站服务转发服务器阵列　新建１５处Ｉ类视频接人节点　图４牵引供电视频监控系统示意图　铁路通信信号工程技术（ＲＳＣＥ）２０１６年４ｆｌ　线、沪昆线的牵引变电所、分区所、开闭所等７５处　需存储容量约为ｌ１．７　ＴＢ，考虑２０％冗余备份后，　每个Ｉ类视频监控节点存储容量平均按２０　ＴＢ考虑。　Ｉ　Ｉ类视频接入节点，实现相对分散的视频采集点的　视频接人、汇聚上传。Ｉ　Ｉ类视频接人节点通过既有　ＳＤＨ传输系统连接至Ｉ类视频接入节点。　７视频采集点　视频采集点设备由前端摄像机、光端机等设备　组成。视频采集点的设置以满足路局相关部门的业　务需求为原则。　３。３设备配置情况　区域节点及Ｉ类视频节点设备配置如表ｌ所示。　表１　视频区域节点及ｌ类视频节点设备配置表　序号名称　主要设备　功能描述　在牵引变电所、分区所、开闭所等处新设视频　摄像机。牵引变电所主要设置约６个／处，分区　所、开闭所设置约４个／处。客站视频摄像机利用　既有摄像点位及设备。　７．１摄像机的选型　牵引变电所、分区所、开闭所均采用彩色快球　及半球型摄像机，室外摄像机采用变焦摄像机。　７．２摄像机的架设方式　室内摄像机设备采用吸顶安装或支架安装的方　式，室外摄像机设备利用既有架设方式或采用立杆　架设的方式进行安装。　７。３接地及防雷　４对传输系统的要求　普速牵引供电系统的每个牵引变电所、分区所、　开闭所等接人需求带宽不低于１０　Ｍｂ／ｓ。新设Ｉ类　视频节点一般能汇聚４至６个牵引变电所、分区所　等ＩＩ类视频监控点，多占据传输设备约１１．９％带　宽，对全线传输６２２　Ｍｂ／Ｓ带宽占比较小，仅需对　以太网板进行扩容，调整较少。　视频监控系统设备采用ＡＣ　２２０　Ｖ进行供电，　尽量利用既有空气开关，沿线车站、牵引变电所、　分区所等处防雷设施利用既有，摄像机采用电源和　信号浪涌保护器进行防雷。　８结束语　既有铁路视频接人综合视频监控系统是一项涉　及通信多个子系统，需统筹考虑的工程，尤其是对　核心节点、区域节点扩容，对Ｉ类视频节点位置选　择，传输网、数据网、既有机房面积、既有电源容　量、摄像机新增点位、布线难度等多方面统筹考虑，　需要前期深入调查、仔细核算。同时需要设计人员　５对数据网系统要求　对数据网影响较大是客站视频监控系统带宽需　求，通过计算对数据网适当调整，客站视频带宽增　加后，数据网带宽利用率在１２．９％一４６．４５％内。　工程经验丰富，才能减少对各方面造成影响，为既有　铁路视频接入综合视频监控系统顺利实施提供保障，　使综合视频监控系统在铁路各部门应用越来越广泛。　参考文献　…中国铁路总公司．铁路综合视频监控系统技术规范　（Ｖ１．０）ｆＳ．ｓ］２０１　３．　６存储设备容量计算　采用视频区域节　及Ｉ类视频节点存储结合方式。　车站、牵引供电系统室内、外、视频监控存储　容量Ｉ类视频监控节点的存储容量计算公式为：　Ｔ＝Ｎｘ　Ｓ／８×２４　Ｘ　３　６００　Ｘ　Ｄ／１　０００　０００（ＴＢ）　其中：Ｔ为存储容量；Ⅳ为摄像头个数；Ｓ为　速率（Ｍｂ／ｓ）；Ｄ为存储天数。　按每个Ｉ类视频监控节点３６个摄像头、图像　４ＣＩＦ（２　Ｍｂ／ｓ）、摄像每路存储时间７天考虑，所　［２】中华人民共和国铁道部．ＧＢ　５０；５９５－－２００７视频安防监控系　统工程设计规范【ｓ】．北京：中国铁道出版社，２００７．　【５］西刹子．安防天下一智能网络视频监控技术详解与实践　［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２０１　０．　（收稿日期：２Ｏ１　４－０８—２６）　Ｎｏ．２　王立春：上海铁路局既有铁路视频接入综合视频监控系统方案研究