淺析鐵路貨運視頻監(jiān)控系統(tǒng)

摘 要：鐵路貨運視頻監(jiān)控系統(tǒng)為鐵路貨車運行狀態(tài)的判斷能力提升提供了保障。本文通過對鐵路貨運視頻監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀進行分析，并對相關(guān)部門進行需求調(diào)研，優(yōu)化了貨運專用線視頻監(jiān)控系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并對前端采集點布點情況給出建議。希望為今后鐵路貨運視頻監(jiān)控系統(tǒng)的類似項目設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；貨運設(shè)計；系統(tǒng)設(shè)置

中圖分類號：TN919.81 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）03-0047-03

Video Monitoring System for Railway Freight Transportation

DAI Tianwei

（China Railway Communication and Signal Survey & Design Institute Co.，Ltd.，Beijing 100036，China）

Abstract：Railway freight video surveillance system provides a guarantee for the judgment ability of railway freight car operation status. Based on the analysis of the current situation of railway freight video surveillance system and the demand investigation of relevant departments，the video surveillance system and network structure of freight dedicated line are optimized，and the layout of front-end collection points is proposed. It is hoped to provide reference for the design of similar projects of railway freight video surveillance system in the future.

Keywords：video surveillance；freight design；system settings

0 引 言

近些年運輸市場的供求關(guān)系發(fā)生了很大的變化，鐵路貨運在運輸系統(tǒng)中的作用越來越突出，面對此種形勢，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用提高了鐵路貨車運輸狀態(tài)的判斷能力，為順利推進信息化打下了基礎(chǔ)。

1 現(xiàn)狀分析

以長沙貨運中心為例，其管轄區(qū)域的車間共計20個，包括本中心在內(nèi)的其他區(qū)域，比如郴州、長沙北、衡陽和雙清等地，貨場門吊視頻系統(tǒng)已經(jīng)基本安裝完成，車輛資料、門吊視頻監(jiān)控、記錄儀和裝載視頻等均已納入長沙貨運中心及車間日常監(jiān)控范圍，取得了一定成效。然而我們還應(yīng)當看到實踐中存在的不足以及問題，尤其是監(jiān)控乏力，而且各環(huán)節(jié)之間未能實現(xiàn)有效銜接?？v觀國內(nèi)其他鐵路系統(tǒng)，太原鐵路局在監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)方面走在了前列，其結(jié)合列車貨檢監(jiān)全面推進列車貨運自動監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了編組站、各分界口的全覆蓋，而且能夠采用視頻形式進行全面記錄。

范柏鐵路在沿線車站、線路所新設(shè)了視頻監(jiān)控系統(tǒng)中心設(shè)備，各站運轉(zhuǎn)室、咽喉區(qū)、裝卸作業(yè)區(qū)設(shè)置視頻前端攝像機，以滿足全線監(jiān)控要求。在范柏車站咽喉處，安裝了貨車裝載監(jiān)視系統(tǒng)，采用高清視頻的方法對貨車裝載過程進行全過程記錄，同時利用現(xiàn)代計算機技術(shù)手段以及信息自動化集成和處理手段，對貨物裝載過程進行高清圖像與視頻信息數(shù)據(jù)收集，大大提高了安全管理效率。

敬業(yè)鐵路專用線（敬業(yè)專用站至西柏坡貨場）貨場視頻監(jiān)控系統(tǒng)在沿線車站、線路所新設(shè)了視頻監(jiān)控系統(tǒng)中心設(shè)備，各站運轉(zhuǎn)室、咽喉區(qū)設(shè)置視頻前端攝像機。

現(xiàn)階段視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)在整個鐵路貨運領(lǐng)域中得到普及，應(yīng)用范圍最廣的是在貨運站存放貨物區(qū)域、倉庫、門衛(wèi)、大廳以及貨運站運轉(zhuǎn)和車站貨物調(diào)度室等位置，布設(shè)視頻前端攝像機監(jiān)測貨車進出站狀態(tài)。

在室外裝卸作業(yè)區(qū)、集裝箱正面吊監(jiān)控系統(tǒng)受通信傳輸（如無線通信傳輸）及施工環(huán)境（如光纖敷設(shè)）限制。而且，鐵路貨運專用線涉及到與干線的接軌，極有可能造成投資浪費，也不便于對信息系統(tǒng)進行統(tǒng)一維護管理。為此，通過調(diào)研各相關(guān)應(yīng)用維護部門對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的需求，對貨運鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集點的設(shè)置情況、專用線與干線接軌的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計情況，并進行歸納總結(jié)，以供今后鐵路貨運視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計參考。同時，對視頻監(jiān)控領(lǐng)域的無線傳輸新技術(shù)在鐵路貨運中的應(yīng)用進行展望。

2 需求調(diào)研

《TB 10067-2000鐵路站場客貨運設(shè)備設(shè)計規(guī)范》中指出，貨運站應(yīng)根據(jù)需求和當?shù)貤l件，設(shè)置貨運管理信息系統(tǒng)和貨運安全監(jiān)測設(shè)備?！禩B 10625-2017重載鐵路設(shè)計規(guī)范》中指出，貨運站科根據(jù)需要設(shè)置車載視頻監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)、站場視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但是視頻攝像機的具體布點位置沒有明確說明。

2.1 車站運輸管理系統(tǒng)

鐵路車站運輸處基于站類別，將其分為大小站、區(qū)間站以及編組站和線路所等多個部分。其中，大站主要集中于車站樓運轉(zhuǎn)室，設(shè)置一臺攝像機，并且在助理值班室以及室外的合適位置安裝一臺攝像機，對咽喉區(qū)進行實時視頻監(jiān)控。

對于小站而言，同樣在集中樓運轉(zhuǎn)室中安裝一臺室內(nèi)攝像機，然后在站長室以及助力值班員辦公室分別布設(shè)一臺攝像機，對咽喉區(qū)進行監(jiān)控，并且按照實際情況和需要優(yōu)化調(diào)車場監(jiān)控攝像機的配設(shè)。區(qū)間站又稱為車站中間站，有一臺攝像機安置在集中樓運轉(zhuǎn)室，站長室以及值班人員所在的室內(nèi)也安裝一臺攝像機。組站又稱為區(qū)段站，和以上布設(shè)情況一致，在集中樓運轉(zhuǎn)室中安裝一臺室內(nèi)攝像機，并且根據(jù)出發(fā)場以及到達場的情況和需要合理安排咽喉區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)。值得一提的是，在編組場中的區(qū)長室以及駝峰樓內(nèi)也要安裝攝像機，峰頂以及峰尾位置布設(shè)室外攝像機，對場內(nèi)情況進行監(jiān)控。線路所的行車室內(nèi)合要理安裝一臺攝像機，而且在牽出線與岔線連接位置也要分別安裝一臺攝像機。上述鐵路貨運站建設(shè)過程中，各直屬站以及車務(wù)段應(yīng)當根據(jù)實際情況建立監(jiān)控中心與終端控制系統(tǒng)。

2.2 鐵路貨運系統(tǒng)

在鐵路車站貨運系統(tǒng)建設(shè)過程中，注意對貨場區(qū)以及咽喉區(qū)進行嚴格監(jiān)控。其中，貨場區(qū)監(jiān)控點包括貨場站臺、庫區(qū)、門衛(wèi)、辦公室和周邊環(huán)境進行監(jiān)控，合理安裝適量的攝像機。在此過程中需注意監(jiān)控終端，根據(jù)實際情況布設(shè)在貨檢辦公室等位置，存儲時間的要求為60天。

2.3 鐵路電務(wù)系統(tǒng)

在建設(shè)鐵路貨運監(jiān)控系統(tǒng)時，電務(wù)部門非常重要，尤其是信號以及通信要求非常高；在鐵路貨運站通信機房和信息室內(nèi)分別安裝攝像機（一般以兩臺為宜），監(jiān)控機房門、工作人員和設(shè)備。

3 貨運專用線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)化

專用線視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要對貨運區(qū)的裝卸作業(yè)以及調(diào)車等過程進行實時監(jiān)控，負責作業(yè)現(xiàn)場的安全管理工作。同時，還要在工廠站適當位置布設(shè)前端設(shè)備，并且采用“無線+有線”的視頻采集模式；將視頻采集點布設(shè)在出入站的關(guān)鍵位置，比如信號機房、股道兩側(cè)和裝卸車區(qū)域。根據(jù)貨運站的綜合格局，新增監(jiān)控終端布設(shè)在接軌站貨運辦公室以及值班室等位置。需注意專用監(jiān)控系統(tǒng)布設(shè)時，應(yīng)當根據(jù)與干線鐵路之間的關(guān)系合理布設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)，對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。新增的視頻監(jiān)控服務(wù)器優(yōu)先設(shè)置在通信機械室內(nèi)，當通信機械室不具備設(shè)置條件時，再考慮設(shè)置在信息機房。

在專用線信息系統(tǒng)設(shè)計中，不建議將工廠站視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為獨立系統(tǒng)設(shè)置，而是優(yōu)先考慮把專用線視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為接軌站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的延伸擴展，將設(shè)置在工廠站的前端設(shè)備納入接軌站既有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)后臺，這樣能有效節(jié)省投資，并便于接軌站對視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行統(tǒng)一維護管理。

在設(shè)計信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時，接軌站以及工廠站信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)當按照局域網(wǎng)進行布局，這樣有利于減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和系統(tǒng)建設(shè)的開支，有利于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及減少網(wǎng)絡(luò)故障點。從實踐來看，這樣設(shè)計具有顯著應(yīng)用價值，比如工廠站、接軌站監(jiān)控系統(tǒng)之間可以采用光纜進行直接連接，無需另外設(shè)置通信傳輸系統(tǒng)即可提供有效的傳輸通道。在此過程中，直接通過交換機百兆、千兆端口帶寬傳輸視頻信息數(shù)據(jù)，避免受到通信傳輸限制，而且有利于避免數(shù)據(jù)信息傳輸延時。在接軌站與工廠站之間利用兩層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行連接，而非三層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這對于減少系統(tǒng)建設(shè)投資具有顯著作用。同時，還可以有效降低因路由增加而導致的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能耗，因為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)效率本身優(yōu)于路由轉(zhuǎn)發(fā)效率。除此之外，工廠站以及接軌站利用相同網(wǎng)段IP，有利于減少因子網(wǎng)細化而導致的主機與網(wǎng)絡(luò)地址耗損。

如果工廠站的視頻監(jiān)控服務(wù)器設(shè)置在工廠站通信機械室，利用通信光纜中的2芯接入接軌站通信機械室既有的綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，接軌站既有的綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)至視頻區(qū)域節(jié)點的通信通道維持不變。

4 采集點布點建議

進出站交通要道應(yīng)設(shè)置備定焦槍型攝像機（室外），監(jiān)視目標是人員及車輛出入情況，主要供公安使用。

貨場重點區(qū)域應(yīng)設(shè)置球型攝像機或槍型攝像機，監(jiān)視目標是貨物裝卸、人員出入情況、設(shè)備區(qū)環(huán)境及人員維護作業(yè)情況，主要供車務(wù)、電務(wù)、貨運使用。

貨運營業(yè)廳應(yīng)設(shè)置前端采集設(shè)備，球型攝像機或槍型攝像機，監(jiān)視目標是人員出入情況、設(shè)備區(qū)環(huán)境及人員維護作業(yè)情況、設(shè)備區(qū)環(huán)境及人員維護作業(yè)情況，主要供貨運、公安使用。

運轉(zhuǎn)室/行車室應(yīng)設(shè)置球型攝像機或槍型攝像機，監(jiān)視目標是室內(nèi)人員工作情況、設(shè)備區(qū)環(huán)境及人員維護作業(yè)情況，主要供車務(wù)、公安使用。

通信、信號、信息機房宜（信息大型信息機房應(yīng)）設(shè)置球型攝像機或槍型攝像機，監(jiān)視目標是機房人員出入情況、設(shè)備區(qū)環(huán)境及人員維護作業(yè)情況，主要供電務(wù)使用。

編組站到達場咽喉區(qū)應(yīng)設(shè)置定焦槍型攝像機（室外），可采用無紅暴光源來解決夜視問題，監(jiān)視目標是到達貨車的貨物裝載情況、押運人員狀況，主要供管轄單位、公安使用。

編組站重點區(qū)域應(yīng)設(shè)置變焦槍型攝像機（室外），且具有低照度功能，監(jiān)視目標是到達貨車編組作業(yè)情況，主要供貨運、公安使用。

編組站出發(fā)場進入提速正線的咽喉區(qū)應(yīng)設(shè)置槍型攝像機（室外），可采用無紅暴光源來解決夜視問題，監(jiān)視目標是貨物列車的貨物裝載情況、貨車篷布苫蓋及網(wǎng)繩捆綁狀態(tài)、貨車門/窗/蓋關(guān)閉情況、押運人員狀況，主要供貨運、公安使用。

貨運中心重點區(qū)域可設(shè)置球型攝像機或定焦槍型攝像機，監(jiān)視目標是人員出入情況、設(shè)備區(qū)環(huán)境及人員維護作業(yè)情況，主要供公安、相關(guān)管理部門使用。

貨運鐵路局分界口、鐵路公安處管轄界口應(yīng)設(shè)置定焦槍型攝像機（室外），具有高速、高分辨率、強光抑制等功能，可采用無紅暴光源來解決夜視問題，主要監(jiān)視目標是列車貨物裝載情況，主要供公安、車站、貨運使用。

車站咽喉處應(yīng)設(shè)貨車裝載視頻監(jiān)視系統(tǒng)，以（高清）貨車裝載視頻設(shè)備、車號識別設(shè)備等為基礎(chǔ)，采用先進的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及信息處理與集成技術(shù)，實現(xiàn)貨物裝載狀態(tài)高清視頻、圖像信息的自動收集、檢測監(jiān)控和集中管理，為各級貨運管理部門和作業(yè)部門提供清晰、直觀的貨車裝載信息。

對于安全管理或指揮有特殊要求的，應(yīng)在貨場門吊、集裝箱正面吊安裝高清視頻、無線視頻攝像機，滿足相關(guān)部門對安全管理、指揮的需要。

5 新技術(shù)應(yīng)用

TD-LTE 4G無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠適應(yīng)鐵路站場復(fù)雜苛刻的環(huán)境條件（含專用線棚車內(nèi)作業(yè)、夜間無照明、雨雪天氣等），數(shù)據(jù)、圖像傳輸質(zhì)量穩(wěn)定可靠，集成后核心網(wǎng)架構(gòu)相對簡單，基站安裝較為簡便，帶寬容量大，可以在站場內(nèi)打造一個基站多種用途的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。因此，TD-LTE 4G無線網(wǎng)絡(luò)可以作為鐵路站場無線組網(wǎng)技術(shù)選型的首選方向和標準，它可實現(xiàn)無線視頻攝像機的回傳，滿足相關(guān)應(yīng)部門對安全管理、指揮的需要。不足之處是規(guī)模較小時，成本相對較高。如果需要在較大車站或鐵路沿線搭建貨運、車務(wù)、車輛（列檢）、機務(wù)、工務(wù)、電務(wù)、公安等部門共同使用的、穩(wěn)定高效的綜合無線網(wǎng)絡(luò)時，TD-LTE 4G方案的性價比將更具有優(yōu)勢，更加經(jīng)濟可靠。

移動終端設(shè)備。手持機集群終端設(shè)備能夠同時支持私密呼叫、組呼、短信、彩信、寬帶數(shù)據(jù)接入、視頻監(jiān)控和回傳業(yè)務(wù)，以及多業(yè)務(wù)并發(fā)功能，可用于現(xiàn)場集群通信與手持機拍照上傳，節(jié)省人力，提高效率，滿足鐵路貨運信息化發(fā)展的要求。

6 結(jié) 論

合理設(shè)計鐵路貨運視頻監(jiān)控系統(tǒng)，科學布置前端監(jiān)控攝像機位置，逐步將無線高清監(jiān)控系統(tǒng)推廣應(yīng)用，不僅可以有效節(jié)省投資，便于接軌站對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一維護管理，更能提高鐵路貨運監(jiān)督力度與綜合管理水平。

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作者簡介：代天威（1987.02-），女，漢族，河北邯鄲人，工程師，本科，研究方向：通信信息。