淺談智能化鐵路監(jiān)控系統(tǒng)的建設

■ 張卓

近年來，我國鐵路建設突飛猛進，隨著津京城際、京滬高鐵、京廣高鐵的建成與通車，鐵路已經進入了“飛速的高鐵時代”！對于鐵路沿線的運行監(jiān)控以及火車站周邊的治安監(jiān)控也提出了越來越高的要求。

概述

伴隨著火車越來越快，如何為廣大旅客提供一個安全的出行環(huán)境并有效的打擊犯罪，是我們當前非常關注的問題。如今鐵路系統(tǒng)的投入在監(jiān)控方面的運營人員正在逐步減少，利用有限的人力而達到覆蓋更加廣泛的效果、則必須通過先進的智能技術手段全面掌握、分析以及控制鐵路沿線的運行情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并快速反應，有效制止惡性事件的發(fā)生。

因此，建立鐵路綜合性智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)勢在必行。

需求分析

對于鐵路系統(tǒng)目前來說建設先進的智能化鐵路監(jiān)控系統(tǒng)，需要從前端監(jiān)控點位到后端智能化平臺相結合的方式入手，前后端無縫配合后才可達到建設目的、系統(tǒng)穩(wěn)定性以及后期的可擴展性。綜合分析，目前鐵路上的現(xiàn)狀與需求如下：

1、資源共享

各地方車務段網絡資源比較零散，基本還是以各自為戰(zhàn)的方式單獨運行，無法將各地的有效信息上傳至總公司，同時也無法從公司獲取更多的治安監(jiān)控關鍵點內容，導致監(jiān)控系統(tǒng)效果大打折扣。

2、密集地區(qū)的人員智能化分析

對于車站等人員密度較大地區(qū)的監(jiān)控，只是單獨的錄像，對于車站人流中摻雜的閑散人員或者網上在逃人員并沒有智能化的分析。

3、重點地域的異常行為的分析

對于車站、候車廳、售票大廳等人員密度較大的地方，以及貨場等重要地區(qū)對可疑人員的可疑行為沒有單獨的分析處理，一旦監(jiān)控前的工作人員疏忽就會導致不可挽回的損失。

4、突發(fā)事件的聯(lián)動報警機制

對于發(fā)生的突發(fā)性案件，火車站更多的是通過通訊設備第一時間與駐站的110進行聯(lián)系，然后再找到監(jiān)控中心進行相關案件的視頻查詢，處理時間的效率不高。

5、設備建設、維護

目前對監(jiān)控前端依靠人為巡檢或者后端查看視頻方式對所有點位進行輪詢檢查，需要系統(tǒng)自動對點位進行實時狀態(tài)顯示并報警，同時還需要對異常圖像的情況進行智能化分析，給出相應的故障原因。

6、后端大數(shù)據的存儲備份

前端監(jiān)控設備、各級監(jiān)控中心，均應對巡檢、報警、視音頻、系統(tǒng)日志等信息予以存儲。機關的相應部門應按照規(guī)定的格式，存儲報警信息及與報警關聯(lián)的視音頻信息。存儲和備份的報警、巡檢等歷史數(shù)據信息，可在網絡系統(tǒng)中依據授權進行訪問。

系統(tǒng)設計

1、系統(tǒng)架構分析：

從資源組合與整合的角度上可以分為四個組成部分：監(jiān)控中心，傳輸網絡平臺，監(jiān)控資源和用戶群。監(jiān)控資源是信息的提供者，用戶群是信息的服務對象，公安監(jiān)控中心是信息的管理者，是信息存儲與共享的平臺，傳輸網絡提供了各種信息（數(shù)字的和模擬的）的傳輸通道，連接了以上三個部分，如圖1。

圖1

其中最重要的監(jiān)控中心可以分為公安監(jiān)控中心和業(yè)務部門監(jiān)控中心。

公安監(jiān)控中心：

公安監(jiān)控中心是指由公安部門管理和使用的，具有接處警能力的監(jiān)控中心。公安部門已經建有大量的前端監(jiān)控資源，公安監(jiān)控中心是這些監(jiān)控資源的存儲和共享平臺。

公安監(jiān)控中心是監(jiān)控報警聯(lián)網系統(tǒng)的核心部分，匯接各種監(jiān)控資源，將所需的視頻、音頻、數(shù)據信息進行編碼和存儲，并根據授權進行實時播放、檢索和瀏覽，是實現(xiàn)互聯(lián)、互通、互控和滿足公安實戰(zhàn)應用的共享平臺，為各級公安機關、業(yè)務部門和各級領導決策、指揮調度、取證提供及時、可靠的報警和監(jiān)控信息。

公安監(jiān)控中心采用分級設置，依據管理權限的不同可以分為一級、二級、三級監(jiān)控中心，系統(tǒng)可以根據本地區(qū)的行政區(qū)劃、治安狀況、城市地域范圍、經濟發(fā)展狀況，合理選擇適合本城市的公安監(jiān)控中心的分級架構，例如可以建設一個級別、兩個級別或者三個級別的監(jiān)控中心。每一級的監(jiān)控中心配有監(jiān)控管理服務器，實現(xiàn)對本級監(jiān)控中心客戶端和所轄下級監(jiān)控中心的管理和授權。

三級監(jiān)控中心：指由派出所設立的報警與視頻監(jiān)控中心。派出所是監(jiān)控報警聯(lián)網系統(tǒng)的基層單位，對所轄區(qū)域負有直接責任，是視頻監(jiān)控資源整合共享、控制管理和應用的基礎和源頭。派出所在視頻監(jiān)控方面的技術力量較薄弱，因此三級監(jiān)控中心的系統(tǒng)應該簡單、方便、可靠。三級監(jiān)控中心的監(jiān)管服務器可以管理本轄區(qū)內前端設備和授權客戶端，接受來自上級監(jiān)控中心監(jiān)管服務器的管理。

二級監(jiān)控中心：指由管轄某機務段的公安分局或者其他公安業(yè)務部門設立的報警與視頻監(jiān)控中心。二級監(jiān)控中心接收三級監(jiān)控中心上傳的圖像，同時可以根據實際情況，擁有獨立的前端監(jiān)控資源，二級監(jiān)控中心對所轄的三級監(jiān)控系統(tǒng)具有管理權限，并且可以將本地監(jiān)控設備進行統(tǒng)一管理，同時也接受一級監(jiān)控中心的管理，這些管理都是通過設在二級監(jiān)控中心的監(jiān)管服務器進行的。

一級監(jiān)控中心：指由負責鐵路局治安管理的處級公安部門設立的報警與視頻監(jiān)控中心。處級監(jiān)控中心的監(jiān)控管理服務器在監(jiān)控報警聯(lián)網系統(tǒng)中具備最高的管理權限，各個公安分局（業(yè)務部門）和派出所的監(jiān)控系統(tǒng)和前端監(jiān)控資源都受到一級監(jiān)控中心監(jiān)管服務器的管理和控制。

業(yè)務部門監(jiān)控中心：

業(yè)務部門監(jiān)控中心是指其它業(yè)務部門的獨立的業(yè)務監(jiān)控中心，如機務、車務、電務業(yè)務的監(jiān)控中心。有可能該監(jiān)控中心并不是一個獨立的機房，而是和其它業(yè)務的管理中心合并成為一個綜合的監(jiān)控中心，但是需要從公安局監(jiān)控中心這個平臺上調用圖像資源，其權限受到公安局監(jiān)控中心平臺的控制。主要包括鐵路局管理的總監(jiān)控中心和其它業(yè)務部門，他們通過鐵路系統(tǒng)的內部網絡，從公安局一級監(jiān)控中心獲取經過授權的圖像資料。

2、系統(tǒng)拓撲圖：

整個鐵路綜合監(jiān)控平臺系統(tǒng)采用模擬和數(shù)字混合的信息處理和傳輸方式，未來的趨勢是全部實現(xiàn)高清化、數(shù)字化。目前來看總體上是“四級網絡”和“四級監(jiān)控平臺”的結構，如圖2。

功能特點

1、視頻瀏覽

支持手動/自動/分組/定時/報警，可同步監(jiān)聽前端設備采集的聲音，并與現(xiàn)場進行語音對講和廣播，支持視頻通道名稱關鍵詞支持多屏/分屏顯示以及電子地圖，發(fā)生報警觸發(fā)后自動彈出相關畫面在指定顯示窗口進行顯示，可在第一時間通知相關部門負責人，提高辦案效率！

圖2

2、視頻檢索

鐵路站點的人員流動性非常大，面對海量設備資源和錄像數(shù)據，需要高效檢索引擎，除了傳統(tǒng)的通過編號地址、名稱模糊信息外還可通過人員特征的操作方式實現(xiàn)快速檢索。如：穿紅色衣服的人，拿綠色提包的乘客等等，大大提高了視頻檢索效率！

3、視頻故障診斷功能

通過智能分析對視頻故障進行分析與預警，對視頻圖像出現(xiàn)的雪花、滾屏、模糊、偏色、畫面凍結、增益失衡和云臺失控等常見攝像頭故障做出準確判斷并發(fā)出報警信息。該系統(tǒng)還可以檢測視頻信號有無和前端云臺攝像機的運行情況，有效預防因硬件導致的圖像質量問題及所帶來的不必要的損失，并及時檢測破壞監(jiān)控設備的不法行為。

視頻瀏覽

視頻檢索

視頻信號缺失檢測

視頻信號清晰度異常檢測 視頻信號亮度異常檢測

視頻噪聲檢測

視頻偏色檢測

區(qū)域入侵智能檢測

物品遺留智能檢測

人臉檢測

4、區(qū)域入侵智能檢測

支持進入、離開、突然出現(xiàn)、突然消失等多種行為，可同時設置單個或者多個任意多邊形區(qū)域。對于鐵路沿線進行進入的區(qū)域可實時進行監(jiān)控分析，一旦出現(xiàn)馬上報警，第一時間避免異常情況的發(fā)生！

5、物品遺留智能檢測

物品被放置在檢測區(qū)域達到一定的時間即發(fā)出報警，可對火車站貨物區(qū)域以及其他重點區(qū)域進行實時監(jiān)測，支持全場景檢測！

6、物品丟失

物品從檢測區(qū)域內被拿走，達到一定的時間發(fā)出報警，對于車站的固定資產可進行實時監(jiān)測，該功能支持設定多個檢測區(qū)域。

7、人數(shù)統(tǒng)計

計算并統(tǒng)計監(jiān)控區(qū)域進出的人員數(shù)量，對車站日后控制人流以及車站內升級改造建設提供有效的數(shù)據。

8、人臉檢測

目標在設定的檢測區(qū)域內，并且大小在設定的最小人臉最大人臉之間，如果檢測到有人臉，則觸發(fā)提取，與后端的違法庫中信息進行對比，一旦找出相似度很高的目標則馬上進行報警，并以短信形式告知相關人員，提高破案效率。

9、設備狀態(tài)檢測

通過心跳機制對前端所有視頻圖像進行輪巡、支持視圖組輪巡、支持跨服務器圖像輪巡。輪詢后可實時查看錄像存儲系統(tǒng)的運行狀態(tài)，出現(xiàn)異常狀態(tài)點位時可馬上報警并在統(tǒng)計欄中記錄報警狀態(tài)類型，最終匯總成報表，供甲方查詢使用。

10、雙機熱備

通過現(xiàn)有的以太網絡基礎環(huán)境，通過TCP/IP協(xié)議，在兩臺主機之間實現(xiàn)了數(shù)據的實時鏡像，可以對主機的IP、應用程序、數(shù)據等進行監(jiān)控和保護，當應用程序或主機發(fā)生故障后，將自動快速切換應用到備機，確保應用服務的持續(xù)和可用性，保證業(yè)務的持續(xù)運行。

結束語

今年年初原鐵道部更名為中國鐵路總公司，隨著體制的改革，相信也會為整體的鐵路運營的安全性帶來新的契機！