鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的初步規(guī)劃構想

郭桂芳 李繼元 閆永利

(1．北京鐵路局電務處，北京 100860；2．鐵通北京分公司，北京 100070)

鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)是鐵路運輸指揮、公安保衛(wèi)、生產作業(yè)等綜合監(jiān)控的重要組成部分，也是鐵路行車設備的一部分。鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供鐵路運輸作業(yè)、列車運行狀態(tài)、線路安全和搶險救災等實時圖像信息，也為打擊盜竊破壞鐵路的違法活動提供證據(jù)。因此建立1套綜合完整，同時又充分整合既有視頻監(jiān)控系統(tǒng)資源的廣域性綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)顯得十分必要。

1 規(guī)劃思路

1.1 目標

鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本覆蓋主要運輸干線，為各應用單位提供用戶終端，實現(xiàn)“架構合理、技術規(guī)范、運用有效、管理科學”。

1.2 規(guī)劃依據(jù)

（1）《鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范（試行）》（運基通信［2008］630號）。

（2）《關于加強鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設和運用的通知》（鐵運［2008］33號）。

（3）《鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理暫行辦法》（鐵運［2009］21號）。

（4）其他需求情況。

1.3 指導思想

1.3.1 綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設規(guī)劃與鐵道部要求一致

在各車務段（直屬站）所在地通信機房建設I類視頻接入節(jié)點。按照“先完善網(wǎng)絡架構，逐步整合既有視頻系統(tǒng)，分線路建設綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)”的原則，應用結構如圖1所示。

1.3.2 綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設規(guī)劃與現(xiàn)狀的適應

充分考慮既有綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀，通過集中、整合和改造使現(xiàn)有專業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)接入相應I類視頻接入節(jié)點，并留有擴充余量。在改造過程中，充分考慮既有視頻系統(tǒng)的使用和整合問題，最大限度地做到不影響既有設備使用，保護原有投資。

1.3.3 綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設規(guī)劃與鐵路局運輸生產實際的銜接

在規(guī)劃中，緊密聯(lián)系運輸生產實際需要，本著“專（特）運通道優(yōu)先、提速干線優(yōu)先、動車組走行區(qū)段優(yōu)先”的原則，分階段規(guī)劃和建設。

1.3.4 綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設規(guī)劃與鐵路局投入的匹配

綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設工作需要與鐵路局計劃建設資金緊密結合，相互匹配，充分考慮分期投資、分步建設的原則。同時按照“近細遠粗”的原則，滾動期第1個年度規(guī)劃的內容比較細致，基本涵蓋當年年度建議計劃的主要內容；滾動后期的規(guī)劃內容適當簡化。

1.4 建設原則

根據(jù)線路重要程度，分線路整體建設，兼顧運輸專業(yè)布局，并滿足各個業(yè)務部門需求。具體線路建設先取重點，對重點部位進行監(jiān)控，滿足急需并預留發(fā)展條件，還應與投資規(guī)模匹配。

2 既有視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題

自20世紀90年代中后期，各鐵路局相繼開展了視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設，目前具備了一定規(guī)模，但由于建設年代較長、原有技術標準不健全和使用管理制度不完善等原因，既有視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在較多問題。

建設標準不一致，以各專業(yè)系統(tǒng)牽頭建設，發(fā)展不平衡。建設年代不同，平臺之間難以整合，信息不能共享。部分設備陳舊老化，甚至失修失效，功能無法有效發(fā)揮。絕大多數(shù)僅能滿足站段內部應用，而未實現(xiàn)綜合運用，出現(xiàn)同一地點多套系統(tǒng)的現(xiàn)狀，造成投資浪費。

整合既有視頻監(jiān)控系統(tǒng)，需進行科學規(guī)劃，有效整合和充分挖潛，并加以改造，以提升性能，滿足當前運輸生產對視頻監(jiān)控業(yè)務的綜合需要。

3 需求分析

3.1 客運專線視頻監(jiān)控需求

新建客運專線線路視頻監(jiān)控系統(tǒng)和新建（改建）車站客服視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經納入客運專線建設，但視頻區(qū)域節(jié)點需納入統(tǒng)一規(guī)劃范圍，IP地址也需一并考慮。

3.2 既有線鐵路視頻監(jiān)控需求

對各專業(yè)用戶需求進行詳細調查，其范圍包括安監(jiān)、運輸、客運、貨運、機務、工務（含道口辦）、電務、信息和公安系統(tǒng)，歸納各專業(yè)的具體需求如下。

3.2.1 安監(jiān)系統(tǒng)

主要為應急救援圖像系統(tǒng)，在鐵路局安監(jiān)室、鐵路辦事處安監(jiān)室事故救援專用汽車和救援列車上各安裝1臺攝像機。有權調用用戶包括安監(jiān)室、調度所值班主任和局值班室。

3.2.2 運輸系統(tǒng)

針對大站、小站、區(qū)間(中間)站、編組站（區(qū)段站）和線路所等不同站類別，相應需求為：集中樓運轉室及助理值班員室內外、站長室內、咽喉區(qū)、調車作業(yè)區(qū)、編組場內駝峰樓、區(qū)長室內、峰頂峰尾、線路所牽出線及岔線連接點等位置均需安裝攝像機；各直屬站、車務段設立“監(jiān)控中心”及相應監(jiān)控終端；車站集中樓、站長室需具備音視頻功能，也需設分控設備，保證能夠對每個監(jiān)控作業(yè)點情況進行監(jiān)督和掌握。

3.2.3 客運系統(tǒng)

在辦理客運業(yè)務的一等站以上車站安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以確保安全。視頻監(jiān)控系統(tǒng)攝像機安裝部位包括車站專運通道、進站安檢處、出站驗票口、各候車區(qū)域、各檢票口、各站臺、旅客天橋內、地下通道、售票廳和行李房等。同時在客運處和各客運段設置監(jiān)控終端。

3.2.4 貨運系統(tǒng)

監(jiān)控需求集中在咽喉區(qū)和貨場，貨場主要監(jiān)控部位包括庫區(qū)、貨場站臺、貨場辦公區(qū)和貨場周界，攝像機根據(jù)需要進行設置安裝。監(jiān)控終端設置在貨檢辦公室、貨場主任辦公室和貨運處辦公室。

3.2.5 機務系統(tǒng)

監(jiān)控需求集中在牽引供電設備機房、相關變配電所（箱變）、咽喉區(qū)接觸網(wǎng)、給水所及機車有關設施。

3.2.6 車輛系統(tǒng)

監(jiān)控需求集中在動車運用所和車輛檢修車間等。

3.2.7 工務系統(tǒng)（含道口管理辦公室）

監(jiān)控需求包括橋梁、隧道及線路3部分。監(jiān)控終端設置在工務處（含道口管理辦公室）及各工務段。

3.2.8 電務系統(tǒng)

各站通信機房、信號機械室安裝室內攝像機，對機房門及內部設備和人員作業(yè)進行監(jiān)控。信號專業(yè)還提出對各站咽喉區(qū)視頻監(jiān)控的需求，以監(jiān)督維修作業(yè)情況和調車作業(yè)。監(jiān)控終端設置在電務處及各電務段、通信段。

3.2.9 信息系統(tǒng)

各電子所及各車站信息機房安裝室內攝像機，對機房門及內部設備和人員作業(yè)進行監(jiān)控。

3.2.10 公安系統(tǒng)

監(jiān)控終端設置于各派出所、隊，可以調用其他專業(yè)系統(tǒng)的有關圖像。

以上各專業(yè)部門在調查中提出的視頻監(jiān)控業(yè)務需求，是本規(guī)劃構想應用方案的基礎，也是日后監(jiān)控終端管理權限定義的重要基礎。

4 綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)劃方案構想

4.1 體系結構

鐵路局視頻監(jiān)控中心作為視頻區(qū)域監(jiān)控節(jié)點，主要負責本級所有視頻監(jiān)控業(yè)務的調度和管理，通過視頻專用數(shù)據(jù)網(wǎng)接入視頻監(jiān)控網(wǎng)絡I類接入節(jié)點的視頻業(yè)務。鐵路局視頻監(jiān)控中心應對視頻監(jiān)控網(wǎng)絡接入節(jié)點的重要視頻數(shù)據(jù)進行集中30天（不少于20路視頻信息）存儲和備份。鐵路局對局用戶和不同的I類接入節(jié)點的用戶進行視頻分發(fā)。鐵路局視頻監(jiān)控中心為整個鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心平臺，主要由視頻管理服務、數(shù)據(jù)庫服務、PTZ控制服務、VSS視頻存儲服務、告警服務、流媒體分發(fā)服務、接口服務以及其他相關的配套設備組成。

鐵路局下屬視頻監(jiān)控I類視頻接入節(jié)點主要負責本級所管轄視頻業(yè)務范圍內的管理，主要通過視頻專用數(shù)據(jù)網(wǎng)接入各車站視頻監(jiān)控的II類接入節(jié)點（各中間站）的視頻業(yè)務。I類視頻監(jiān)控網(wǎng)絡接入平臺對視頻監(jiān)控網(wǎng)絡II類接入節(jié)點的重要視頻數(shù)據(jù)進行集中30天（不多于100路視頻信息）存儲和備份，轄區(qū)內告警視頻片段保存30天，對該管轄范圍內的監(jiān)控用戶進行視頻分發(fā)。I類視頻監(jiān)控網(wǎng)絡接入平臺為整個鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的接入中轉，主要由視頻管理服務、PTZ控制服務、VSS視頻存儲服務、告警服務、流媒體分發(fā)服務以及其他相關的配套設備組成。

各車站（中間站）作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的II類視頻接入節(jié)點負責本站視頻業(yè)務接入，并將現(xiàn)場重要視頻信息上傳給相應的I類視頻監(jiān)控網(wǎng)絡接入平臺。各站負責本地7×24 h視頻信息的存儲，負責本地及向上I類視頻接入節(jié)點視頻信息的分發(fā)。在II類視頻接入節(jié)點，各車站設置視頻控制、視頻處理、視頻存儲、視頻分發(fā)、視頻管理、網(wǎng)絡及顯示終端，為主管領導和相關業(yè)務部門配置監(jiān)視終端，并根據(jù)用戶需求配置視頻分析設備。設備可根據(jù)用戶的需求支持多種網(wǎng)絡接入方式，包括IP專線接入（IP over SDH、IP over ATM/FR）、IP撥號接入（xDSL）及LAN 接入。

4.2 邏輯架構

系統(tǒng)的總體框架如圖2所示，主要包括外部界面、服務界面和客戶界面3部分。

外部界面是系統(tǒng)和硬件設備及其他系統(tǒng)的交互界面，系統(tǒng)從外部界面獲取信息（音視頻信息、告警信息等），并將系統(tǒng)內的信息通過該界面提交給外部系統(tǒng)（其他系統(tǒng)或硬件設備）。服務界面是系統(tǒng)的核心和支撐，負責系統(tǒng)的管理，對視頻業(yè)務的支撐（存儲和轉發(fā)、PTZ轉發(fā)、告警獲取等）。客戶界面是系統(tǒng)在用戶方的最終體現(xiàn)，包括視頻監(jiān)控終端、視頻配置終端、視頻網(wǎng)管終端和媒體播放器。

4.3 視頻區(qū)域監(jiān)控節(jié)點、I、II類視頻接入節(jié)點的建設

鐵路局綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設主要包括4大部分：局監(jiān)控中心即區(qū)域視頻監(jiān)控的建設、I類視頻監(jiān)控接入平臺的建設、各車站即II類視頻接入節(jié)點的建設以及外部系統(tǒng)的建設。

4.3.1 鐵路局視頻區(qū)域節(jié)點

區(qū)域視頻系統(tǒng)由數(shù)據(jù)網(wǎng)（包括核心路由器、傳輸設備、網(wǎng)管服務器和數(shù)據(jù)交換機等）、視頻服務器組（包括中心告警服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、管理服務器、存儲服務器、分發(fā)服務器和存儲設備等）、應用軟件和應用服務器組（含網(wǎng)關和接口服務器）組成。

4.3.2 I、II類視頻接入節(jié)點

I類視頻接入節(jié)點應選擇在各直屬站和各車務段所在地，并盡量遵循以下原則：具有豐富的傳輸資源，應盡可能選擇原數(shù)據(jù)網(wǎng)節(jié)點；具有良好的機房條件；距離終端用戶較近，節(jié)省傳輸資源并方便為用戶提供業(yè)務；節(jié)點盡量選擇在通信機房；II類視頻接入節(jié)點由存儲服務器、分發(fā)服務器、存儲設備和系統(tǒng)軟件等構成。

4.4 鐵路局綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)建設原則及IP地址規(guī)劃

鐵路局區(qū)域視頻監(jiān)控網(wǎng)絡以數(shù)據(jù)網(wǎng)搭建整體骨架，從而大大節(jié)約運輸維護成本，同時利用MPLS VPN等技術提高網(wǎng)絡安全性。

4.4.1 數(shù)據(jù)網(wǎng)建設原則

鐵路局IP數(shù)據(jù)網(wǎng)發(fā)展應遵循“充分利用既有設備資源，竭力搭建高速率、高冗余度、多接入方式網(wǎng)絡的原則”。隨著綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設逐步進行，需對既有網(wǎng)絡進行升級改造。該網(wǎng)絡除滿足綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用外，還應留有適當余量，原則上今后不應再投資建設基于IP技術的單獨封閉網(wǎng)絡。

4.4.2 視頻監(jiān)控工程IP地址規(guī)劃原則

鐵路局核心節(jié)點的監(jiān)控終端地址及視頻服務器地址需單獨劃分出1個B類地址段，今后各線新增的此類設備地址均需從B類地址中選取。各站既有交換機、路由器、核心路由器、核心交換機的管理地址單獨進行規(guī)劃，并統(tǒng)一納入既有網(wǎng)管（考慮既有數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)管升級）。

沿線各車站做為II類視頻（數(shù)據(jù)網(wǎng)）節(jié)點，盡量利用既有數(shù)據(jù)網(wǎng)資源，并依照具體情況進行設備升級改造。視頻監(jiān)控工程中如有數(shù)據(jù)網(wǎng)未覆蓋地區(qū)，需單獨建設II類視頻（數(shù)據(jù)網(wǎng)）節(jié)點。

4.4.3 數(shù)據(jù)網(wǎng)設備互聯(lián)方式和路由組織

依據(jù)鐵道部對全國鐵路IP數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設要求，今后鐵路局核心視頻（數(shù)據(jù)網(wǎng)）節(jié)點將作為MPLS VPN中的P設備存在，I類視頻（數(shù)據(jù)網(wǎng)）節(jié)點將作為MPLS VPN中的PE設備存在，II類視頻（數(shù)據(jù)網(wǎng)）節(jié)點將作為CE設備存在。

II類節(jié)點上行至I類節(jié)點，建議采用光纖直連方式，155 Mbit/s及以上帶寬，原則上不做雙歸屬。特殊情況可考慮采用通過傳輸設備上行，重要節(jié)點可考慮雙歸屬，同時在業(yè)務較少的點可以考慮串行方式上行，但串行設備節(jié)點不應大于3個，且需保證既有承載業(yè)務的模式不發(fā)生結構性改變。

I類節(jié)點至核心節(jié)點建議采用光纖直連方式，622 Mbit/s及以上帶寬，必須做雙歸屬。I類節(jié)點之間原則上不進行互聯(lián)，特殊情況下可考慮I類節(jié)點的串聯(lián)，但串聯(lián)的節(jié)點不能超過2個，且這2個節(jié)點作為一個整體，必須具備雙歸屬條件。

4.5 視頻采集點至視頻接入點接入方式選擇

在整體規(guī)劃方面，應采用光纜傳輸，以體現(xiàn)技術先進性、成熟性和運行穩(wěn)定性。鑒于既有光纜容量不能滿足視頻點接入需要，故建議在各區(qū)間全程敷設光纜（硅管防護）,光纜芯數(shù)應在滿足綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設的同時，提高既有光纜傳輸?shù)目煽啃?。同時，針對特殊場合，光纜難以敷設到位或不具備敷設條件的地方，不排除利用電纜或無線方式傳輸個別視頻采集點。

4.6 與既有監(jiān)控系統(tǒng)及其他系統(tǒng)的融合

本著“最大限度保護既有投資，充分利用既有視頻監(jiān)控系統(tǒng)”的原則，在技術上采用有效措施，節(jié)約型地進行綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設投資。比如對于較為完善的行車安全監(jiān)控系統(tǒng)，可利用既有攝像機及線路，視系統(tǒng)平臺情況進行升級改造，統(tǒng)一制式，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，完善功能，達到融合的目標。

4.6.1 與模擬視頻系統(tǒng)的互聯(lián)

與模擬視頻系統(tǒng)互聯(lián)時，在模擬信號進入模擬矩陣前應增加視頻分配器分路，通過新增視頻編碼器將模擬信號進行壓縮編碼，轉換成符合本規(guī)范規(guī)定的數(shù)字信號，接入到綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對其視頻的調用，如圖3所示。

4.6.2 與數(shù)字視頻系統(tǒng)的互聯(lián)

與數(shù)字視頻系統(tǒng)互聯(lián)有以下2種方式。

（1）當其他數(shù)字視頻系統(tǒng)與綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的編碼標準一致時，可直接納入綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對其圖像的調用和控制功能。

（2）當其他數(shù)字視頻系統(tǒng)與綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的編碼標準不一致，且需接入部分視頻資源時，可在原編碼器輸入端對模擬信號進行分路，（與模擬視頻系統(tǒng)互聯(lián)類似）接入到綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對其視頻的調用功能。

4.6.3 與其他系統(tǒng)的互聯(lián)

綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)可與電源及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、防災安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，控制信息通過數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳至鐵路局包含告警單元的服務器上，觸發(fā)告警，將相應視頻信號通過分發(fā)服務器傳輸?shù)较嚓P用戶的終端。

5 結束語

綜上所述，鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)初步規(guī)劃構想基本滿足了目前所調查各運用專業(yè)的需求，同時也充分考慮了整合既有視頻監(jiān)控系統(tǒng)資源，規(guī)劃構想廣域性多層次的綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在降低管理成本和加強安全卡控的同時，還可通過擴展與其他信息系統(tǒng)等互聯(lián)，達到資源共享，為鐵路各級管理人員和決策者提供方便、快捷、有效的服務，因此必將會為鐵路運輸發(fā)展提供重要支持，為鐵路運輸安全提供重要保障。

[1]運基通信[2008］630號 鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范（試行）[S].

[2]鐵運[2008］33號 關于加強鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設和運用的通知[S].

[3]鐵運[2009］21號 鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理暫行辦法[S].