隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,軌道交通的安全問題逐漸凸顯出來。因此,如何選擇和搭建一個好的管理平臺將為鐵路的正常運(yùn)營提供強(qiáng)有力的保障。為此,本文就為讀者奉獻(xiàn)了廣州鐵路車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案,僅供參考。
確保鐵路運(yùn)輸安全,除了在管理層面加快安全規(guī)章制度建設(shè),同時也需要在技術(shù)層面通過各種先進(jìn)的技術(shù)手段來確保運(yùn)輸作業(yè)的安全。從信息化各個應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展來看,鐵道部各個業(yè)務(wù)部門都在其專用信息應(yīng)用系統(tǒng)中提出了視頻監(jiān)控的需求,例如車務(wù)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電務(wù)管理信息系統(tǒng)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。相比各個管理部門分散、獨(dú)立建設(shè)各自安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)而言,建設(shè)一個統(tǒng)一的安全生產(chǎn)監(jiān)控平臺存在以下優(yōu)點(diǎn)。
一、隨著現(xiàn)在視頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展以及通信網(wǎng)的不斷完善,在技術(shù)上確保了一個安全生產(chǎn)監(jiān)控平臺的可行性,統(tǒng)一的視頻監(jiān)控平臺節(jié)省投資和通信資源,建設(shè)成本較低。
二、統(tǒng)一的視頻監(jiān)控平臺擴(kuò)展性較好,且易于資源共享。
綜上所述,京廣線茶嶺至白石渡車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)將滿足廣州鐵路(集團(tuán))公司對京廣線安全生產(chǎn)監(jiān)控的各項(xiàng)需求,有助于逐步實(shí)現(xiàn)“地對地”的安全監(jiān)控體系,對于加強(qiáng)京廣線的安全生產(chǎn)是有相當(dāng)大的輔助作用,是必要的。
項(xiàng)目概況
本項(xiàng)目為廣州鐵路(集團(tuán))公司京廣線茶嶺至白石渡的車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及相關(guān)配套工程。
車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)為電務(wù)、車務(wù)安全生產(chǎn)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)提供統(tǒng)一的實(shí)現(xiàn)平臺。其中,車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)為電務(wù)安全生產(chǎn)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)提供必要的服務(wù)器設(shè)備、編解碼設(shè)備以及存儲設(shè)備,電務(wù)安全生產(chǎn)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)所需的監(jiān)控終端以及前端攝像機(jī)設(shè)備由電務(wù)安全生產(chǎn)指揮系統(tǒng)工程進(jìn)行建設(shè),不在本工程范圍內(nèi)。
本次工程的工程范圍涉及廣鐵集團(tuán)救援指揮中心、安監(jiān)室、京廣線調(diào)度臺、集團(tuán)公司主要業(yè)務(wù)處、8個車務(wù)段(含段級站)以及沿線的69個車站(不含編組站)。
項(xiàng)目需求分析
監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求
監(jiān)控系統(tǒng)的具體技術(shù)要求如下:
·系統(tǒng)以鐵路數(shù)字通信網(wǎng)為基礎(chǔ)構(gòu)建的廣域網(wǎng)為傳輸平臺。前端攝像機(jī)設(shè)備根據(jù)與車站監(jiān)控室的距離遠(yuǎn)近,分別通過光纖、同軸視頻電纜的方式接入車站視頻編解碼設(shè)備;
·攝像機(jī)要求超低照度,至少22倍光學(xué)變焦,10倍數(shù)字變焦的一體化日夜自動轉(zhuǎn)換攝像機(jī),以便能夠縱深監(jiān)控。根據(jù)需要,攝像機(jī)要帶有云臺控制功能,能夠360度旋轉(zhuǎn);
·采用網(wǎng)絡(luò)視頻編解碼器設(shè)備進(jìn)行信號壓縮與傳輸,數(shù)據(jù)壓縮格式為MEPG-4或H.264。圖像分辨率要從CIF-D1可調(diào),單路圖像25幀/秒,碼率和圖像質(zhì)量可調(diào),圖像能夠達(dá)到DVD的清晰度。每個編碼器有至少三路干接點(diǎn)報警輸入和一個控制輸出;
·監(jiān)控軟件為多中心分層監(jiān)視控制架構(gòu),以減輕主干通道的傳輸壓力;
·所有監(jiān)視點(diǎn)的實(shí)時圖像要能夠同時傳輸,同時錄像;
·監(jiān)控軟件采用C/S結(jié)構(gòu),多級權(quán)限管理,多畫面分割瀏覽權(quán)限內(nèi)的所有畫面,可自定義瀏覽布局,設(shè)置電子地圖等功能;
·實(shí)現(xiàn)分布式存儲。三級監(jiān)控中心均可以存儲數(shù)字化的實(shí)時圖像。可以設(shè)定圖像計劃錄像、告警錄像和手動錄像,事件錄像主要有接點(diǎn)報警錄像和畫面移動錄像;
·云臺鏡頭控制。每個層次或上一層根據(jù)權(quán)限都可以控制現(xiàn)場的云臺旋轉(zhuǎn)和鏡頭聚焦等;
·移動偵測和計劃錄像。要能夠設(shè)定圖像移動觸發(fā)告警和錄像,也能夠設(shè)定計劃錄像;
·視頻切換。在計算機(jī)顯示器上可以同時顯示多畫面,顯示的畫面可以通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊攝像機(jī)列表或地圖上的熱點(diǎn)很容易進(jìn)行切換顯示。投影墻上的畫面切換,至少應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)300個攝像機(jī)圖像的切換顯示,要配置適當(dāng)?shù)脑O(shè)備實(shí)現(xiàn)投影墻的視頻切換;
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·遠(yuǎn)程配置:遠(yuǎn)程登錄到編解碼器上,配置編解碼器的各項(xiàng)參數(shù),如修改用戶名,密碼, IP地址,調(diào)節(jié)碼流等,并對編解碼器軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程升級;
·監(jiān)控中心要求安裝UPS電源,以支持整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的正常不間斷運(yùn)行; ·能滿足簡單的視頻會議系統(tǒng)工求。利用現(xiàn)有的傳輸通道和設(shè)備,通過增加必要的設(shè)備和相應(yīng)的軟件,實(shí)現(xiàn)由指揮中心主持,下級監(jiān)控中心參加的視頻會議。
系統(tǒng)設(shè)計方案
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
廣鐵集團(tuán)京廣線茶嶺至白石渡安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是一個大型綜合監(jiān)控系統(tǒng),考慮到視頻監(jiān)控傳輸過程的特點(diǎn)是大數(shù)據(jù)量、近似恒定的網(wǎng)絡(luò)帶寬、從前端的視頻監(jiān)控點(diǎn)向各級監(jiān)控中心的匯聚型傳輸。如果設(shè)計好系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就能夠在一定程度上,減小異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中傳輸不可靠、數(shù)據(jù)傳輸延遲和無 QoS 保障等難點(diǎn)問題。
因此從系統(tǒng)建設(shè)的長期性、可擴(kuò)展性考慮,可以把監(jiān)控系統(tǒng)分為三個組成部分:監(jiān)控中心、傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺和監(jiān)控資源。監(jiān)控資源是信息的提供者,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(wǎng)絡(luò)提供了各種信息的傳輸通道,連接了以上幾個部分。系統(tǒng)利用各級監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)視頻流的匯聚,采用流媒體服務(wù)器屏蔽系統(tǒng)內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)視頻的壓縮和轉(zhuǎn)發(fā)分開的架構(gòu)。各級用戶客戶端統(tǒng)一從各級監(jiān)控中心的流媒體服務(wù)器上獲得監(jiān)控視頻?;旧蠈?shí)現(xiàn)一個應(yīng)用層的視頻組播系統(tǒng)的體系架構(gòu)。在這樣一個樹狀的層次結(jié)構(gòu)下,視頻信息傳輸是一個匯聚過程,基本上沒有冗余的數(shù)據(jù)交換(如圖1所示)。
1、監(jiān)控中心
監(jiān)控中心是監(jiān)控系統(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(jù)信息進(jìn)行編碼和存儲,并根據(jù)授權(quán)進(jìn)行實(shí)時播放、檢索和瀏覽,是實(shí)現(xiàn)互聯(lián)、互通、互控綜合管理實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用的共享平臺。
監(jiān)控中心采用分級設(shè)置,依據(jù)管理權(quán)限的不同可以分為一級、二級、三級監(jiān)控中心的分級架構(gòu)。每一級的監(jiān)控中心配有監(jiān)控管理服務(wù)器,實(shí)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(quán)。本系統(tǒng)由廣鐵集團(tuán)公司救援指揮中心、車務(wù)段監(jiān)控中心、車站監(jiān)控室三級監(jiān)控組成,采用分布式三級目錄式聯(lián)網(wǎng)管理:
一、廣鐵集團(tuán)公司救援指揮中心:是系統(tǒng)的最高一級監(jiān)控中心,可監(jiān)控和管理廣鐵全線所有車務(wù)段監(jiān)控中心和車站監(jiān)控室的前端監(jiān)控點(diǎn)圖像。并對所有監(jiān)控圖像進(jìn)行存儲、轉(zhuǎn)發(fā);管理和設(shè)置用戶;對前端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理;安監(jiān)室、京廣線調(diào)度臺(6個)、集團(tuán)公司運(yùn)輸處、電務(wù)處、工務(wù)處、機(jī)務(wù)處等監(jiān)控用戶可以通過網(wǎng)絡(luò),以不同用戶權(quán)限調(diào)用指揮中心監(jiān)控圖像。
二、車務(wù)段監(jiān)控中心:屬于系統(tǒng)二級監(jiān)控中心,可監(jiān)控和管理自己轄區(qū)內(nèi)所有車站監(jiān)控室的監(jiān)控點(diǎn)圖像,以及自己本站內(nèi)監(jiān)控點(diǎn)圖像,并對圖像進(jìn)行存儲、轉(zhuǎn)發(fā)。
三、車站監(jiān)控室:系統(tǒng)的三級監(jiān)控中心,監(jiān)控和管理前端監(jiān)控點(diǎn)圖像,并對圖像進(jìn)行存儲、轉(zhuǎn)發(fā)。
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前端攝像機(jī)的視頻模擬信號經(jīng)網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器壓縮為數(shù)字信號,上傳至各車站監(jiān)控室視頻服務(wù)器,由視頻管理服務(wù)器進(jìn)行圖像的存儲,轉(zhuǎn)發(fā)。各車站視頻數(shù)據(jù)通過光纖專網(wǎng)上傳至上級監(jiān)控中心以及指揮中心,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖2所示。
2、監(jiān)控資源
監(jiān)控資源是車站系統(tǒng)接入的視頻、音頻和報警信息的來源,包括廣鐵集團(tuán)公司車務(wù)、電務(wù)部門的安全生產(chǎn)視頻監(jiān)控資源,車務(wù)部門的安全生產(chǎn)視頻監(jiān)控主要實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸處、車務(wù)段、車站值班員對沿線車站運(yùn)轉(zhuǎn)室、第一站臺外勤、車站兩端咽喉區(qū)的24小時實(shí)時監(jiān)控;電務(wù)部門的安全生產(chǎn)視頻監(jiān)控主要實(shí)現(xiàn)電務(wù)處、電務(wù)車間及工區(qū)對沿線車站信號機(jī)械室(設(shè)備機(jī)房、電源室)以及車站兩端咽喉區(qū)的24小時實(shí)時監(jiān)控。
3、傳輸網(wǎng)絡(luò)
京廣線長沙段運(yùn)輸安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)視頻監(jiān)控部分網(wǎng)絡(luò)通道采用鐵通2M數(shù)字通道以星型網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng),整體架構(gòu)成為樹形網(wǎng)絡(luò)。
該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)主要由廣鐵集團(tuán)公司、C2節(jié)點(diǎn)、C1節(jié)點(diǎn)和C0節(jié)點(diǎn)四層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)通道的構(gòu)建和帶寬設(shè)置,按照每個層面的節(jié)點(diǎn)行政管理職能情況、視頻監(jiān)控流量分布和租用2M通道是否跨區(qū)間的費(fèi)用差異情況等進(jìn)行綜合考慮。整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)以廣鐵集團(tuán)指揮中心為網(wǎng)絡(luò)中心,采用星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分別連至下屬的C1、C2網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),匯集系統(tǒng)中的所有流量。
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救援指揮中心主要功能
·監(jiān)視功能:對全線所有監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時圖像監(jiān)視,為領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)急指揮和決策調(diào)度時顯示提供參考;
·監(jiān)測功能。對全線所有監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)元設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控和管理,實(shí)時顯示各種設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)和告警信息;
·控制功能:對全線所有監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)的普通云臺、一體化球形攝像機(jī)的PTZ控制和視頻矩陣等圖像設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,照明控制等(紅外補(bǔ)光射燈、射燈);
·語音對講:對前端安裝有語音設(shè)備的監(jiān)控點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)實(shí)時語音對講,接受上級指揮中心的指揮調(diào)度;
·數(shù)據(jù)存儲。支持圖像、應(yīng)急處理全程的語音和各類告警或操作數(shù)據(jù)實(shí)時記錄,進(jìn)行本地存儲和中心備份;
·數(shù)據(jù)管理。對全線所有監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行信息管理,對各類信息資料進(jìn)行匯總、查詢、統(tǒng)計、分析、核實(shí)各種運(yùn)行數(shù)據(jù)和報警信息,生成和打印各類設(shè)備運(yùn)行圖表(“三合一”報表、用戶自定義報表等);
·圖像查詢。中心也可以調(diào)用圖像記錄信息、支持實(shí)時錄像查詢,回放速率可設(shè)置為多種倍速;
·告警管理。記錄并顯示設(shè)備、系統(tǒng)和通信部分的告警,并記錄告警的處理情況。對于重要告警等情況可呼叫相關(guān)中心人員或通過手機(jī)發(fā)送短信;
·權(quán)限管理:對全線所有三級網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控點(diǎn)、分控中心的權(quán)限設(shè)置,進(jìn)行權(quán)限管理;
·視頻會議:可實(shí)現(xiàn)向全線所有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控點(diǎn)、網(wǎng)終端機(jī)發(fā)送音視頻信息,形成一個中心對全局監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)的遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)。
建設(shè)方案
指揮中心1000M光纖接入IP監(jiān)控專用網(wǎng)。在監(jiān)控中心安裝24臺解碼器設(shè)備,為12位電視墻和2×6的DLP屏幕墻提供整個系統(tǒng)內(nèi)任意24個前端攝像機(jī)圖像,方便對鐵路全線的指揮調(diào)度。在監(jiān)控中心配置五臺高性能服務(wù)器,兩臺為雙機(jī)熱備的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,一臺中心管理服務(wù)器實(shí)現(xiàn)設(shè)備和用戶權(quán)限管理;一臺流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器;一臺存儲服務(wù)器,通過網(wǎng)絡(luò)存儲構(gòu)架在監(jiān)控中心機(jī)房提供4TB存儲容量,為監(jiān)控中心提供錄像。4TB存儲容量定義為“按需存儲”。同時在監(jiān)控中心還配置四臺監(jiān)控管理客戶端,實(shí)時對前端的視頻圖像監(jiān)控管理,和對整個應(yīng)急指揮系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理。
系統(tǒng)設(shè)備選擇
本監(jiān)控項(xiàng)目選用的CSVision網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺是基于網(wǎng)絡(luò)的大中型視頻監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用C/S分布式與B/S雙架構(gòu)方式,集中管理多種類型的視頻服務(wù)器,兼容DVS,DVR和多種數(shù)字圖像設(shè)備,是全數(shù)字化的集散兼并的新一代視頻監(jiān)控軟件。本系統(tǒng)分為服務(wù)器軟件和客戶端軟件兩部分。
系統(tǒng)主要功能
1、高安全性的C/S模式的應(yīng)用
基于國際上主流大型視頻監(jiān)控軟件采用的C/S專業(yè)級監(jiān)控架構(gòu),保障視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性。在C/S結(jié)構(gòu)下,B/S架構(gòu)IE直接瀏覽并存。系統(tǒng)有嚴(yán)格的用戶身份認(rèn)證機(jī)制,對用戶的合法性及權(quán)限有嚴(yán)密的控制。系統(tǒng)內(nèi),客戶端與服務(wù)器之間有專有的通訊協(xié)議,可防止竊聽和復(fù)制,從而達(dá)到系統(tǒng)的整體安全和保密效果。
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2、分布式的存儲管理
支持多種存儲方案,提供全網(wǎng)共享的無限存儲能力和存儲空間。分布式存儲能同時解決網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲成本問題。單臺服務(wù)器支持128路圖像7×24小時錄像。
3、實(shí)時報警與報警隊列
聯(lián)動報警延遲不超過200毫秒。系統(tǒng)提供多種報警聯(lián)動方式。特色的防區(qū)聯(lián)動報警為用戶提供高效和專業(yè)的報警處理模式。系統(tǒng)支持前端鏡頭的移動偵測報警和開關(guān)量6路輸入3路輸出(I/O)報警;可以實(shí)現(xiàn)以下聯(lián)動報警反應(yīng):
·啟動服務(wù)器報警錄像,將報警圖像輸出在電視墻或顯示器上;
·激活所有登錄的客戶端播放報警聲音并發(fā)出一個消息提示,彈出已設(shè)置報警時要顯示的鏡頭圖像;
·開關(guān)量報警輸出,使鏡頭前端安置的警燈發(fā)出報警信號;
·通過Mail或PDA等方式把圖像傳到指定監(jiān)控人員;
·報警信號上傳的同時,在客戶端軟件上同時彈出此點(diǎn)的所有相關(guān)地圖和數(shù)據(jù)庫信息,包括聯(lián)系人、電話、地址、保安人數(shù)、所屬警區(qū)等信息;
·對多路警報同時出現(xiàn)時,系統(tǒng)采用翻頁方式保留報警信息。
4、移動偵測
在某個監(jiān)控畫面中,可以把畫面分成多個小區(qū)域,用戶可以任意選擇其中的區(qū)域,并且可以對選中的監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行敏感度設(shè)置。 這樣當(dāng)有物體移動時將被服務(wù)器檢測到,同時啟動相應(yīng)的聯(lián)動報警。
5、電子地圖功能
6、數(shù)字全景功能
將多個獨(dú)立鏡頭圖像進(jìn)行拼接,實(shí)現(xiàn)全景和廣角瀏覽。節(jié)約成本,利有現(xiàn)有資源。采用視頻拼接技術(shù),提高圖像分辨率(如圖3所示)。
7、瞬時回放功能
系統(tǒng)支持不低于5分鐘的圖像瞬時回放。如果有重要事件發(fā)生,末設(shè)置錄像時,瞬時回放讓你抓住稍縱即逝的瞬間,并可將圖像文件保存。
8、前端設(shè)備自動檢測和遠(yuǎn)程控制功能
充分利用用戶現(xiàn)有資源,控制遠(yuǎn)程設(shè)備(云臺、攝像機(jī)、矩陣、報警設(shè)備等)。通過客戶端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制,也可以通過CCTV鍵盤與計算機(jī)相接實(shí)現(xiàn)云臺等控制;如果前端設(shè)備出現(xiàn)故障,系統(tǒng)會有聲音提示,同時左側(cè)的攝像機(jī)圖標(biāo)會出現(xiàn)一個問號,這樣就可以發(fā)現(xiàn)問題并且及時排除故障。
9、定制開發(fā)與第三方系統(tǒng)集成
可為用戶定制開發(fā)其它功能模塊,提供自主開發(fā)的OCX控件與DLL動態(tài)鏈接庫,實(shí)現(xiàn)與第三方系統(tǒng)(如警用GIS系統(tǒng))的無縫集成。
結(jié)語
該網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)基于C/S架構(gòu),擴(kuò)容性強(qiáng),支持DVR、DVS、IP Camera等多種設(shè)備接入。監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)作效能及管理的便利性上做了大幅的提升,實(shí)現(xiàn)了與多種嵌入式硬盤錄像機(jī)、音視頻壓縮卡、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器等廠商產(chǎn)品的兼容。單服務(wù)器系統(tǒng),支持128實(shí)時存儲、400路圖像轉(zhuǎn)發(fā)、4000個監(jiān)控點(diǎn)的管理。多服務(wù)器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了瀏覽、錄象及管理通道的無限擴(kuò)展。更能滿足客戶對于全方位監(jiān)控的要求。