春运铁路视频监控系统架构详解

　　春运视频监控系统概述

　　2010年春运自1月8日起至2月16日止,中国铁道部最新统计显示，截至2月9日春运第33天，全国铁路累计发送旅客1.81亿人次，日均发送旅客548万人。今年铁路春运能力与往年相比大幅增加，日均开车列数和总运能均创历史新高。

　　为了能让更多的人顺利踏上返乡路，自2012年元旦起，全国所有旅客列车实行车票实名制，平安春运考验着铁路实名制的成果。面对春运期间人流物流大量集中的状况，如何做好安防工作，让人们过上一个平安春节，对于铁路部门来说显得尤为重要。随着科学技术的发展，各种高科技设备陆陆续续投入到春运安保工作中来，大大提高了工作效率。作为安全春运的重要守护者，视频监控系统也必然发挥着极其重要的作用。视频监控系统作为最有效的安防手段,为实现铁路运输的安全与高效提供了保障。铁路部门通过视频监控系统可以更加有效地保证运营安全,防患于未然,提高管理效率。

　　铁路系统中的视频监控系统一般分为两部分：一部分称为“综合视频监控系统”，一部分称为“CCTV监控系统”。“综合视频监控系统”作为“通信系统”内“通信业务网”的一个子系统，负责车站重点部分(咽喉区)，区间公跨铁区段，通信、信号机房内，牵引供电、电力供电机房内、外等的监控；“CCTV监控系统”作为“信息系统”内“旅客服务系统”的一个子系统，采用网络化的视频监控系统，实现站前广场、进站咽喉、进站大厅、候车室、站台等处图像监视。两者分开建设，但紧密相关，CCTV监控系统仅配置前端设备、后端显示设备、视频存储设备、视频服务器等视频管理设备组成，由四电系统集成项目中的综合视频监控系统统一考虑。

　　详解铁路安防系统三级架构

　　目前在铁路系统中的“CCTV监控系统”就是我们常提到的视频监控系统，该系统根据铁路的运行模式，可把铁路安防的网络拓扑结构设计为三级树型拓扑结构，一级节点为铁路局监控中心，二级节点为铁路局下属各站监控前端，三级节点为各站独立监控点，详见如图例一。

图例一

　　一级节点主要是各铁路局监控中心，相当于平安城市的城市公安局总指挥中心。其连接各个铁路系统，并根据需要有选择地调用、控制、回放各个铁路的视频资源，一般设置工作站、目录数据服务器、重要录像资料的备份服务器等。

　　二级节点主要为铁路局下属各站监控前端，其存在大量的用户，对本区段的视频资源进行调用、回放、PTZ控制等。通常，在路局节点，一般设置多个客户端工作站、存储阵列、存储服务器、流媒体服务器、解码器、电视墙等终端，是系统真正的主干，也是应用的核心。同时，设立管理服务器，可以避免将其设在各前端监控站而带来的不必要的设备投资，便于认证系统的集中管理。

　　三级节点为独立监控点，设备分布广，主要负责视频的前端采集、编码等。信息采集点位置的设置，原则上以行车室、站台、道岔区为主，并充分结合利用防火、防盗、远红外监控、入侵检测等其他联防设备。

　　安防技术发展历程

　　视频监控技术发展以来，先后经历了模拟视频监控系统、数字视频监控系统、模拟数字混合视频监控系统、IP 网络视频监控系统等发展阶段。IP 网络视频监控系统从图像采集设备输出时即为数字信号，以标准Internet 网络为传输媒介，基于标准TCP/IP 协议，采用流媒体技术，实现视频在网上的多路复用传输，并通过设在网上视频流服务器，完成视频流的转发、报警等操作，以实现整个监控系统的指挥、调度、存贮、授权控制等功能。IP 网络视频监控系统不仅具有传统的本地数字监控系统所具有的计算机快速处理能力、数字信息抗干扰能力、便于快速查询记录、视频图像清晰及单机显示多路图像等优点，而且，能够切实发挥宽带网络的优势，通过IP 网络，覆盖范围可以到达的任何地方的监控目标组合成一个完整的、一体化的系统，真正适应目前视频监控系统针对远程、实时、集中控制的需求。IP 网络视频监控系统主要有前端视频采集设备、视频数据传输媒介、中心服务器、监控工作站（客户端）等几大部分组成。目前铁路视频监控系统也普遍采用IP 网络视频监控系统，为火车站、沿线电务、车务安全生产视频监控业务以及公安、工务视频监控提供统一的实现平台。

　　铁路安防发展趋势

　　随着铁路建设及发展需要，特别春运高峰特别时期，铁路部门对该系统功能性的考验更为突出，从而保证售票秩序、站车秩序与行车秩序良好。目前IP 网络视频监控系统在国内处于起步到成熟的过渡阶段，系统功能将会趋于高清化、网络化、智能化、一体化。

　　采用传统的模拟摄像机一般能够达到的分辨率最高到540线（或者再高一些），如果换算成像素值，大约在50万像素左右，所以不论硬盘录像机本身的参数有多高，能够实现的监控效果大约就是50玩像素，而且目前硬盘录像机录像和现实的最高效果是D1，分辨率为704×576，计算成像素约为40万像素，而数码相机的像素动则5、6百万像素，甚至千万像素，故监控系统在像素方面的发展余地很大，要实现高清监控，一定需要百万像素级的摄像机。应对春运特别时期，去年洛阳火车站在重要出入口及候车大厅加装了60部高清摄像头,实现了对车站地区的全覆盖。值班人员可对站前广场、售票大厅、候车室、进站口、站台、出站口等地的客流情况以及治安秩序准确掌握。同时，摄像头还可以清晰完整地记录下不法分子的一举一动，确保旅客出行平安。

　　目前市面上的百万像素摄像机多采用DPS技术，属于网络摄像机类型，采用新型的成像元器件，可以做到100万、200万和300万像素，可以做到高清晰监控，故采用百万像素摄像机是一种新的技术趋势。

　　网络化：

　　网络化监控就是相对模拟监控系统而言，也可以称之为数字化监控，大家现在已经比较了解了，一个纯粹的网络化监控系统应该由网络摄像机（支持PoE供电）、局域网（或互联网）、网络硬盘路录像机、视频管理软件、大容量存储设备、服务器、数字化大屏幕和虚拟矩阵控制主机组成。在现阶段，已经有部分监控项目建设为IP网络化监控系统，但是大部分监控系统还是模拟系统或者数字模拟混合系统，随着物联网的发展普及，在未来的几年里，必将逐渐过渡到IP网络监控系统，所以这是一种趋势。

　　智能化：

　　传统的监控系统采用人工的监视和回放，起到的作用主要是事后防范，毕竟人的眼睛能够同时处理的图像信息太少，监视器和摄像机太多，一般情况下出现了问题，由保安人员按照事件发生的时间一个一个的调阅录像资料，发现相关的图像资料后再进行处理，起不到事先预警和及时处理的作用。故视频智能分析软件系统就是这种实现预警的系统。

　　视频智能分析系统的主要实现原理是采用专业的DSP芯片进行图像分析，通常会将一副很大的图像（而这幅图像会被处理掉不会用于视频分析，通常这个背景的图像是固定的、不变的）分割成非常小的图像块，通过判断图像块的变化来分析图像，可以实现各种应用。

　　通常情况下，视频智能分析的主要应用包括：人流统计、虚拟周界、车辆识别、非法滞留、物体追踪、高级视频移动侦测、人物面部识别、人群控制、注意力控制、交通流量控制、突然入侵检测、移动物体检测、运动路径检测和指向接近检测等等。基于这些应用，就可以实现事先预警处理，一般发生警情，监视器会立即显示相关提示并有声音报警，非常的实用。应对春运这样特殊的时期，智能监控系统可以有效地帮助值班民警排查险情，如遇到人员长时间滞留、遗物被突然拿走等现象有明显的作用。而这些是传统的监控系统是无法实现的，节省了大量的人力物力，提高了监控的效率，故这也是一种趋势。

　　一体化：

　　国内的安防企业大多专注于一个或者两个系统，很少有企业同时从事闭路监控电视系统、门禁系统和报警系统的，国内安防行业领头企业的核心业务还是视频监控系统的产品。那么监控企业收购门禁企业、报警企业，或者门禁企业收购监控企业、报警器也，或者报警企业收购监控企业、门禁企业就是一种大的发展趋势。

　　总之，市场期待整合、兼并、联盟，能够提供一体化集成解决方案的国内安防企业是我们期待看到的。

　　三星安防网络产品

　　铁路安防视频监控系统稳定性的第一要素是前端视频采集设备，前端设备的不稳定将会给后期维护带来巨大的压力。所以摄像机一般采用知名品牌安防产品，不然可能造成系统维护成本的剧增以及会给安全运营方面的工作带来隐患，摄像机应具有以下重要功能：

　　长距离变焦和高清晰度。绵延的铁路，是长距摄像机的绝对用武之地。摄像机的高清晰度，长距离变焦后，是保证图像质量的重要指标；

　　感红外双滤光片切换的日夜转换，以及夜晚模式下的低照度，这是旷野中黑夜下图像清晰的重要保证；

　　长距离变焦后的防抖动以及微步调整功能。是准确定位远处微小目标的重要保证，

　　这就需要球型机及后端的控制设备具有多变速的调整控制旋转功能；

　　预置位的个数及精度。通常，支持足够调用的预置位的数量不是问题。实际中预置位的精度是考察PTZ摄像机的重要指标，报警联动及客户调用后的预置位准确定位是实际中的关键；

　　数码降噪技术。在夜间，数码降噪可为后端的存储设备降低码流。