目前,我國正在掀起大范圍高速鐵路建設熱潮。由于高速鐵路平均時速超過200公里,而且要求平穩,在這樣一個快速運行的環境中,如何才能做好安全防范?高鐵安防的特點是系統跨度大、地理分布廣,視頻分析的環境復雜,因此對網絡化、數字化、集成化要求很高。
高鐵運行的視頻監控系統,由哪些方面構成,能實現什么樣的功效?本文將從應用的角度就以上話題一一探討。
30億高鐵安防建設蛋糕待分享
根據鐵道部最新調整的中長期鐵路網建設規劃,預計到2020年,中國鐵路營業里程將達到12萬公里。其中,200公里及以上時速的高速鐵路建設里程超過1.8萬公里,將占世界高速鐵路總里程的一半以上,而近三年我國將迎來高鐵建設高峰期。
蓬勃發展的高鐵市場勢必對安防行業產生積極影響。據相關資料顯示,按2012年中國高鐵項目總里程為1.3萬公里計算,近三年高鐵對視頻監控系統的投資就將達26億元。如包括門禁、周界防范等安防子系統投資在內,安防系統的市場規模將達30億元左右。顯然,在高速鐵路建設的熱潮下,催生了大量監控、門禁、報警等產品,以及工程建設、系統集成、管理服務等項目,必將帶來巨大的安防商機,高鐵安防勢必成為安防企業角逐的新戰場。
高鐵視頻監控的概況與要求
隨著中國高鐵事業的迅速發展,關注高鐵領域的安防企業越來越多,競爭也將愈演愈烈。高鐵安防市場監控前景固然美好,但也是門檻較高的領域之一。就視頻監控來說,要求采用先進的視頻監控技術,基于鐵路系統的IP網絡,構建數字化、智能化、分布式的網絡視頻監控系統,以滿足公安、安監、客運、調度、車務、機務、工務、電務、車輛、供電等業務部門及防災監控、救援搶險和應急管理等多種需求,實現視頻網絡資源和信息資源共享。
高鐵監控可以分為四個方面:即綜合視頻監控系統、CCTV監控系統、機房監控系統和防災安全監控系統。綜合視頻監控系統作為通信系統內通信業務網的一個子系統,負責車站重點部位,包括區間公跨鐵區段、通信、信號機房、牽引供電、電力供電機房內、外等的監控;CCTV監控系統作為信息系統內旅客服務系統的一個子系統,實現車站內候車室、站臺、進站大廳、站前廣場、進站咽喉等處圖像監視。雖然兩者分開建設,但緊密相關。CCTV監控系統僅配置前端設備,后端顯示設備,視頻服務器、視頻存儲設備、視頻管理等設備由綜合視頻監控系統統一考慮。機房監控主要包括動力環境監控、安全監控,會用到感溫、感熱探測器及門禁系統。防災安全監控則對危及鐵路運輸安全的自然災害(風、雨、雪等)及異物侵入等突發危害進行監測,為運營調度中心運行計劃調整、下達行車管制、搶險救援、維修提供依據。
據業內網名為“西剎子”的知名安防監控工程師介紹,高鐵視頻監控需求主要包括以下幾個方面:
路基、路口、橋梁、隧道、公跨鐵、咽喉區的視頻監視,保證車輛安全運行;
車站廣場、站臺、候車大廳、旅客通道等人流密集區域視頻監視,了解旅客情況;
無人值守變電站和照明等重要配電設備集中監控,及時了解設備運行情況;
對出現的緊急狀況如暴風雪、泥石流、洪水、交通意外等可遠程了解并及時做出反應;
對突發緊急事件進行無線視頻傳輸到控制中心,以便應急指揮調度。
要滿足高鐵領域各部門視頻監控及調度、應急管理、救援搶險等需求,就必須實現視頻網絡資源和信息資源的共享,因此網絡化、數字化系統成為高鐵視頻監控系統建設首選和基本要求。
高鐵視頻監控應用的具體設備包括攝像機(多數是室外PTZ云臺攝像機及室內快球一體攝像機)、編碼器、硬盤錄像機(DVR)、網絡錄像機(NVR)、中央管理平臺(CMS)、視頻分析設備(IVS)及存儲設備。對高鐵視頻監控系統的總體要求是:安全、可靠、開放、可擴充,做到技術先進、經濟合理、實用可靠。
高鐵視頻監控系統的建設難點:
記者通過采訪了解得知,目前高鐵視頻監控系統的建設難點可以歸納為以下幾點:
視頻監控點位通常比較分散、跨度比較大,通常是幾百公里甚至上千公里;
視頻監控攝像機戶外工作,環境通常比較惡劣;
監控點多為室外高桿或鋼架上安裝,施工難度比較大;
視頻采集設備、編解碼及部分存儲設備分散地分布在無人職守機房,安裝調試成本高;
系統中用戶數量眾多,系統需要有良好權限管理、視頻流并發訪問及轉發能力支持;
視頻分析環境復雜,風霜雨雪霧、攝像機抖動、燈光等眾多干擾因素可能導致誤報警。
因此,在架構鐵路視頻監控系統時,需要根據其線路應用特征和環境的特殊性,結合各種常規監控應用系統以外的特殊因素進行分析,例如以下幾個方面:
風雨雷電等自然現象
風、雨、雷、電給室外攝像機帶來很大的考驗,雨雪、高溫、低溫、雷擊、大風等,每個破壞環節都可能造成系統維護成本的劇增,而鐵路項目的特點是跨度大,常常是山高路遠,有時還要高空作業,并且系統一旦開通運行再申請作業會遇到很多限制,造成成本增加。因此,室外攝像機的選型、安裝、接線及攝像機本身的高質量尤其重要。
長距離攝像問題
高鐵監控,按照點位主要分為室內機房、室內候車廳、售票處及室外廣場、站臺等,這些位置的攝像機部署沒有特別特殊的地方,但是另外一個點位較多的應用就是鐵路沿線。綿延的鐵路,是長距攝像機的絕對用武之地,長距攝像機可能需要監控幾十米、幾百米甚至幾公里,那么,意味著長距攝像機可能需要有幾公里的遠望效果。遠望攝像機并非簡單的攝像機加長焦距鏡頭。通常,當焦距拉到一定長度時,手動鍵盤的操控很難去定位一個很遠處的目標物,也就是說,攝像機的微步控制功能很重要。另外,高空遠望攝像機,抗抖動、夜視照明問題等都需要重點考慮。