铁路综合视频监控系统

2024-08-21

铁路综合视频监控系统（精选10篇）

铁路综合视频监控系统第1篇

SONY CCD.540TVL (D系列)

支持宽动态，采用安音插座，安装简便

中英文OSD屏幕操作菜单，独特三维定位功能

支持守望功能，支持定时功能

内置7路报警输入2路输出，支持报警联动

支持485远程无拆卸升级

彩色日夜型模拟枪式摄像机

采用高性能1/3英寸SONY CCD

支持自动彩转黑功能。实现昼夜监控

支持背光补偿功能。支持自动增益控制功能

支持白平衡功能，色彩还原度高，图像逼真

支持自动电子快门功能，适应不同监控环境

车载硬盘录像机

采用专业车载设计，低功耗、无风扇、标准化、小尺寸

宽电压电源适应各种车载电源

独特减振抽拉硬盘结构。使录像的备份和管理更加方便

更可利用扩展内置GPS模块并加载无线通讯模块，构造无线视频监控管理系统，进行远程调度管理和实时监控

百万像素高清网络摄像机

采用2.OMEGA Pixels图像传感器

采用SoC媒体处理器和嵌入式Linux操作系统

采用MPEG-4视频压缩算法，支持1 600x1 200分辨率

支持语音对讲，内置WEB浏览器和用户管理功能

支持日夜转换

支持SD卡存储

支持POE网络供电

便携式高清智能取证系统

640 x 480的实时监控分辨率

高清液晶显示屏，支持单路全屏清晰回放

具备“线控一键通”功能，实现最像和停止功能

使用聚合物大容量可充电电池，支持省电工作模式

防篡改图像的水印技术。保证满足法律取证程序

全球首款1080P混合高清智能DVR

支持20路分割显示，最大分辨率支持到1080P格式，支持VGA. HDMI。CVBSITV ) 同时显示

同时支持16路模拟信号D1实时录像和8路百万像素网络摄像机录像

支持108017720P网络视频数据预览和回放功能

双千兆网口，支持所有通道视频同时网络双码流传输

USB, ESATA, 网络备份同比录像30倍 (D1) 速度

具备智能化视频分析功能，支持手机直连3G监控

刀片式集中编码器

单机最大支持48路视频输入，实现48路D1全实时编码，最实时状态下网络延时200 ms左右

网络性能优越，最大支持4路D1本地存储、4路D1的FTP存储。以满足各种系统方案

单板均支持热插拔功能，可在不影响系统运行情况下实现平滑升级

1+ 1冗余电源，单个电源300W的功率，支持热插拔，保证系统的长时间稳定运行

EF系列小型网络视频服务器

H.264编码，最高支持D1分辨率

支持JPEG抓图，支持热插拔SD卡存储

支持主流的音频编码格式，支持高清语音对讲

视频接口1/214路标准BNC输入，1路标准BNC输出 (自带简单OSD菜单，可配置IP及编码等简单配置)

支持移动通信数据传输模块，如WCDMA/TD/CDMA2000及WIFI等

支持POE及DC12 V供电

无缝融合大屏幕显示系统

采用业内领先的计算机视觉反馈技术:曲面校正、融合算法通过计算机视觉反馈技术自动完成，避免传统手工校对时。像素缺失、曲线拟合不准的问题，同时提高了项目施工、维护的速度

支持模拟视频信号、网络视频信号、模按VIDEO信号、RGB信号、HDMI信号采集

云台控制功能

定时轮循功能

支持网络数字矩阵功能，可直接从网络调用网络视频信号，并按照任意比例显示在大屏幕的任意位置，从而节省解码设备和视频矩阵。简化布线。提高系统抗干扰能力

SVR网络存储录像机

网络监控数据管理、存储、转发一体化解决方案

为视频监控数据提供容错保护机制，支持RAID技术

系统使用标准RTP/RTCP, RTSP, HTTP协议支

持MPEG-4，H.264， G.711, G.726，AMR等编码标准

支持硬盘热插拔功能。更换硬盘时业务不问断

高品质冗余风扇，高稳定冗余电源，加上大华专利的机箱设计，确保能满足各种环境下7 x24 h不问断存储的需求3U16盘位产品，专业SATA硬盘支持

嵌入式解码器

H.264编码，最高支持D1分辨率

支持JPEG抓图，支持热播拔SD卡存储

支持主流音频编码格式，支持高清语音对讲

p视频接口1/2/4路标准BNC输入，1路标准BNC输出 (自带简单OSD菜单，可配置IP及编码等简单配置)

支持移动通信数据传输模块，如WCDMA/TD/CDMA2000及WIFI等

支持POE及DC12 V供电

DLP大屏幕拼接显示系统

整屏亮度智能调整，拼接成一个高分辨率、单一逻辑显示屏，控制屏数可达256块

支持多种信号; RGB信号。视频信号、网络信号，高清信号等

在大屏幕上，信号可以任意开窗、跨屏、漫游、缩放、叠加、全屏显示

独特双灯热耦合专利技术。单灯、双灯、交替3种工作模式随意切换，避免画面瞬时消失，不遗漏任何细节

铁路综合视频监控系统第2篇

随着技术的不断发展，基于宽带技术的网络图像应用在网络视频监控中逐步得到推广使用，使得电子监控已不仅仅局限于安全防范，而是已成为一种对各行各业都较为行之有效的监督手段和管理资源。其应用领域和应用的灵活性也已经远远超出传统的安防监控所定义的范畴。互联网应用的蓬勃兴起，图像压缩编码与流媒体技术的逐步演进，系统处理能力的大幅度提升，都使得数字信息技术作为一项领先的技术手段，在促进网络图像应用，降低产品成本，提高灵活性、可扩充性等方面提供了强大的技术驱动力。受益于这些技术突破，网络图像业务的应用面得以大大扩展，正逐渐进入许多对网络图像业务有着极大需求的新兴

行业市场。网络视频监控业务是一种基于宽带网络为用户提供图像和各种报警信号远程采集、传输、储存、处理的一种全新业务。这是一个由前端、中间端、后端三部分组成的网络视频监控系统。前端由镜头、摄像机、云台、报警开关、视频编解码设备、主机控制设备和监控软件组成；中间端是中心服务平台，中心服务平台具有业务平台的管理功能，并对传送过来的图像进行分发、存储、行为分析、管理，对报警进行联动处理；在后端用户可在网络的任何一个接入点,无论是监控现场,监控中心,或者是远端,只要通过客户端软件,即可控制摄像机的角度、拉近拉远镜头、控制远端设备，并可接收报警信息。1 铁路行业对视频监控的需求

(1)车/机务站段调度检护系统对视频监控的需求

监控重要平交道口的人流及车流情况，保证车辆安全通行；

监控行车室、接车亭等行车重要岗位的接发列车作业，监控调车作业；

监控站台、道岔咽喉区等影响列车运行安全的重要场所，检查咽喉区穿越正线的车辆的动态防溜等情况；

监控机车乘务室、机车动力室及牵引供电接触网的状况。（2）客运站旅客服务对视频监控的需求

满足对候车室、站前广场、售票厅、站台等场所人流、客流集中区域的监控；

监控售票窗口，财务室，行包房，行包通道等涉及现金和物资的特殊场合；

监控防护车站周界和特定场合，实现与入侵报警系统的联动；

监控对进站口危险品的检查作业，在安检通道进行专门的录像和监控。（3）货场与编组站对视频监控的需求

编组站到达场和出发场的列车运行及货车装载状况情况，监控货场内装卸作业、外来人员及车辆出入等情况；

监控编组场和货场的货物防盗状况。（4）铁路区间防灾安全对视频监控的需求

监控路段、护栏、滑坡区段、弯道的状况；

监控全线每座公跨铁立交桥、特大桥梁、大型隧道内部、隧道口等的状况

对出现的紧急状况如泥石流、洪水、雨雪灾害和交通意外等启动报警预案，领导可及时做出反应并对现场进行指挥。

基于视频的应急救援指挥系统满足对事故现场或突发事件处理时现场图像实时传输的需要。

（5）铁路牵引电站、通号机房对视频监控的需求

通信信号机房监控：对各车站通信/信号机房、信号中继站、GSM-R基站等无人职守机房进行视频监控，进行同环境监控的视频联动。

牵引供电系统监控：对铁路沿线各开闭所、牵引变电所、分区所、AT所等引供电系统无人职守场所进行视频远程监控，进行同环境监控的视频联动。

电力供电系统监控：配电所无人职守设备工作状态及场所的远程视频监控，进行同环境监控的视频联动。2 系统基本原则 2.1 设计原则

1)统一框架体系结构；

2)多层多级设计，每层功能又相对独立； 3)采用分布设计和统一管理相结合；

4)支持组件式服务接口，支持参数化配置；面向接口编程模式； 5)支持与外部系统信息交互； 6)支持不同厂商设备； 2.2 建设原则 1)统一性

统一建设、统一管理，以确保整个系统的各种软件、硬件均符合相关的国际、国内及铁路相关标准，保证业务、功能、界面、内容的高度统一化和标准化，从而达到服务的规范化和管理的高效性。2)先进性、成熟性

采用国际最新的科技成果，从而保证整个系统在技术上处于领先地位，系统在建成后一段时间内不会因技术落后而大规模调整，并能够通过升级保持系统的先进性，延长其生命周期，同时又要保证先进的技术是稳定的、成熟的。要求系统具备监控领域新技术的应用：如行为分析技术，自动降帧动态调节等。3）实用性

充分考虑铁路的特色需求，实现对铁路客站、应急现场、铁路线路、生产作业管理、设备集中维护和重点区域的视频监视，满足公安、工务、客运、电务、货运、机务、车辆、运输调度工作及安全监视的需要，同时满足日常预警和应急指挥的需要，建成具有中国铁路特色的网络视频监控平台。4）开放性和灵活性

网络视频监控各地区平台要求节点功能灵活转换，满足平滑扩容的要求。网络视频监控系统与其他系统之间的通信接口，应符合开放系统互联标准和协议，以方便各级中心系统间的互联。5）可扩展性

网络视频监控系统软件的设计应采用分层的模块化结构，以达到设置修改灵活，扩充方便，适应业务的发展变化。软、硬件平台应具有良好的可扩展能力，能够方便地进行系统升级和更新，以适应各种不同业务的不断发展。6）互联互通性

支持不同视频系统之间互联与视频共享，支持多级结构。7）安全性与可靠性

网络视频监控系统的应用软件系统要能够连续长时间不间断工作。采用高可靠性的产品和技术，充分考虑整个系统运行的安全策略和机制。系统要具有较强的容错能力和良好的恢复能力，主要设备采用双机或镜像备份工作方式，保证系统稳定运行。3 系统结构 3.1系统物理架构

系统的总体框架如图 3.1 所示。主要包括视频前端、客户端以及视频中心服务平台，各部分均接入 IP 承载网。

图 3.1 视频监控系统物理结构图

3.1.1 视频前端

视频前端设备主要包括摄像机和编码器（也可为IP摄像机），负责完成音视频信息采集、编码、发送；告警信息的采集、发送等功能，并可接受来自服务层的控制指令（音视频参数设置、编码器状态设置、TTL信息输出、PTZ指令等）。3.1.2 视频客户端

视频客户端包括视频客户端软件、配置客户端软件、解码器及大屏（数字或模拟）。视频客户端软件负责为客户呈现系统所提供的服务，包括实时音视频解码播放（软解码/硬解码）、轮巡、分组调看、历史录像的解码播放和播放控制、告警信息实时提示和告警录像查看、视频上大屏等功能。

配置客户端软件负责进行设备（编码器、摄像机、解码器、服务器等）管理，包括设备添加、删除、修改等，用户管理、权限配置管理等功能。3.1.3 中心服务平台

中心服务平台由视频管理服务(VMS)、PTZ控制服务(PTZS)、视频存储服务(VSS)、流媒体分发服务(SDS)、告警管理服务(AMS)、接口服务(SIS)等几部分组成。视频管理服务，负责平台的视频管理。包括编码器、客户端、其他服务器的状态管理、信令转发（PTZ和告警除外）、数据更新、视频请求管理等；VMS的数据更新功能使得整体平台具有在线更新升级能力；管理服务器支持分布式应用。PTZ控制服务，负责将客户端PTZ指令转发到对应的前端编码器，达到控制云台运动的目的。PTZS同时负责对指令进行优先级别判断、锁定、解锁等功能。视频分发服务，负责音视频请求、接收、分发。并可实现多级级联；可实现分布式部署。

视频存储服务，负责视频存储、快速检索回放。系统支持计划存储、告警存储等多种灵活存储方式。

告警服务，负责告警信息（视频分析告警、触发信息告警、其他系统告警等）获取、存储和转发。

接口服务，接口服务负责和外部系统的交互，包括外部信息的接入和信息输出两部分。

3.2 系统分层结构

综合视频监控系统总体上分成3级。系统分层图如下图所示：

图 3.2 综合视频系统分层结构图

核心节点主要包括：VMS、PTZS、DB SERVER、VSS、AMS、SDS、SIS等，以及为主管领导和相关业务部门配备的监视终端(CU)。核心节点负责全部视频的综合调度，通过铁路视频专网接入下面各区域节点的视频业务。不同区域节点需要业务互通时，也需要将请求提交核心节点，由核心节点负责进行权限判断和连通。核心节点进行重要视频数据的存储和备份。

区域节点负责本级所有视频业务的调度和管理，通过视频专网接入下面各站/段视频业务。区域节点对站段视频数据进行集中存储和备份。区域节点为整个铁路视频监控系统的核心平台，主要由VMS、PTZS、VSS、AMS、SDS、SIS 以及其他相关的配套设备组成。

接入节点负责本站/段视频业务接入，并将现场视频信息上传给相应区域节点。站/段负责本地视频存储。

现场前端子系统，主要实现音视频信息、报警信息的采集、网络传输以及辅助设备（如云台、矩阵等）的控制。它包括音频采集设备、视频采集设备、报警输入输出设备、云台设备、云台解码器设备及网络视频编码设备等。4 关键技术

4.1 统一的编码器接入接口在实际的工程应用中，要求监控系统支持不同的编码器设备，而各编码器设备的外部开发接口千差万别，对监控系统的规范性、稳定性提出了严峻的挑战，铁路综合视频监控平台通过统一的编码器接入接口，实现了平台功能与不同设备接口的有效隔离，保证了平台主要功能的设备无关性，接入新的编码器设备，只需要开发符合统一接入接口规范的设备接口代理组件，就可以在基本不更改平台软件的情况下完成新设备的接入。其逻辑示意图如下：

图 4.1 编码器接入接口逻辑示意图

4.2流媒体数据块存储技术

视频图像的存储是海量存储，铁路综合视频监控平台采用了流媒体数据块存储技术以保证存储系统的长期稳定高效运行。

流媒体数据块存储技术将磁盘空间划分为固定大小的数据块空间，在存储视频图像时将流媒体数据写入预先分配的数据块空间，并根据存储覆盖策略进行数据块空间的回收再分配，从根本上避免了视频存储空间的磁盘碎片的产生，提高了存储性能，降低了磁盘损耗。4.3 自适应网络分发技术

综合视频监控平台采用了RTP/RTCP协议进行视频数据发送，通过统计丢包率，对分发帧率进行自动调整以适应网络状况。

丢包率是通过计算接收包数量和发送包数量的比率得到的，丢包率获得的整个流程是：发送方每间隔一定时间读取每个发送通道的发包数量和数据长度，组成一个此通道的RTCP报文发送给接收方，同时将发送数据包计数清零；接收方收到RTCP包后，读取接收通道接收到的包数量，并计算出丢包率，通过一个RTCP接收汇报包发送给发送方，同时对接收数据包计数清零。5 引用标准

运基通信-【2008】-630号铁路综合视频监视系统技术规范（试行）ITU-T G.711 音频信号的脉冲编码调制（PCM）ITU-T G.723.1 低速音频编码协议

ITU-T G.729 采用共轭结构代数码激励线性预测的8Kbit/s 语音编码

ITU-T H.264-2005 H系列：音视频和多媒体系统，音视频服务基础－活动视频编码：通用音视频服务的先进视频编码

ISO/IEC 14496-2:2004 信息技术－视听对象编码－第2部分：视频

ISO/IEC 14496-2:2004/Amd.2:2005 信息技术－视听对象编码－第2部分：视频/ 修订稿2：简单档次的新级别

GA/T 367-2001 视频安防监控系统技术要求

GB/T 20271-2006 信息安全技术信息系统通用安全技术要求

GB 4943-2001 信息技术设备安全

铁路综合视频监控系统第3篇

永煤集团铁路运输处担负着集团公司的煤炭及地方货物的铁路运输任务。矿区铁路线路总延长里程为120公里，其中干线80公里，车站九个， 1个编组集配站、1个交接站、1个客运站、4个装车站、1个中间会让站、1个卸车站，有人看守道口17座，铁路设计运输能力为年外运800万吨，每年完成运量在1000万吨左右，大大超出了设计能力。

随着煤炭运量的增加，给安全质量管理、生产技术管理带来了一系列的难题，为了解决这些问题，负责生产技术指挥工作的各级领导及相关调度指挥人员只有一遍遍、不厌其烦地到生产一线调查、研究、解决问题。另外，生产任务的增多，各岗位的互相协作与配合显得尤其重要，如因某一岗位或环节未及时开展生产作业，则既耽误生产，又增加了时间成本，降低了生产效率；当同时多处出现需解决的问题时，生产指挥人员有捉襟见肘之难、分身乏术之困。

2.对策：合理布点，设计、安装视频监控系统

为更好地掌握生产现场的第一手资料，及时、科学、细致地解决生产难题，打造数字化矿山，实现企业超常规、跨越式发展，公司聘请了信息中心，对铁路运输及装车系统开展了视频监控的设计安装工程。

2.1合理布置监控点

为充分发挥视频监控系统的作用，铁运处专业技术人员多方收集资料，深入运输装车、有人看守道口等一线了解实情，结合视频探头的技术参数，本着科学、经济、适用的原则，科学合理地布置视频监控的采集点。

本次工程主要对在宿县道口等17座有人看守道口、城郊站等4个装车站以及编组集配站等关键区域安装视频监控系统，以便对重要区域进行监控。共计46个摄像头，其中行车室内半球摄像头4个，室外摄像头为亚安云台一体机42个。另外组建分控中心和处调度中心可分别可对远端图像进行浏览与存储，同时可控制各远程区域摄象机的运动方向。因投资资金的限制将分1、2、3期分步实施，最终达到铁路沿线道口、车站全覆盖无盲点监控系统。

监控系统构建一个管理中心、多个权限分控中心和监控点。设于调度室的管理中心包括管理平台、储存平台、系统维护设备等。管理平台是业务系统的核心，主要完成业务管理、用户管理、设备管理和系统管理等功能；存储平台是系统图像数据存储管理中心，主要完成图像中心存储的管理和检测功能；设于站段的分控中心受权限限制可以浏览、操作所管理的摄像机，并可调看前端设备中存储的图像，可有选择地在本机硬盘中记录；设于站场、道口监控点部分负责现场图像的采集、报警信号和各种监控外围设备的控制。

2.2视频监控系统设计原则

以构架合理、高水准、高质量，低成本、低维护为出发点，在设计上充分体现当前数字化趋势，同时考虑到今后使用、维护、保养的方便性。本系统可实现以下目标：

先进性：采用目前国内监控领域较为先进的光纤传输和数字硬盘录像技术，以其集成画面多，录像、报警、智能控制、传输距离远，图像清晰实时，其性能可靠；高清晰、高画质，成为技术先驱。

可靠性：系统可采用双系统备份方式进行工作，使系统可靠性大大增强。

可扩充性：系统采用数字化矩阵及录像技术，具备网络叠加功能，可实现级联扩容。传输采用24和6芯单模光缆，可实现每分支最大24路监控。

实用性：其计算机操作人机界面操作简便（通过鼠标完成），矩阵切换控制通过摇杆按键进行画面切换及云台镜头控制。一般人员通过简单培训即可完成操作，维护简便。

（3）系统构成及工作原理：本系统由前端监控点、传输介质、监控中心三部分组成。

前端监控由固定摄像机、云台一体化的摄像机组成；前端视频采集设备安装在监视现场，它包括一体化摄像机、解码器、电源箱及光纤转换器等。前端摄像机将现场图像经过光纤转换器转换变为光信号，经过光缆传送到监控中心。

图像传输介质采用基于IP网络的视频服务器，线缆传输部分由双屏蔽视频电缆、光纤收发器和光缆组成，一根光缆可以同时传输1-120路图像及控制信号。

监控中心控制部分是视频监控系统的“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心，起到对前端摄像机的图像信号进行切换输出及云台镜头的控制，由多路光接收机、多路视频矩阵、视频分配器、矩阵键盘等设备组成。在监控中心机房，有人看守道口、编组站、装车站场等监控点的所有信号通过主干光缆引到监控中心机房，通过多路光接收机分别将光图像信号解调为视频电信号，经视频分配器分配为两路或三路摄像机的原始信号，传输至本地电视墙、硬盘录像机和远端电视墙进行显示，以便能够实时、直接地了解和掌握各区第一情况，并及时对发生的情况做出反应。

其云台、镜头的控制操作采用硬盘录像机或视频矩阵键盘经转换输出的485信号器进行双向传输的方式，这种方式抗干扰能力强，数据传输率高，控制稳定可靠。主控可对所有监控网络中的监控点（客户端）实现授权管理，其它用户可通过局域网对监控点进行监看、控制云台巡视、视频切换、报警处理、设备状态自检等工作。

视频监视、存储、控制设备由电视墙及视频矩阵和硬盘录像机共同构成。

3.系统功能

前端监控点具有以下功能：

监控点的视频监控设备要求24小时不间断运行。

监控点摄像机能够实现动态监控（水平180°或360°旋转，垂直180°旋转），图像放大、缩小。

监控点摄像机具备低照度彩色/黑白自动转换功能。

每路监控图像帧数在25帧/秒，传输延迟在500毫秒以内。

监控的摄像机具有RS232或485接口，监控中心可以控制监控点的摄像机的旋转和图像变焦。

筛选厂摄像机具备防尘处理功能。

能够通过网络远程管理前端的监控设备。

监控中心具有以下功能：

在监控中心通过视频矩阵来接受和控制前端的监控图像。

图像存储周期至少30天。

监控中心可放置多台监控管理服务器，用于监控的图像、报警、权限、用户、存储归档等管理。

控制台可自由的切换监控图像、调整画面的大小。

当某个监控点出现报警时，该点的监控画面可以自动出现在PC控制台16画面中，并可以根据要求自动放大的大屏幕。

控制台可对远端监控点的摄像机进行控制，如：变焦、云台转动等。

将前端监控图像存储到计算机硬盘中，建立目录索引和数据库，并提供数据库接口，实现网络终端图像检索、浏览。

能够通过IE浏览器浏览监控图像。视频服务器发送端可通过IP网络传输监控图像；同时在监控中心通过工作站的接收端软件收看远端的监控图像，可对远端任意摄像机进行控制，并将监控图像实时存储到计算机硬盘上。

4.系统拓扑图

5.多点监控和回放

相关部门可利用现有局域网的环境，通过采用硬盘录像网络分控的方式，将监控点的信号采用全数字的网络传输方式传送到领导办公室里，只需要利用一台普通PC机及硬盘录像分控软件即可进行实时监控及录像。利用硬盘录像的网络分控的方式来实现，分控的数量没有限制，集团公司现有的局域网资源，完全可以保证传输带宽。

基于局域网的网络分控拓扑图如下：

本设计方案采用模拟和数字系统相结合的方式，用模拟系统来实现实时监看，用数字系统来实现存储和回放等。

采用以上视频监控系统，基本实现了对铁路运输、装车系统的重点环节、岗位及场所的实时监控，达到了实时了解现场状态，随时处理问题，提高了运输、装车的效率，保障了安全生产。 [科]

赛为铁路综合视频监控系统解决方案第4篇

1 系统组成

深圳市赛为智能股份公司 (简称赛为) 铁路综合视频监控系统由视频节点 (含视频核心节点、视频区域节点和视频接入节点) 设备、视频采集点前端设备、视频网络、视频代理服务器和用户终端构成。

2 系统功能

具有视频图像的采集、处理、实时监视、存储、回放、云镜控制、视频分发/转发功能、视频内容分析、告警、联动、系统互联、系统管理、用户管理等功能。

3 系统特点

先进的NGN架构:视频管理服务不参与数据流的转发, 只负责信令的交互, 即使服务器出现故障, 系统的数据存储不会中断。

创新的双流分离设计:视频编码器产品采用实时流和存储流分别输出的双流设计, 其中实时流支持单、组播, 存储流支持iSCS标准的单播流, 编码器到IP SAN盘阵间实现端到端连接。

高清晰的图像质量:采用最新的专业图像技术, 可提供FULL D1高清晰图像分辨率, 支持MPEG-2, MPEG-4, H.264编码格式。

专业可靠的海量存储:数据存储设备具备专业级的高可靠性, RAID5技术确保重要数据不丢失。

智能便利的管理维护:将IP网管及业务控制平台的技术应用至IP监控系统, 实现编解码、存储、网络传输和业务软件 (服务器) 四大平台的统一管理。

西安铁路局视频监控办法第5篇

延车技„2010‟36号

关于印发《延安车务段行车安全视频监控系统用管修办法》的通知

段管内各站：

现将《延安车务段行车安全视频监控系统用管修办法》予以印发，请认真贯彻落实。

附件：延安车务段行车安全视频监控系统用管修办法

二○一○年十一月二十一日

附件：

延安车务段行车安全视频监控系统用管修办法

第一章总则

第一条行车安全视频监控系统是对现场作业安全实施有效控制的信息系统设备。为了充分发挥该设备在车务段安全生产管理中的重要作用，明确系统管理责任，规范系统操作使用和维修，确保设备运行质量，特制订本办法。

第二章管理组织机构及职责分工

第一节组织机构

第二条根据路局要求及车务段实际情况，系统管理组织机构分为二级管理。

1.第一级为车务段。在车务段技术科设行车安全视频系统主管工程师，负责车务段行车安全视频监控系统设备管理及具体维护工作。

2.第二级为车站。

⑴车站将系统日常维护纳入车站行车设备维护范围，由站长（或指定专人）负责车站行车安全视频监控系统设备维护管理工作。

⑵车站信息维护人员负责对本管段内各站行车安全视频监控系统设备管理及具体维护工作。

⑶电力部门负责本部门管辖范围内车站行车安全视频监控系统的电力通道维护工作。电力部门将行车安全视频监控系统电源设备纳入重点维护工作范围。

第二节各级机构的职责分工

第三条车务段工作职责

1.牢固树立行车安全视频监控设备就是行车设备的意识，不断健全完善车务段及车站行车安全视频监控管理组织机构和规章制度，明确管内行车安全视频监控系统维护管理部门的职责分工，在技术上强化行车安全视频监控二级管理和维护力量，努力提高行车安全视频监控系统维护管理水平，确保管内行车安全视频监控系统的安全稳定运行。

2.负责维修处理管内行车安全视频监控系统中车站设备、监控室设备的故障，并及时恢复系统功能。需要电力、通信等相关单位处理时，要做到及时通知。

3.对行车安全视频监控设备故障按照“信息设备故障管理办法”及程序进行分析定责并上报上级维护人员。

4.负责配合路局对管内行车安全视频监控系统进行大修施工和配合，参加行车安全视频监控系统施工验收和竣工开通。

5.负责管内行车安全视频监控系统软、硬件设备日常升级维护，对管内行车安全视频监控设备的检测、调试、系统定期复位等。

6.负责对车站、车站信息维护人员、电力部门的行车安全视频监控日常维护和管理工作进行检查指导，定期针对车务段管内单位存在问题进行通报考核。及时收集整理管内行车安全视频监控设备、系统存在的问题，及时上报上级维护人员。

7.定期组织管内行车安全视频监控系统相关管理维护人员进行业务培训，积极参加上级组织的行车安全视频监控系统业务培训，不断提高行车安全视频监控系统管理维护水平。

8.负责管内行车安全视频监控系统有关备品、备件的管理、更换。负责故障设备及器件的保管、检测、更换、修复及返厂修工作。

9.负责向上级维护人员按时提报系统设备大修、更改建议计划。

10.建立健全管内行车安全视频监控系统软、硬件设备台帐，妥善保管竣工图纸、技术数据等基础技术资料。

11.制定日常工作计划，并督促各级维护人员认真落实。12.接受上级维护人员业务指导。第四条车站工作职责 1.车站工作职责：

⑴负责落实路局、车务段有关行车安全视频监控系统管理办法，实施精细化管理，努力提高设备质量，确保车站行车安全视频监控系统正常运行。

⑵负责协调处理车站行车安全视频监控系统设备故障，对故障设备和器材及时组织更换，并将被撤换的设备及时回送车务段技术科。

⑶负责组织、参加及配合路局、车务段对车站行车安全视频监控系统设备进行的测试、调试、检查等工作。

⑷及时收集和上报车站行车安全视频监控系统设备运用中存在的问题。

⑸组织对车站行车安全视频监控系统设备进行月度安全联合检查工作。

⑹负责做好车站行车安全视频监控系统的管理工作，主动协调设备安装调试工作。

⑺参加路局、车务段组织的有关行车安全视频监控系统培训和考试。

⑻负责车站行车安全视频监控系统设备的日常保养保洁工作，定期组织对行车安全视频监控系统摄像头护罩进行除尘。

2.车站信息维护人员工作职责

⑴负责维修处理管段内安全视频监控系统中车站设备的故障。责任设备包括系统网络设备、车站监控终端设备、UPS设备及相关的线路的维护。

⑵做好月度巡视检查。结合不定期的设备维护工作，及时发现车站日常使用中存在的问题，收集整理管段内行车安全视频监控设备、系统存在的问题并上报车务段维护人员。

⑶负责配合上级对管段内行车安全视频监控系统进行大修施工和配合，参加行车安全视频监控系统施工验收和竣工开通。

⑷负责管段内行车安全视频监控系统软、硬件设备日常升级维护，对管内行车安全视频监控设备的检测、调试、系统定期复位等。

⑸负责向上级维护人员按时提报系统设备大修、更改建议计划。

⑹建立健全管段内行车安全视频监控系统软、硬件设备台帐，及备品备件使用管理台帐。

⑺结合管段内设备运用实际，认真落实上级日常工作计划。⑻接受上级维护人员业务指导。3.电力部门工作职责：

⑴负责行车安全视频监控系统电源的日常维护，包括日常巡视检查、电源系统测试等工作。

⑵负责受理并处理系统电力设备的告警和故障，配合管段维护人员对UPS电源进行的故障排查工作。

⑶在上级维护人员或管段维护人员指挥下，进行行车安全视频监控系统电源故障处理。

⑷负责按程序办理管内行车安全视频监控系统电力日常维护、工程施工、故障处理等工作中的联系报告工作。

⑸及时对行车安全视频监控系统设备电力故障和隐患进行处理，并按照“三不放过”原则认真分析，汲取教训。

第三章行车安全视频监控系统管理办法

第一节硬件设备管理

第五条行车安全视频监控系统设备必须专机专用，未经上级部门许可严禁用于其他工作。

第六条严禁随意挪动、拆卸系统设备。因工作需要必须更换时，由车站提交书面申请，经车务段技术科报上级维护人员同意后方可组织实施。

第七条严禁擅自安装非生产用硬件及在设备上使用光盘、软盘、闪盘及非原装硬盘等一切外部存储设备。

第八条操作人员必须正确开关微机，严格按操作流程作业，使用设备时应轻拿轻放，不得用力拽拉。因操作人员错误使用导致设备硬件损坏的，按路局相关规定进行赔偿。

第九条行车安全视频监控系统终端设备的保洁制度 1.车站负责终端设备的卫生清洁工作，做好巡视检查的台帐登记。

2.清洁系统主机、UPS电源及网络设备时，原则上应在“天窗”点内关闭设备电源后作业。

3.系统终端操作台、网络设备、机柜等必须保持干净、整洁。每月清洁室内外摄像头护罩不少于一次，清洁除尘过程中应严格执行人身安全作业标准，确保人身安全。

4.操作台、网络机柜、摄像头护罩用湿棉布擦拭；显示器、音箱、路由器、交换机、UPS电源等设备的表面用软棉布除尘。清洗时应避免将液体渗入设备内部。

5.车站每月在对本站摄像头防护罩进行清理后，应报知车务段指挥中心，由车务段指挥中心对清理后的使用效果进行检查。

第十条操作台及网络机柜附近严禁摆放易燃、易爆、腐蚀品、液体盛器及强磁性物体。维修用清洁剂等溶剂量不得超过100克。

第十一条监控设备必须处于24小时不间断监控状态，严禁私自关闭监控设备、网络设备等；监控检查完毕后应对摄像头视角予以恢复。

第十二条系统摄像头监控视角的规定

1.行车室（信号楼）摄像机监控值班员、助理值班员、信号员、控制台及TDCS设备。

2.助理值班员室摄像机监控助理值班员、外勤车号员、货运检查员，兼顾占线板。

3.站台摄像机监控立岗亭，兼顾站台、站场情况。第十三条系统电源管理

1.系统供电设备不得用于其他设备供电，严禁利用系统电源为手机、手电、对讲机等物品充电。

2.计划停电时，电力部门应提前60分钟通知车站站长（值班干部），车站于停电前30分钟关闭监控主机（含显示器），并报车务段指挥中心、技术科备查。当停电时间超过8小时后，车站站长（值班干部）必须及时通知管段计算机维护人员或车务段技术科，在得到维护人员允许后关闭网络设备及UPS电源。

3.计划外停电时，车站站长（值班干部）必须询问电力部门停电时段，做好相关记录，并比照上款处理。

第二节软件管理

第十四条车站站长对车站行车安全视频监控系统负完全管理责任并负责故障申报工作。

第十五条操作人员必须严格按操作权限进行作业，严禁在运输生产计算机系统上运行与生产无关的软件和操作。

第十六条系统各类密码由上级维护人员统一确定，各站操作人员不得随意更改。

第十七条 IP地址由上级维护人员统一管理，操作人员严禁修改计算机系统设置（包括计算机名、IP地址、系统口令、日期等）

第四章巡视检查制度

第一节行车安全视频监控系统巡视周期及项目第十八条车务段行车安全视频监控系统巡视周期及项目 1.车务段监控室主机由车务段技术科技术人员负责巡查。2.车务段指挥中心值班人员每日对车务段监控室设备巡视1次，包括监控主机、显示器、大屏幕监视器，并记录运行情况。

3.车务段技术科每周对监控室系统运行情况检查1次，视系统运行状态进行系统复位操作。

4.车务段技术科每周对操作系统升级更新检查1次，并对管内各站终端微机进行升级维护。

5.车务段技术科每月对监控室主机和大屏幕监视器工作状态、接插件连接状态检查1次。

6.车务段技术科组织每月对各车站终端设备进行一次巡检，包括终端设备（含主机、网络机柜、摄像头护罩）的卫生情况、UPS电源输入输出电压情况、系统运行状态等。每季度组织对各车站行车安全视频监控系统进行一次全面检查，包括终端设备（含主机、网络机柜、摄像头护罩）的日常维护、各接线的连接情况、UPS电源充放电试验等。

第十九条车站信息维护人员安全视频监控系统巡视周期及项目

1.每周配合车务段维护人员检查指导管段内各站终端微机操作系统的升级更新。

2.每月应对管段内设备进行1次巡视检查。

3.每季度配合车务段维护人员对各站设备的巡视检查。第二十条车站行车安全视频监控系统巡视周期及项目 1.车站巡视：

⑴车站站长（值班干部）负责每日定时检查监控主机和本地局域网络及摄像机等设备的日常运行状态；负责向职工宣讲设备的重要性，任何人不得随意碰触监控设备所有接头部分（配合技术科进行故障检测除外）。

⑵每日对车站摄像机、监控主机、机柜（含路由器、交换机）、UPS电源等巡视1次。

⑶每周配合车务段技术科对操作系统进行升级更新处理。如遇系统重启提示时，站长（值班干部）应在车务段微机维护员或管段维护人员的指导下进行操作。

2.电力部门巡视：

⑴恢复行车安全视频监控系统供电时，对UPS输入电压进行检测。

⑵每月对UPS电源输入输出电压测试不少于1次。⑶每季度配合车务段技术科对UPS电源进行充放电试验。

第二节巡查工作的具体要求及标准

第二十一条终端系统巡查工作的具体要求及标准 1.监控主机设备使用环境良好，无灰尘、烟雾、潮气等危及设备使用安全的情况

2.终端显示器（含大屏幕）、音箱、主机无异声、异味、异状态。显示器图像清晰，音箱无干扰音，主机无告警信息，鼠标、键盘动作灵敏。

3.网络设备各灯显正常，无告警声响。路由器、交换机电源指示灯常亮，对应网线接入口指示灯闪烁或常亮，协议转换器绿灯

常亮且无红色告警灯显示。

4.摄像机旋转灵活，无障碍物，防护罩无积尘。

5.监控软件运行正常，画面流畅，防病毒、远程控制软件运行正常并无告警信息。

第二十二条供电设备巡查工作的具体要求及标准 1.UPS电源无异声，散热风扇运行正常，无高温部位。2.UPS电源输入输出电压应满足以下要求：

电源电压：220V±5％；电源频率：50HZ±0.5％；波形失真率应小于5％。

第二十三条设备内部接线及结合部连接线巡查工作的具体要求及标准

1.设备内部接线无松动，接头无脱焊，接插件及连接端子稳固，各种接线无发热现象。

2.结合部连接插口嵌入稳固，无松动，电源接口无异状，无发热现象。

第五章行车安全视频监控系统故障报告及处理第二十四条车务段管内行车安全视频监控系统发生故障时，车站应及时通知管段信息维护人员协助进行故障排查，并报告车务段技术科微机维护员处备案。电话：0541-67933。

第二十五条车站信息维护人员接到故障报告后，应立即远程登陆故障主机，如网络中断时应判断网络故障类型时要及时上报上级维护人员。硬件发生故障时，维护人员应及时赶赴现场检查故障原因，积极联系返修工作。

第二十六条车务段技术科接到故障报告后，应立即联系相关信息维护人员，并协助处理故障。

第二十七条车站监控终端系统发生故障时，首先检查电源状态，察看设备供电是否正常。其次检查车站监控主机运行是否正常，包括开机状态、监控软件及杀毒软件运行状态、摄像机采集及网络连接状态。最后检查网络设备指示灯状态是否正常。

第二十八条车站监控终端支持设备发生故障时，车站站长（值班干部）应积极联系电力、通信等相关部门进行检查维修。

第二十九条车务段监控设备发生故障时，由技术科微机维护员上报上级系统管理员，并在规定的时限内进行配合处理。

第六章考核标准

第三十条发生以下行为的，纳入安质效C类问题考核： 1.系统终端操作台、摄像头卫生较差，影响监控效果的；

2.视频监控系统故障处理不及时的； 3.监控后摄像头未按规定视角复位的； 4.其它危及设备安全的违章行为。

第三十一条发生以下行为的，纳入安质效B类问题考核： 1.视频监控系统故障处理不力的；

2.未按要求落实定期巡视检查或巡视检查流于形式的； 3.配属设备管理不到位，造成设备丢失或监控故障的； 4.蓄意挪动摄像头，使之离开规定视角的；

5.遇设备改迁、施工等情况，未积极协调联系，造成设备无法实施有效监控的；

6.人为破坏视频系统设备的；

7.其它严重影响设备安全的违章行为。

第七章附则

第三十二条本办法自下发之日起实行，车务段技术科负责解释。

铁路综合视频监控系统第6篇

1 工程基本情况及特点

1.1 京津高速铁路综合视频监控系统

京津高速铁路综合视频监控系统是国内第一个在列车运行时速超过300 km高速铁路建设的视频系统。视频采集点分布在沿线通信信号机房内外、箱变机房室外、牵引变电所、自动变电所、开闭所、电力分配所室内、车站咽喉区、公跨铁立交桥、铁路线路、高架桥路段的维修梯、路基地段、站前广场、进出站口、安检处、检票口、售票厅、进款室、候车室、电梯、站台、地道出入口、停车场等, 采用固定焦距和可变焦距摄像机实现视频信息采集, 应用红外灯辅助光源实现重点部位的夜视功能, 对车站咽喉区、公跨铁桥梁、维修梯和路基地段等进行视频内容分析。系统采用2级网络架构, 图像编解码格式为MPEG-4标准, 视频存储采用SAN存储架构, 支持视频流存储。

铁路视频监控系统可为不同业务部门用户提供共享的视频信息, 并可对不同用户提供不同的权限, 具体在每个工程则稍有区别。京津高速铁路视频监控系统为调度、客运、电务、公安、铁通、牵引供电、电力等业务部门配置视频监视终端, 提供各自所需的视频信息。

1.2 合宁高速铁路综合视频监控系统

合宁高速铁路综合视频监控系统是在列车运行时速为200 km的铁路上建设的视频系统。视频采集点分布在公跨铁桥梁、车站咽喉区, 区间所、自动变电所、开闭所及牵引变电所等机房室内外, GSM-R通信基站及信号中继站机房室内、运转室室内等, 全部采用可变焦距摄像机实现视频信息采集, 应用红外灯辅助光源实现重点部位的夜视功能。对车站咽喉区、公跨铁立交桥进行视频内容分析。系统采用2级网络架构, 图像编解码格式为H.264标准, 视频存储采用NAS存储架构, 支持文件存储。

合宁客专视频监控系统为调度、车务、通信、信号、牵引供电、电力、公安等业务部门配置视频监视终端, 提供各自所需的视频信息。

1.3 广铁集团综合视频监控系统

广铁集团综合视频监控系统是第一个在既有普通线路并涵盖视频区域节点建设的视频监控工程。视频采集点分布在信号机械室、运转室、外勤值班点和车站两端咽喉、广州 (不含) —深圳区间线路等, 全部采用可变焦距摄像机实现视频信息采集, 应用激光摄像机实现重点部位的夜视功能。对车站咽喉区、公跨铁立交桥进行视频内容分析。系统采用4级网络架构, 图像编解码格式为H.264, 视频存储采用NAS存储架构, 支持文件存储。

广铁集团综合视频监控系统为调度、车务、电务、公安等业务部门配置视频监视终端, 提供各自所需的视频信息。

1.4 青藏铁路线路视频监控系统

青藏铁路线路视频监控系统是国内第一个在长大线路上建设的线路视频监控系统。视频采集点分布在格尔木—拉萨区间的线路、重点大桥和隧道两端、车站站台, 采用固定焦距和可变焦距摄像机实现视频信息采集, 应用红外辅助光源、激光摄像机和被动式红外热像仪实现重点部位的夜视功能。对重点大桥和隧道两端进行视频内容分析。系统采用4级网络架构, 图像编解码格式为MPEG-4标准, 视频存储采用了SAN存储架构, 支持视频流存储。

青藏铁路线路视频监控系统为调度、公安、工务、车务、机务、武警、护路联防等部门配置视频监视终端, 提供各自所需的视频信息。

2 工程评估分析与探讨

上述4个工程在多级的网络架构、共享的视频平台、多级多用户的使用模式、先进视频监控技术的采用等方面, 基本符合《铁路综合视频监控系统技术规范 (试行) 》的要求。在此, 通过分析探讨其经验和教训, 为铁路综合视频监控系统建设与应用提供借鉴。

2.1 前端设备

前端设备指安装在视频采集点的监控设备, 包括摄像机及云台、防护罩等附属设备、视频光端机、辅助光源等。

2.1.1 摄像机选用

摄像机的选用与具体应用是分不开的。应充分考虑监视场景大小、监视目标细节要求、安装调试难度、设备造价、维护成本等主要因素进行设备选型。选型原则为:

(1) 同种类型摄像机尽量采用同一品牌, 同一规格型号, 接口统一, 配件通用。

(2) 固定场景、行为分析场景的前端摄像机应选择固定焦距摄像机。

(3) 室外应减少球型摄像机的使用;雨刷的采用也要慎重, 应尽量减少雨刷和云台的使用;室内监视应根据监视目标和范围合理选择枪式或球形摄像机;光线变化较大的特殊场合应考虑逆光补偿、采用宽动态摄像机。

(4) 线路上夜视设备应选择无红曝灯, 环境恶劣条件下可选择热像仪, 货场、室内可根据情况选择。

2.1.2 设备安装

前端设备安装主要有以下几种方式:

(1) 利用GSM-R基站铁塔安装 (见图1) 。这种安装方式在GSM-R区段应优先选用, 适合大场景线路监视。青藏铁路线路监视和京津高速铁路线路巡视均采用该方式。目前, 利用GSM-R铁塔安装前端设备是一种较理想的设计方案。因此, 要求在铁塔设计时, 应综合考虑视频监控系统的安装需求。

(2) 利用接触网杆安装 (见图2) 。将摄像机安装在接触网杆大约4 m高度的位置上, 对线路进行连续监视。京津高速铁路路基地段和广深铁路全线监视均采用这种安装方式。该方案很好地利用了现有条件, 监视效果短期内可以得到保证。但高压电网的危险系数较大, 高速列车通过时产生的振动也会使图像质量劣化。同时, 全线投入正常运营后, 接触网杆上的前端设备维护、维修难度较大, 需由电力专业人员代理维护, 此方式应慎重选择。

(3) 利用咽喉区信号灯杆安装 (见图3) , 解决咽喉区的视频监视。

(4) 利用建筑物、墙壁安装 (见图4) 。

(5) 新立杆、塔安装 (见图5) 。在视频采集点无任何既有条件可利用的情况下, 需采用新立杆、塔等方案解决前端设备安装问题。

以上5种安装方式在列车振动 (特别是高速铁路区段) 和自然环境作用下, 设备及设备紧固件、插接件易松动和脱落, 造成图像抖动。建议尽快制定并颁布视频监控系统工程施工规范, 明确标准, 促进工程施工质量提高。

2.2 存储

在视频监控领域, 视频信息的作用主要体现在两个方面:实时视频监视和历史图像查询。实时视频可以帮助相关部门及时发现并解决问题, 但需要人员实时跟踪监视。对于多路数的视频系统, 靠人力实时跟踪是不现实的。除采用分析告警技术外, 视频存储是必不可少的。历史图像的应用更实际更广泛, 它可作为事件发生后分析的直观依据, 也可达到预测预警目的。因此, 在视频监控系统中, 存储尤其重要。

2.2.1 存储技术选择

在实际应用中, 历史图像的调用与存储技术关系密切, 调用视频信息的响应时间和视频流的完整性直接影响系统的可用性。目前主流的存储技术有:

(1) DAS (Direct Attached Storage, 直接连接存储) :一种传统的网络设备, 以服务器为中心的存储结构, 采用存储设备直接和服务器连接, 接口主要为SCSI。

(2) SAN (Storage Area Network, 存储区域网络) :一种以网络为中心的存储结构, 主要采用光纤通道, 将存储系统网络化, 接口为FC。如果SAN是基于TCP/IP的网络, 则可以实现IP SAN存储。

(3) NAS (Network Attached Storage, 网络连接存储) :采用网络技术, 以数据为中心的存储结构, 是一种完全脱离服务器, 通过与网络直接连接的磁盘阵列, 接口为TCP/IP。NAS是一种专业的网络文件存储和文件备份设备。

DAS和SAN技术主要是进行“块”存储, 而NAS技术主要是进行“文件”存储, 连续性差, 历史图像调用浏览时响应速度较慢。实际应用中发现, 采用NAS存储的视频系统, 历史图像检索速度较慢, 甚至会导致终端死机。DAS和SAN技术更适合视频信息的存储, NAS技术则比较适合文本信息的存储。

2.2.2 存储容量计算

视频监控系统中, 视频存储占用了大量资源 (包括网络资源和设备资源) , 占用投资比例也较大。在满足需要的前提下, 如何合理配置存储容量, 节约设备投资和降低维护成本是值得深入探讨的问题。

按照《铁路图像通信设计规范》要求, 根据视频信息重要程度设定不同的信息存储时间, 普通视频信息存储时间不低于3天, 重要视频信息存储时间不低于15天, 告警视频存储时间不低于30天等。工程中一般采用3天、7天、15天及30天等几个存储周期。

存储容量计算公式为:

Z= (X/8) ×Y×H×3 600/ (1 0242) (1) 式中:Z——存储容量, TB;

X——每路视频图像在不同帧率下的流量, Mb/s;

Y——存储天数, 天;

H——存储时间, h。

在工程应用中, 1路4CIF图像在25 f/s的视频流量按2 Mb/s计算, 而告警视频所需容量往往按所有视频路数的比例 (一般取15%) 进行计算。按30天存储空间配置的存储容量可满足60天的需要。另外, 一些没有夜视功能的摄像机夜晚拍摄的图像都是黑的, 根本没有价值, 这些无任何内容的图像也占用了大量的存储空间。因此, 在容量计算上, 不能对X, Y, H简单取成某些定值, 应在满足需求的前提下合理取值, 尤其是X和H取值应在实践中不断积累经验。

2.2.3 存储策略应用

存储容量配置与存储策略密不可分。通常采用的存储策略为条件触发存储、减帧存储、分类存储等。这些存储策略的实施必须依靠先进的技术和设备提供保证。

(1) 条件触发存储。条件触发存储一般指按时间、地点、事件等作为存储的前提条件, 在没有条件触发的情况下, 则不进行存储。例如无人值守机房, 可将门禁和照明与视频设备进行联动, 当开门或开灯时启动摄像设备进行摄像, 并将视频流进行上传存储, 存储信息量会大大减少且有价值。此时, 虽然循环存储时间要求不低于3天, 但真正用于存储的时间会远远小于72 h。另外, 对于没有夜视功能的视频流, 可通过人为设定时间段进行存储。

(2) 减帧存储。在视频系统中, 不是所有视频信息都需在25 f/s帧率下进行实时监视和存储。对不太重要的视频, 在保证信息不丢失的前提下, 完全可进行减帧处理。

减帧可采取3种方案来实现:一是人为设定固定帧率, 由编码器完成, 这种技术比较容易实现, 目前有很多类型编码器具备此项功能;二是由编码器根据图像内容变化自动减帧, 这种方案要求编码设备具有分析功能, 当图像内容变化时, 自动增加帧率。当图像内容变化小时, 可将帧率减小, 既保证了信息的完整性, 又节省了带宽资源和存储资源;三是由存储设备对视频流进行减帧处理后, 再进行存储, 这种方案的可行性需要进一步探讨。

(3) 分类存储。分类存储指在存储介质上划分不同的区域, 存储不同要求、不同用途的视频流。

2.2.4 存储设备选型

存储设备选型应保证支持第三方存储硬盘, 并支持集中管理和远程维护。

2.2.5 存储技术与编码设备的关系

虽然选择了视频流存储方式, 但模拟视频信息通过压缩编码后, 并不支持以流的形式输出, 视频流存储形式就很难做到。因此, 存储技术选择与编码设备是否支持这种技术有无必然联系, 需要进一步研究探讨。总之, 对铁路综合视频监控这种超大数据流量存储, 要满足多级多用户控制、浏览调用, 只能采用数据流的形式存储, 文件形式的存储无法满足用户需求。

2.3 网络设计

(1) 虽然视频监控技术已完成从模拟技术到数字技术的转变, 视频压缩编码技术也在不断发展, 但是动态图像传输仍需占用大量网络带宽资源。受设备和技术制约, 采用MPEG-4和H.264编码标准, 1路4CIF图像平均占用带宽不应低于2 Mb/s。实际应用中, 图像内容变化大的视频图像经压缩后, 视频流量一般在3 Mb/s左右。因此, 设计中应充分考虑视频流量的峰值, 合理设置余量。

(2) 视频信息应采用数据网承载, 确保图像质量。承载网网络结构和带宽设计是影响视频信息传输质量的重要因素, 视频承载网的传输带宽应按复用原则进行设计。

2.4 用户监视终端设置

(1) 应考虑不同部门的具体使用需求合理配置。

(2) 当用户对需要固定监视的图像路数超过8路时, 应尽量考虑配置多个显示屏 (单个显示屏显示的图像不宜超过4路) 或大屏显示设备。

2.5 图像质量需求

(1) 从铁路实际需求考虑, 4CIF图像能满足用户需求, CIF图像只能满足部分监视需求。建议尽量采用4CIF图像。

(2) 目前, 夜视效果难以完全满足用户需求, 根据实际需要和现场条件应慎重采用夜视设备, 并对方案进行充分比选。

2.6 软件功能需求

(1) 要求软件操作界面友好, 采用中文显示, 交互性强, 直观, 易学易用。

(2) 报警信息输出清晰直观, 无关的报警信息无需显示在用户监视终端中。

(3) 支持快速检索, 应具备直观的查找方式, 并设置各种方便快捷的检索方式。

(4) 系统宜具备电子地图功能, 能方便快捷地找到采集点, 各种报警也能直观显示在电子地图中。

2.7 运用维护与管理

(1) 目前, 系统网管均不能直观地监视到整个网络拓扑结构, 不具备远程处理功能。建议铁道部组织制定视频系统网管技术规范, 要求系统网管能方便快捷地发现设备故障, 诊断设备故障原因, 提供集中维护手段。

(2) 如果设备型号繁多, 备品备件和维修设备配置不足, 将给维护工作增加了成本和难度。建议在同一视频工程范围内, 尽量避免同类设备多厂家和多型号的情况。

(3) 系统在运用中, 由于用户监视终端较多, 控制权限分散, 造成不同部门争抢控制权, 降低了系统的稳定性。建议管理部门加强对控制权和优先级的管理。

(4) 用户管理终端和监视终端作为专用设备, 建议对其外部USB接口、光驱等设备进行封闭或加密码锁。

(5) 跨铁路局建设的视频工程应充分考虑铁路局维护管理需要, 综合考虑区域节点建设。

3 结束语

铁路综合视频监控系统第7篇

1 铁路视频监控领域的现状

20世纪90年代末, 铁路开始在小范围内建设和使用视频监控系统, 大部分为模拟系统, 近年来模拟与数字混合的系统也在逐渐应用。根据调查统计, 这些系统大多是公安系统、大型客运车站的客运部门、货运部门及车务部门等为满足业务需求而建设的。每个业务部门建设的视频系统相互独立、自成体系, 产品无标准可依, 编解码技术也千差万别, 因而无法保证视频图像的质量和传输带宽的有效利用率。

2006年5月建设的青藏铁路格拉段线路视频监控系统, 开始把网络化视频、多级控制、视频多用户共享、相对集中存储、视频内容分析、多厂家编解码设备的采用及与原综合环境监视系统和拉萨车站视频系统整合等多项应用引入视频监视系统中。系统在基站或直放站设置视频编码器, 对前端采集的视频信号进行压缩编码, 采用MPEG-4编码技术, 在平均带宽2 Mb/s传输条件下, 图像分辨率达到4CIF, 这使铁路综合视频监控系统网络化、数字化的建设思路得到初步体现。2007年4月, 开始建设货车装载视频监控系统工程, 对全路10个铁路局20个编组站中进入提速正线的货物列车的货物装载状态和押运人员等情况进行监控。目前, 京津、武广、合武、郑西、广深港等高速铁路视频监控系统也采用了数字网络视频技术, 实现对车站重点区域、公跨铁立交桥、通信机房、信号机房、牵引供电机房和电力供电机房内外的实时监控。

为满足铁路视频资源网络化传输、标准化建设的需求, 全网应选用适合的编解码方式, 从而充分利用有限的传输资源获得更好的图像质量, 为整网带来较高性价比。

2 编解码技术及其在铁路视频监控领域的应用分析

2.1 编解码技术分析

近年来, 视频监控领域内相继出现的视频编解码技术有MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.261, H.263, H.264和AVS。

2.1.1 MPEG-1

MPEG-1是应用于数字存储媒体的活动图像和伴音的编码标准。由MPEG-1开发出来的视频压缩技术的应用包括从CD-ROM上的交互系统以及到电信网络上的视频传送。它推荐一组系统规定的参数:每一个MPEG-1兼容解码器必须至少能够支持视频源参数:每行最小应有720个像素, 每个图像最少应有576行, 每秒最少不低于30帧及最低比特率为1.86 Mb/s, 标准视频输入应包括非隔行扫描视频图像格式。MPEG-1主要目标在于多媒体CD-ROM的应用。由MPEG-l提供的重要特性包括:基于帧的视频随机存取, 通过压缩比特流的快进/快退搜索, 视频的反向重放及压缩比特流的编辑能力。

但是MPEG-1的压缩率仅为20~30, 网络传输时对带宽要求过高, 不适合通过网络共享视频图像。

2.1.2 MPEG-2

MPEG-2标准也是用于活动图像和伴音的通用编码。它类似于MPEG-1, 但其适应性更强。从定义上来看, MPEG-1实际上是MPEG-2的一个子集。MPEG-2在压缩中使用了帧间压缩和帧内压缩两种方式。为了在编码中实现更大的压缩比, 使用了3种类型的图像, 即I帧、P帧和B帧。I帧是帧内压缩, 不使用运动补偿, 提供中等压缩比。由于I帧不依赖于其他帧, 所以是随机存取点, 是基准帧。P帧根据前面的I帧或P帧进行预测, 因而压缩比要比I帧高, 数据量平均达到I帧的1/3左右。P帧是对前后的B帧和后继的P帧进行解码的基准帧。P帧本身是有误差的, 如果P帧的前一个基准帧也是P帧, 就会造成误差传播。B帧是基于内插重建的帧, 它基于前后的两个I, P帧或P, P帧, 它使用双向预测, 数据量平均可以达到I帧的1/9左右。B帧本身不作为基准, 因此可以在提供更高压缩比的情况下不传播误差。需要指出的是, MPEG-2本身没有规定必须使用帧作为单位, 可以使用场作为单位, 起始为I帧。一般是1 s内有2个I帧, 用来作为随机存取的入口。帧重复方式可以是IP, IB, IBP, IBBP, 甚至全部是I帧。基准帧的重复频率用M表示。不同的帧重复频率提供不同的输出码率, 同时影响存取延迟。

MPEG-2分为几种不同的压缩方式, I帧高码率的图像质量好, 但是存储空间与MJPEG基本相同;IBP帧码率小, 空间要求小, 但是图像质量很差, 多半合成后图像劣化很明显。MJPEG、DV都能提供精确到帧的随机访问, 但因MPEG-2的压缩数据码流基于I, P帧或I, P, B帧, 则无法做到这一点, 这在非线性编辑时会引起素材搜索的迟缓等。

随着计算机软件及网络技术的快速发展, MPEG-1, MPEG-2技术的弊端就显示出来:交互性及灵活性较低, 压缩的多媒体文件过于庞大, 难以实现网络的实时传播。MPEG-2用于网络传输时, 平均网络传输带宽可高达8 Mb/s。但在一些特殊场合, 如带宽不受限制, 也可采用MPEG-2技术, 例如识别高速运动的物体时, MPEG-2可能会获得更稳定更优质的图像质量。

2.1.3 MPEG-4

MPEG-4中所见的视音频已不再是过去MPEG-1, MPEG-2中图像帧的概念, 而是一个个视听场景 (AV场景) , 这些不同的AV场景由不同的AV对象组成。AV对象是听觉、视觉、或者视听内容的表示单元, 其基本单位是原始AV对象, 它可以是自然的或合成的声音、图像。原始AV对象具有高效编码、高效存储与传输以及可交互操作的特性, 它又可进一步组成复合AV对象。因此MPEG-4标准的基本内容就是对AV对象进行高效编码、组织、存储与传输, AV对象编码是MPEG-4的核心编码技术。MPEG-4不仅实现高压缩率, 同时也可实现更好的多媒体内容互动性及全方位的存取性, 它采用开放的编码系统, 可随时加入新的编码算法模块, 同时也可根据不同应用需求现场配置解码器, 以支持多种多媒体应用。

MPEG-4 (ISO/IEC14496) 标准的编码方法有别于MPEG-1或MPEG-2, 采用了基于模型的方法、形态学方法和分形方法等, 容错性很好, 并使压缩率提高到了200~800。在数字网络监视系统 (如DVR、NVR等) 中得到了大量的应用。MPEG-4技术充分利用了人眼视觉特性, 抓住了图像信息传输的本质, 从轮廓、纹理思路出发, 支持基于视觉内容的交互功能, 这适应了多媒体信息的应用由播放型转向基于内容的访问、检索及存储的发展趋势, 实现了从基于像素的传统编码向基于对象和内容的现代编码的技术转变。编码效率得到了大幅度的提高, 符合网络化的传输要求;提供了基于内容的交互, 压缩范围可以调整, 可伸缩性很好, 并且有通用的访问性能, 符合铁路综合视频监控的应用需求。

2.1.4 H.261, H.263

H.261是ITU-T为在综合业务数字网 (ISDN) 上开展双向声像业务 (可视电话、视频会议) 而制定的, 速率为64 kb/s的整数倍。H.261只对CIF和QCIF两种图像格式进行处理, 每帧图像分成图像层、宏块组 (GOB) 层、宏块 (MB) 层、块 (Block) 层来处理。

H.263也是ITU-T为低于64 kb/s的窄带通信信道制定的视频编码标准。它是在H.261基础上发展起来的, 其标准输入图像格式可以是S-QCIF, QCIF, CIF, 4CIF或者16CIF的彩色4∶2∶0亚取样图像。H.263与H.261相比采用了半像素的运动补偿, 并增加了4种有效的压缩编码模式。H.263的标准输入图像格式虽然已经有了发展, 但是它为低于64 kb/s的窄带通信信道制订的视频编码标准, 不适用于铁路综合视频监控。

2.1.5 H.264

H.264是I T U-T的V C E G (视频编码专家组) 和ISO/IEC的MPEG (活动图像编码专家组) 的联合视频组 (Joint Video Team, JVT) 开发的一个新的数字视频编码标准。

对于H.264标准, 目前市场上已经有多家厂商提供H.264芯片, 产品开始成熟, 内容也逐渐丰富, 而且因为采用了多项提高图像质量和增加压缩比的技术措施, 在不影响视频效果的情况下能够比MPEG-4节约30%的码率, 因而占用带宽较低。例如要达到标清的播放质量, MPEG-4编码一般需要1.5 M~2 Mb/s的码率, 而H.264一般只需要1.2 M~1.5 Mb/s码率即可;对于高清图像质量, MPEG-4编码的视频码率一般需要6 M~8 Mb/s, 而H.264一般只需要4 M~6 Mb/s。因此采用H.264可大大节约网络带宽, 减少网络改造的压力, 且在带宽相同情况下能够覆盖更多的用户。同时, 由于H.264是由ITU-T和ISO/lEC联合制定的, 所以对解码兼容性有着明确的定义, 具有较强的抗误码能力, 容易获得稳定的图像, 适用于丢包率高、干扰严重的信道传输。但H.264的算法复杂度较高, 系统开销也较大[1]。

视频编码主要涉及空间相关性和时间相关性。视频压缩的目的就是利用各种技术尽可能的消除这种空间和时间上的冗余信息, 只保留差异信息进行传输。在不失真的前提下, 保留的差异信息越小, 压缩效率越高。为达到更高的压缩效率, H.264标准中对MPEG-4中一些技术特性进行了扩展, 同时提出了许多新的技术特性[2]:

(1) 在变换方面, MPEG-4采用浮点不可逆的8×8变换, H.264采用整数可逆的4×4变换, 这使得H.264解码器能够更真实的还原编码器的信息。

(2) 在去除空间冗余信息方面, MPEG-4只可以对8×8块的首行和首列进行简单的水平和竖直预测, 但是H.264进一步扩展到对整个4x4变换块有水平、竖直、左上方向、左下方向、右下方向、右上方向等9种预测模式。更多的预测模式, 可以更好地去除空间上的冗余, 以提高空间压缩效率。

(3) 在去除时间冗余信息方面, MPEG-4只可以用16×16像素块在前一帧图像里面进行运动搜索, H.264在搜索块进一步细化提供16×8, 8×16, 8×8, 8×4, 4×8, 4×4多种搜索尺寸, 提高在运动估计的精确度和准确性。

(4) 在反量化环节, 若量化因子取的很大, 尤其是在低码率情况下, MPEG-4在图像8×8块的边缘就会出现类似马赛克“色线”, 严重影响了视觉效果, 为了消除这一缺陷, H.264在编码器内部提出了“环路滤波”概念, 把运动估计之前图像进行去色线功能, 进一步提高了时间压缩效率。

(5) 在熵编码方面, M P E G-4采用固定码表的U V L C, H.264采用根据图像内容自适应跳转码表的CAVLC或CABAC技术, 进一步提高了概率压缩效率。在所有技术特性都打开的情况下, 视频压缩后达到同等图像质量级别, H.264的压缩率要比MPEG-4提高近30%。

2.1.6 AVS

AVS (Audio Video Coding Standard, 音视频编解码标准) 是我国第一个具有自主知识产权的数字音视频编解码技术标准——《信息技术先进音视频编码》。

A V S的编码效率与H.264相当, 而算法复杂度比H.264明显低, 其编码复杂度相当于H.264的30%;解码复杂度相当于H.264的70%, 软硬件实现成本都低于H.264;同时由于我国掌握主要知识产权, 专利授权模式简单, 专利费用低。其特点是[3]:

(1) 采用自主技术, 同时可与最新的国际标准相兼容; (2) 已经形成43项专利 (部分正在审定) ; (3) 可以兼容MPEG-4和H.264国际标准基本层, 从而为今后AVS产品进人国际市场提供了便利条件; (4) 不仅解决了知识产权问题, 还大大节省了带宽和存储资源。

2.2 编解码技术在铁路综合视频监控系统中的适用性

综上所述, H.261, H.263主要用于模拟电话线上的可视电话/电视会议, 是为低于64 kb/s的窄带通信信道制定的视频编码标准, 不适用于铁路视频监控系统。MPEG-1仅能提供352×288的分辨率, 不能满足铁路各业务部门用户的需求;MPEG-2在地铁中得到了广泛应用, 但如需对图像进行实时存储, 由于其压缩率有限, 存储容量较MPEG-4会高出十几倍甚至更多, 对长时间的视频存储造成很大压力。MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4详细技术参数见表1。

MPEG-1, MPEG-2, H.261, H.263采用第一代压缩编码技术, 着眼于图像信号的统计特性来设计编码器, 属于波形编码的范畴。第一代压缩编码方案把视频序列按时间先后分为一系列帧, 每一帧图像又分成宏块以进行运动补偿和编码, 这种编码方案存在以下缺陷:

(1) 将图像固定地分成相同大小的块, 在高压缩比情况下会出现严重的块效应, 即马赛克效应; (2) 不能基于图像内容进行访问、编辑和回放等操作; (3) 未充分利用人类视觉系统 (Human Visual System, HVS) 的特性。

MPEG-4, H.264及AVS则代表了基于模型/对象的第二代压缩编码技术, 它充分利用人眼视觉特性, 抓住图像信息传输的本质, 从轮廓、纹理思路出发, 支持基于视觉内容的交互功能, 适应了多媒体信息的应用由播放型转向基于内容的访问、检索及存储的发展趋势;实现了从基于像素的传统编码向基于对象和内容的现代编码的技术转变, 编码效率得到了大幅度的提高, 符合网络化的传输要求;提供了基于内容的交互, 压缩范围可以调整, 可伸缩性很好, 并且有通用的访问性能。

MPEG-4标准因为发布较早, 产业化程度较高, 因此产品相对成熟, 内容比较丰富、价格也较低, 同时算法复杂度较低, 但相应的问题是相对于H.264和AVS而言, 编码效率较低, 需要占用较多的带宽, 对网络要求较高。

对于H.264标准, 目前市场上已经有多家厂商提供H.264芯片, 产品开始成熟, 内容也逐渐丰富, 而且因为采用了多项提高图像质量和增加压缩比的技术措施, 在不影响视频效果的情况下能够比MPEG-4节约30%的码率, 因而占用带宽较低。

AVS是近几年才提出的视频标准, 产业化进程落后于H.264, 可以预见AVS标准将会是支撑国家数字音视频产业发展的重要标准。

铁路综合视频监控系统特点是监控点位路数多, 实时观看要求清晰度高, 可实时录像, 支持实时图像的多级转发、分发等功能, 这就要求选用的编解码技术能以更低的码率实现更优秀的图像质量, 需有较高的编码效率且适合网络传输的特点。因此, 采用以MPEG-4, H.264为主的压缩编码格式, 符合实际应用情况。随着技术的不断发展, AVS技术成熟后可被逐步引入。

3 结束语

结合铁路视频监控系统的现状和需求, 介绍几种常用的视频编解码技术, 并推荐铁路综合视频监控系统选用MPEG-4和H.264技术标准。这两种技术虽然都有统一的标准可依, 发展较为成熟, 但是由于民用安防监控领域的视频系列产品以往的分立格局, 导致很多厂商的产品尚不符合标准规定, 整网建设后的互联互通问题仍有待进一步研究。

参考文献

[1]毕厚杰.新一代视频压编编码标准——H.264/AVC[M].北京:人民邮电出版社, 2005

[2]周洪敏, 龚建荣.视频压缩编码的新发展——H.264[J].信息技术, 2005 (9) :91-93

铁路综合视频监控系统第8篇

(1) 提供视频编解码、存储、网络和统一管理平台的“交付式”解决方案。

(2) 支持标准的SNMP设备管理, 符合铁路行业综合视频监控规模部署时必备的网管功能。

(3) 方便友好的监控操作界面, VC客户的版本自动更新, 在铁路规模应用时, 可对所有客户端的软件升级。

(4) iSCSI存储技术, “0”缓存存储:可恢复在系统意外中断1 min之前的所有历史图像, 满足对意外情况的分析。

(5) 电信级设备可靠性:采用和H3C交换机、路由器一样的电信级制造器件和制造工艺, 工作温度范围-40～+75℃, 防雷等级达到正负4 kV, 冲击电流达到1 kA, 抗静电能力达到正负8 kV, 抗振动, 防风沙。

(6) 支持标准开放的协议, 合作伙伴可在H3C基础平台为铁路行业系统定制特殊应用。

铁路道口智能视频监控系统软件设计第9篇

越来越多的发生在铁路道口的事故,给人们生产生活带来巨大损失。主要是因为机车司机无法及时获得道口的信息。因此,对铁路平交道口的监控有着重要的意义。但是,传统的视频监控方案如:模拟视频压缩存储事后调用方案,需要靠人工监视,智能化差、劳动强度大、可靠性差;数字视频压缩后无线传输给机车方案,除了需要大的带宽外,还极易受到铁路线上恶劣的电磁环境影响而效果欠佳。针对这些状况,在考虑了铁路平交道口自身的独特性的基础上,本文对铁路路障视频检测与报警系统中的运动目标及其运动趋势检测进行了研究,通过在铁路道口架设摄像机与DSP处理系统,运用现代智能监控的方法,对穿越铁路道口的行人及时准确地检测,向远方一定距离内的机车发出无线报警信号,使机车可以提前获得道口情况而及时采取动作。

1 算法说明

核心算法由两部分组成:运动目标检测和运动目标的运动趋势判定,若目标走向铁轨,则报警;若目标离开铁轨,则不报警。

1.1 运动目标检测

在三种传统又经典的运动目标检测算法中,光流法由于算法复杂,不利于满足实时性,而且抗噪性能差,因而不适合本系统方案。相比于背景差分法[1],邻帧差分法[2]由于不易受光照和天气影响,无需提前预置背景和采用自适应算法更换存储背景,使得其在实时性和自动化程度上都有明显的优势。因此,本文选择邻帧差分法检测运动目标的出现。

在邻帧差分法中,设定了两个要素:所有像素值差的绝对值和SS是否超过阈值Th1,像素值差超过阈值Th3的像素个数UT是否超过阈值Th2。对这两个要素进行综合评判,确定是否有运动目标出现。

$S S = \sum_{i = 0}^{w i d t h - 1} \sum_{j = 0}^{h e i g h t - 1} | Y_{i j}^{1} - Y_{i j}^{0} |$ ; $i f (| Y_{i j}^{1} - Y_{i j}^{0} | > Τ h 3) U Τ + +$

根据具体需要监控的范围,确定这两个要素相应的阈值Th1,Th2,Th3是检测可靠性的重要保证。

1.2 运动目标的运动趋势检测

目标的运动趋势判定实际上都是和铁轨相关的,走向铁轨可以理解为运动物体中心到铁轨的距离逐渐缩小;离开铁轨可以理解为运动物体中心到铁轨的距离逐渐增大;在铁轨上行走,由于左右摇摆,运动物体与铁轨的距离变化大小相间。如何准确提取铁轨中间线,就成为运动趋势判定的先决条件。铁轨可以认为是序列中最长的直线,提取铁轨可以转换为提取最长的直线。Hough变换是Paul Hough于1962年提出的用来提取图像中最长直线的算法[3],在涉及直线和规则曲线提取领域被广泛的研究和应用[4]。

ρ=xcosθ+ysinθ (x∈[0,width-1],y∈[0,height-1],θ∈[0,180])

式中,x,y,θ均取整数,width,height分别为图像的宽度和高度。

Hough变换利用空间转换后的点线对偶关系,把笛卡儿坐标下的直线映射为极坐标下的点,极坐标下通过一点的曲线条数即为笛卡儿坐标系下直线上点的个数,遍历全图即可找到最长的直线。这一转换同时避免了笛卡儿坐标系下直线斜率无穷大而引发的定义域无限的问题,使得Hough变换更具有实际意义。

然而,对于复杂图像,发现很多时候直接对经过边缘提取或轮廓提取的图像进行Hough变换并不能准确检测出铁轨(如图2 (b)所示)。我们曾考虑过将图像按中线平分为四个方块[5],再用Hough变换来测,但效果很不好。经分析,是由于图像划分不合理造成的,好的划分应该是依据图像的特点而作出的。我们分别对进行了正反对角划分的图像进行Hough变换,再对四种结果进行综合评判,选取夹角最小的两条直线作为铁轨,求取其中间值作为铁轨中间值。如图3所示。

在获得铁轨中心线坐标后可以求得其笛卡儿系下的方程式:Ax+By+C=0后,求出运动目标的中心坐标: $x_{m i d} = \frac{x_{\min} + x_{\max}}{2} ‚ y_{m i d} = \frac{y_{\min} + y_{\max}}{2}$ ;xmax,xmin,ymax,ymin为运动物体x,y方向的最大和最小坐标值。由点到直线距离公式 $d = \frac{| A x_{m i d} + B y_{m i d} + C |}{\sqrt{A^{2} + B^{2}}}$ ,算出运动目标距铁轨中心的距离d0,d1,比较d0,d1的大小,就可以判断出目标是走向铁轨还是离开铁轨。

2 软件实现流程

步骤1:读入第一帧YUV图像,只取Y信号进行二值化,轮廓提取,改进的Hough变换提取铁轨直线,求取铁轨中间线;

步骤2:读取下两帧,计算两帧差,计算差量和SS,计算差值超过阈值的像素个数UT;

步骤3:求取运动目标的中心,求取运动目标中心点到铁轨中间线的距离d0;

步骤4:Goto 步骤2得出d1;

步骤5:判断if((d0>d1) && ((UT> Th2) ||(SS>Th1)))为真则报警,为假不报警;

步骤6:取12帧之后,goto 步骤2。

3 软件实现的优化

YUV序列中Y分量包含视频的主要信息,只对Y信号进行处理。实验效果很好,而运算量减少了1/3。

每四帧实际图像得出两个距离d0,d1,得出一个Δd=d1-d0,每秒25帧可进行6次以上报警判断。没有必要对所有帧进行邻帧差分,为此,每隔12帧做一次帧差,每秒得出两个差图、一个报警信号。保证了系统实际需求,减少了计算量,由于我们只需计算出距离的变化趋势,所计算d0和d1并不是实际距离,而是和实际距离成正比的: $d = | A x_{m i d} + B y_{m i d} + C |$ ;这样,在每次运算中只需两次乘法(可采用硬件乘累加单元实现)和两次加法,就避免了两次平方,一次开方和一次除法,从而大大减少了运算量。

4 实验结果与分析

实验采用了多条件综合评判,有令人满意的实时性,在合适的阈值设定情况下,没有发现漏警率,误警率很低,见表1。实验条件: Th1=1100000,Th2=5000,Th3=20,视频序列测试是采集PAL输入后的4:2:0的720×576的YUV序列。

5 结语

在整个过程中,图像的二值化、轮廓提取只是利用图像自身的灰度和位置信息,是lowlevel级别的处理;通过Hough变换提取直线,是在明确了具体要提取的形状后,给出该形状的参数方程,依照给出的方程来搜索,是属于midlevel级别的处理;而根据提取出来的直线进行运动趋势检测、行为理解判定,则属于highlevel级别的处理。

实验结果显示,在准确检测出铁轨中心线的前提下,该软件能很好地检测有无运动目标出现,并且能够智能地判定其是走向铁轨还是离开铁轨,进而综合这些情况,有效地进行报警。

如何对路口铁轨区域静止障碍物、弯道区域动目标和静目标进行检测,解决多目标行为理解和含有长干扰直线的复杂背景情况,以及软件在DSP上的实现,将是下一步研究和工作的重点。

参考文献

[1]Ren Ying,Chua ChinSeng,Ho Yeong Khing.Motion detection withnon-stationary background[C].Image Analysis and Processing.Pro-ceedings 11th International Conference on 26-28 Sept.2001:78.

[2]Anderson C,Burt Peter,Wal G van der.Change detection and trackingusing pyramid transformation techniques[J].In Proceedings of SPIEIntelligent Robots and Computer Vision,1985,579:72.

[3]Hough PVC.Amethod and means for recognizing complexpatterns.USpatent 3,069,654 1962.

[4]吴福朝,胡占义.直线和圆一般参数化形式的研究[J].自动化学报,2000,126(5):577.

铁路既有视频监控系统改造技术方案第10篇

近年来, 随着我国铁路突飞猛进的发展, 尤其在高速铁路、客运专线的快速建设, 视频监控系统在行车运输、安全生产、治安保卫等方面的作用日益凸显。但是, 由于多年来铁路系统内视频监控系统建设多由客运、工务、车务等部门各自建设, 出现了建设标准不统一、系统间无法互联互通、资源无法共享等问题, 建设统一的综合视频监控系统平台迫在眉睫。

本文在对既有视频监控系统现状分析的基础上, 针对既有系统中存在的特定问题, 从系统网络结构、接入节点设置、视频采集前端设置及终端设置等方面描述了铁路既有视频监控系统的改造方案。

二、总体现状

目前, 视频监控系统已经在铁路系统内广泛应用, 但是仍存在许多问题, 例如:监控系统采集前端设置覆盖不足, 部分客站及线路区间重点部位存在较多盲区;由于建设年代较早, 技术水平受限, 既有监控平台设备多为模拟监控平台, 主要设备由模拟视频矩阵、硬盘录像机等组成, 而此类监控平台无法接入高清监控摄像机, 与新设视频监控系统平台也难以对接, 组网复杂, 兼容性、扩展性差。

此外, 许多监控系统由客运、工务等部门自行建设, 各系统间未互联互通, 视频资源不能共享, 无法满足各部门实时监控的需要。

三、改造目标

为满足铁路客运管理需求, 在适当利用既有采集前端的前提下, 对视频采集前端和平台设备补强, 覆盖监控盲区, 调整完善各部门监控设备配置, 完善安全冗余机制, 以改善既有监控系统运行不良、监控区域覆盖不足、扩容性差等问题, 建立起覆盖全面、运行可靠、技术先进、兼容性好、互通性强、易扩展的铁路综合视频监控系统。

四、改造技术方案

4.1系统网络结构

本方案中, 系统网络结构主要由区域中心、I类视频接入节点、II视频接入节点及视频采集前端设备组成。

其中区域中心通过数据网接入视频核心节点, 各I类视频接入节点通过数据网接入视频区域中心, II视频节点通过数据网通道接入所属I类视频接入节点;视频采集前端以光缆或网线方式接入所属I各I、II类视频节点, 各接入节点对接入视频数据信息进行分布式存储。本方案仅对接入节点进行改造。

4.2接入节点改造方案

本方案中, 各I、II类接入节点视频监控平台设备采用数字视频监控系统。

数字视频监控系统是一种基于计算机技术、视频采集技术和数字压缩处理技术为一体的智能化数字监控系统。接入节点所设数字视频接入平台可选择接入模拟或数字采集前端;同时, 各部门监控终端从不同的接入平台接入综合视频监控系统, 通过系统网络管理终端的授权, 不同部门的监控终端可监视、切换、控制系统内的权限许可的任一监控点。

相比模拟监控系统, 数字监控系统对于既有采集前端兼容性更强, 组网灵活且简单, 扩展性好, 技术更加先进;同时可实现各部门间监控资源互联互通, 方便管理运营及后期的维护更新。

1、接入节点功能

I类视频接入节点负责本站范围内视频采集前端的就近接入、处理、分发、存储以及告警视频信号的上传同时接收视频监控中心或分控中心对图像信号的调取、控制以及对设备的管理, 以及接入并管理II类视频接入节点的能力。

II类视频接入节点用于实现线路区间视频采集点的视频接入、存储、分发转发和视频分析功能。

2、接入节点平台改造方案

本方案中, I类视频接入节设置于各客站, 综合视频监控平台服务器主要由管理服务器、分发服务器、分析服务器和存储服务器等设备构成。其中视频管理服务器包括硬件服务器及相应的管理软件, 设备配置应符合本节点管理信息的存储和备份要求;

II类视频接入节设置于线路区间部分中间站, 各II类接入节点综合视频监控服务器主要由分发/分析服务器和存储服务器等设备构成, 视频管理服务器包括硬件服务器及相应的管理软件, 设备配置应符合本节点管理信息的存储和备份要求。

4.3视频采集前端改造方案

本方案视频采集前端使用1080P高清数字摄像机。

高清摄像机相比标清摄像机具有很大优势, 主要表现在清晰度更高、监控范围更大和细节更清晰。但是, 数字高清方案也会带来一些问题, 例如造价更高、带宽及存储需求更大等。

对于既有前端采集设备未覆盖的监控盲区, 本方案新增高清数字摄像机予以补强;对于超期服役、无法正常运行, 或图像质量差、清晰度低的设备, 以高清数字摄像机进行更换改造;对服役期内、运行良好的既有前端采集设备实行利旧, 需集中设置编码器, 将模拟视频信号转换成为IP数据后, 上传至数字视频监控平台。

4.4监控终端改造方案