冶金企業(yè)鐵路車站信號(hào)設(shè)備遠(yuǎn)程集中視頻監(jiān)控系統(tǒng)

吳 衛(wèi)

（承德鋼鐵集團(tuán)有限公司，河北 承德 067000）

在新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下，冶金企業(yè)鐵路車站信號(hào)設(shè)備遠(yuǎn)程集中視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能得以完善，需要在硬件設(shè)備和軟件設(shè)備上進(jìn)行全面優(yōu)化，提高所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度和參數(shù)值，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中還存在著很多問(wèn)題，需要冶金企業(yè)技術(shù)人員加大技術(shù)研究力度，不斷的去解決。

1 冶金企業(yè)鐵路信號(hào)維護(hù)存在的問(wèn)題

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)階段冶金企業(yè)的鐵路信號(hào)管理系統(tǒng)也得到了良好發(fā)展，但在實(shí)際的維護(hù)中仍存在著較多顯著問(wèn)題，主要有以下幾點(diǎn)問(wèn)題：第一，目前冶金企業(yè)各類信號(hào)維護(hù)工作還不夠統(tǒng)一，無(wú)法將管理流程變得統(tǒng)一化、網(wǎng)絡(luò)化，致使管理流程中很多環(huán)節(jié)的工作沒(méi)有進(jìn)行充分鏈接，降低了管理工作的成效；第二，在開(kāi)展信號(hào)的管理與維護(hù)工作期間，沒(méi)有嚴(yán)格遵照規(guī)范制度執(zhí)行工作，冶金企業(yè)技術(shù)人員大都根據(jù)自身的主觀意愿做事，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)很多違規(guī)操作的問(wèn)題，在很大程度上降低了信號(hào)管理維護(hù)的效果。所以，由于冶金企業(yè)部分人員工作期間操作不合規(guī)，致使記錄工作與操控工作經(jīng)常出現(xiàn)偏差，最終降低了鐵路信號(hào)的服務(wù)效果；第三，在對(duì)鐵路信號(hào)進(jìn)行具體管理工作期間，并未將具體的工作任務(wù)分配到個(gè)人身上，因此，相關(guān)單位在對(duì)工作人員的管理工作上也并未收獲良好成效，致使欠缺對(duì)應(yīng)的監(jiān)管機(jī)制作為管理依據(jù)。

第四，當(dāng)前，在對(duì)冶金企業(yè)鐵路信號(hào)管理期間，因?yàn)楣芾砉ぷ鏖_(kāi)展的不合理，還會(huì)給工作人員的生命安全帶來(lái)威脅，也就是無(wú)法充分確保工作人員的生命安全性；第五，存有故障問(wèn)題的列車在進(jìn)路時(shí)沒(méi)有相應(yīng)的管制方案作為支撐；第六，戶外的信號(hào)設(shè)施沒(méi)有良好的安全性，在被損壞或者被盜走時(shí)無(wú)法預(yù)警；第七，因?yàn)橄冗M(jìn)的科學(xué)技術(shù)不斷地得到了運(yùn)用，而掌握了先進(jìn)技術(shù)的工作人員卻比較欠缺，導(dǎo)致現(xiàn)有的工作人員在對(duì)鐵路信號(hào)進(jìn)行修理時(shí)，無(wú)法正確解決其中問(wèn)題。因此，為了提升鐵路信號(hào)維護(hù)的效率與質(zhì)量，就必須針對(duì)有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行充分檢查。另外不能只關(guān)注室外設(shè)施的管理工作，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理工作的重視程度，必須意識(shí)到冶金企業(yè)鐵路信號(hào)的品質(zhì)提升屬于綜合性的任務(wù)，不可太過(guò)片面。

2 冶金企業(yè)鐵路車站系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

在冶金企業(yè)鐵路車站整體的系統(tǒng)構(gòu)架中包含四大部分：項(xiàng)目部監(jiān)控終端設(shè)備、指揮部控制中心設(shè)備、標(biāo)段監(jiān)控終端設(shè)備和工點(diǎn)采集終端設(shè)備。以上四部分都能夠?qū)ο到y(tǒng)中的內(nèi)容完成監(jiān)控任務(wù)，而且其四部分的監(jiān)控能力均是獨(dú)立存在互不影響的。第一，項(xiàng)目部配置終端設(shè)施，在互聯(lián)網(wǎng)的支持下終端設(shè)施和指揮部中的服務(wù)器進(jìn)行通訊鏈接，接收到監(jiān)控設(shè)備中的碼流，完成全程監(jiān)控工作。第二，指揮部監(jiān)控中心的設(shè)備，將流媒體設(shè)備和CVR設(shè)備裝配在監(jiān)控中心的機(jī)房中，其主要作用為：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試、管控權(quán)限、管控系統(tǒng)、儲(chǔ)存視頻和圖片；將終端設(shè)施與屏顯設(shè)施布置在監(jiān)控中心，輪番查看整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中的圖像。第三，分段設(shè)置終端設(shè)施，在互聯(lián)網(wǎng)和指揮部設(shè)備的支持下終端設(shè)施進(jìn)行通信工作，接收到監(jiān)控視頻中的碼流；第四，本地儲(chǔ)存監(jiān)控的視頻由互聯(lián)網(wǎng)視頻錄像設(shè)施、工點(diǎn)設(shè)置視頻收集設(shè)施和監(jiān)控終端共同來(lái)收集，而后在網(wǎng)絡(luò)的支持下把視頻監(jiān)控信息輸送到指揮部監(jiān)控中心。

2.2 報(bào)警觸發(fā)

在車站系統(tǒng)報(bào)警單位中輸送出報(bào)警訊號(hào)，其中的報(bào)警單位重點(diǎn)指的是產(chǎn)生報(bào)警訊號(hào)的設(shè)施，主要是給監(jiān)控系統(tǒng)供給報(bào)警訊號(hào)。一般在報(bào)警設(shè)施中包括煙感、緊急按鈕、紅外以及溫感等設(shè)備，而報(bào)警設(shè)施主要供給開(kāi)關(guān)量的輸送，前端編碼器接收到開(kāi)關(guān)量訊號(hào)同時(shí)把訊號(hào)輸送到監(jiān)控程序中，使有關(guān)的攝像設(shè)備和報(bào)警地區(qū)進(jìn)行鏈接，有關(guān)的視頻圖像會(huì)自主顯示在監(jiān)控終端處，使報(bào)警訊號(hào)和監(jiān)控程序和報(bào)警系統(tǒng)相鏈接。

2.3 用戶管理

權(quán)限的設(shè)置因?yàn)橛脩舻牟町惗兴煌?，?quán)限的分類主要是通過(guò)管轄的區(qū)域和管轄的設(shè)施類型進(jìn)行的。根據(jù)權(quán)限終端的差異其中的信息內(nèi)容會(huì)有所差異，可以在終端處利用用戶名與密碼進(jìn)行登錄，用戶因?yàn)樵跈?quán)限上的差異能夠?yàn)g覽的信息也會(huì)有所差異，例如，冶金企業(yè)鐵路車站的用戶可以瀏覽有關(guān)車站的監(jiān)控報(bào)警內(nèi)容，而中心用戶則可以對(duì)任何站點(diǎn)的監(jiān)控報(bào)警訊號(hào)進(jìn)行瀏覽。車站能夠和中心服務(wù)器進(jìn)行鏈接，對(duì)權(quán)限內(nèi)任何站點(diǎn)的監(jiān)控報(bào)警內(nèi)容進(jìn)行瀏覽。在系統(tǒng)權(quán)限的靈活標(biāo)配下，通過(guò)角色管控整個(gè)系統(tǒng)的權(quán)限，用戶組主要是將組織結(jié)構(gòu)當(dāng)作基礎(chǔ)構(gòu)建的用戶集合，其擁有角色的定義。

2.4 承載網(wǎng)絡(luò)

第一，視頻骨干網(wǎng)絡(luò)。視頻中的中心節(jié)點(diǎn)，視頻范圍節(jié)點(diǎn)間的視頻骨干傳送網(wǎng)絡(luò)主要可通過(guò)鐵路信息通訊網(wǎng)做到承載效果。視頻中心節(jié)點(diǎn)和所有視頻范圍節(jié)點(diǎn)間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的邏輯性承載線路是在鐵路信息通訊網(wǎng)的支持下做到的，主要對(duì)業(yè)務(wù)開(kāi)展隔離處理。視頻接入點(diǎn)間的視頻輸送網(wǎng)重點(diǎn)是在鐵路信息通訊網(wǎng)絡(luò)或者線路的支持下完成的，傳送寬帶在設(shè)置時(shí)則必須依照實(shí)際情況進(jìn)行。

第二，視頻收集接入網(wǎng)。視頻收集點(diǎn)到視頻接入節(jié)點(diǎn)的鏈接主要是在視頻收集接入網(wǎng)的支持下完成，而接入的方法包括光纖接入方式、視頻線纜接入方式、對(duì)稱電纜接入方式、通過(guò)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行接入的方式和無(wú)線接入方式等。各種視頻收集點(diǎn)可以按照區(qū)域的實(shí)際狀態(tài)來(lái)選取不一樣的接入模式。直接斷纜傳輸代表的就是同軸電纜基帶傳輸，主要指的是攝像儀器中的視頻訊號(hào)在未經(jīng)處理的情況下直接傳送到視頻編碼器中，屬于最基礎(chǔ)型的傳送模式。比較適合用在監(jiān)控節(jié)點(diǎn)不多或者短距離的程序中。其優(yōu)勢(shì)在于：傳送的程序比較簡(jiǎn)便，在區(qū)域大小合理的情況下，比較穩(wěn)定，失真度不高；其中不會(huì)產(chǎn)生太多噪音；不用加設(shè)解調(diào)器或調(diào)制器等輔助設(shè)施。其劣勢(shì)在于：無(wú)法達(dá)到遠(yuǎn)距離傳送；同一個(gè)視頻同軸電纜僅能夠?qū)为?dú)的視頻監(jiān)控訊號(hào)進(jìn)行傳送。通常在攝像儀器和編碼器超出一定面積的情況下對(duì)光纖傳送程序進(jìn)行運(yùn)用。將光纖傳送程序運(yùn)用到視頻監(jiān)控程序中的優(yōu)勢(shì)為：在傳送距離較遠(yuǎn)時(shí)，能夠保持良好的清晰度和保真度；其不易遭受雷擊和電磁輻射等影響因素的干擾；在光纖中不會(huì)產(chǎn)生接地回路的不良現(xiàn)象，更不會(huì)產(chǎn)生交擾橫條以及圖像分裂等不良現(xiàn)象；在維修保養(yǎng)光纖設(shè)備時(shí)不用對(duì)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)進(jìn)行斷電處理；光纖傳輸具有較高的安全性，不易本監(jiān)聽(tīng)到；耐腐蝕性強(qiáng)。

第三，視頻用戶接入網(wǎng)絡(luò)。用戶對(duì)終端到臨近視頻節(jié)點(diǎn)間的傳送網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控，重點(diǎn)滿足用戶終端視頻的調(diào)試需要和對(duì)云鏡的操控目的。視頻用戶接入網(wǎng)中的寬帶應(yīng)該按照最高圖像調(diào)試路數(shù)確定，可對(duì)傳送程序、鐵路信息通訊網(wǎng)絡(luò)等各種接入模式進(jìn)行運(yùn)用。

3 冶金企業(yè)鐵路設(shè)備遠(yuǎn)程集中視頻實(shí)現(xiàn)功能

3.1 電子地圖

能夠在電子地圖內(nèi)瀏覽到管轄區(qū)域中的各個(gè)路線、車站等的布控形式和各個(gè)機(jī)車所處的方位。在瀏覽電子地圖時(shí)經(jīng)常用到的功能包括：縮小、放大、漫游、復(fù)位、定位以及查詢等。

3.2 視頻傳輸方式優(yōu)化

第一，視頻編解碼。當(dāng)前，H.264 與MPEG-4 屬于視頻編解碼中的主要標(biāo)準(zhǔn)。在此策略中重點(diǎn)對(duì)H.265 標(biāo)準(zhǔn)的編碼進(jìn)行運(yùn)用，與H.264 標(biāo)準(zhǔn)的編碼比較在壓縮成效、錯(cuò)誤修復(fù)水平和魯棒性上均有所提高，有效解決了信道獲取時(shí)間、實(shí)時(shí)延遲、復(fù)雜性和隨機(jī)接入延遲等方面的問(wèn)題，優(yōu)點(diǎn)為能夠在帶寬有限的情況中傳送效果更佳的網(wǎng)絡(luò)視頻，H.265 標(biāo)準(zhǔn)的編碼僅利用H.264 一半的帶寬便能夠傳送出效果同等的視頻。第二，雙碼流。將一路高碼率的碼流運(yùn)用到本地的高清晰度儲(chǔ)存中，確保本地視頻的清晰度和穩(wěn)定性，另外通過(guò)一路低碼率的碼流運(yùn)用到4G 傳送中。如此不但可以確保本地視頻的品質(zhì)不遭受損壞，另外還能夠確保指揮部視頻的穩(wěn)定性。第三，降低幀頻率。監(jiān)控視頻的不間斷性與穩(wěn)定性屬于指揮部最為注重的內(nèi)容，因此4G 傳送時(shí)不能盲目降低幀頻率，降低傳送的數(shù)據(jù)，縮減4G 流量的運(yùn)用等進(jìn)而達(dá)到節(jié)約成本的目的，確保傳送信息的質(zhì)量。

3.3 人員防護(hù)輔助

在咽喉區(qū)域布置的定焦和清晰度極高的球型攝像機(jī)，針對(duì)咽喉區(qū)域進(jìn)行全景監(jiān)控，完成對(duì)工作人員工作狀態(tài)的監(jiān)控和防護(hù)確定。在監(jiān)控程序接收到車站進(jìn)車訊號(hào)時(shí)，觸發(fā)程序和訊號(hào)程序報(bào)警觸發(fā)，利用站機(jī)接口軟件將進(jìn)車方位和股道等訊息傳送到該程序分析服務(wù)設(shè)備中，分析服務(wù)軟件對(duì)和其相關(guān)的攝像儀器進(jìn)行分析和匹配，開(kāi)啟同時(shí)將視頻隨時(shí)傳送到站內(nèi)訊號(hào)防護(hù)工作者的移動(dòng)終端處，如果監(jiān)控到有人還在道上，可利用語(yǔ)音防護(hù)設(shè)備進(jìn)行語(yǔ)音提示，要求躲避。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本系統(tǒng)將視頻監(jiān)控系統(tǒng)與信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了冶金企業(yè)車站信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警觸發(fā)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，具有電子地圖、報(bào)警觸發(fā)、上道施工防護(hù)、遠(yuǎn)程電子巡視、實(shí)時(shí)監(jiān)視和歷史回放等功能，同時(shí)具備以下特點(diǎn)：

（1）系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)告警追蹤。利用信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警觸發(fā)功能，自動(dòng)控制視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)信號(hào)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)告警畫(huà)面進(jìn)行追蹤，進(jìn)而還原現(xiàn)場(chǎng)情況。

（2）系統(tǒng)界面簡(jiǎn)潔、易用。通過(guò)電子化的站場(chǎng)圖和平面布置圖，提供了全面、直觀的信號(hào)設(shè)備實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面，所見(jiàn)即所得。

（3）系統(tǒng)移動(dòng)終端可方便快捷的實(shí)時(shí)監(jiān)控上道人員情況，保障上道作業(yè)人身安全。

（4）系統(tǒng)輔助日常巡視作業(yè)。利用低照度全天候高清攝像機(jī)、微機(jī)監(jiān)測(cè)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控，可隨時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行巡視，減輕作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。研究成果已較為完整地在某鐵路站段試用，解決了用戶需求的基本問(wèn)題。但還存在進(jìn)一步探討改進(jìn)的空間，如系統(tǒng)錄像可進(jìn)一步進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，將告警錄像根據(jù)場(chǎng)景特點(diǎn)設(shè)置關(guān)鍵信息（如人員、列車、物品移動(dòng)等），以方便進(jìn)行快速檢索播放，所以還需冶金企業(yè)技術(shù)人員不斷加大研發(fā)力度。