铁路安防：视频监控护航高铁安全运营

       目前，我国正在掀起大范围高速铁路建设热潮。由于高速铁路平均时速超过200公里，而且要求平稳，在这样一个快速运行的环境中，如何才能做好安全防范?高铁安防的特点是系统跨度大、地理分布广，视频分析的环境复杂，因此对网络化、数字化、集成化要求很高。高铁运行的视频监控系统，由哪些方面构成，能实现什么样的功效?本文将从应用的角度就以上话题一一探讨。

　　30亿高铁安防建设蛋糕待分享

　　根据铁道部最新调整的中长期铁路网建设规划，预计到2020年，中国铁路营业里程将达到12万公里。其中，200公里及以上时速的高速铁路建设里程超过1.8万公里，将占世界高速铁路总里程的一半以上，而近三年我国将迎来高铁建设高峰期。

　　蓬勃发展的高铁市场势必对安防行业产生积极影响。据相关资料显示，按2012年中国高铁项目总里程为1.3万公里计算，近三年高铁对视频监控系统的投资就将达26亿元。如包括门禁、周界防范等安防子系统投资在内，安防系统的市场规模将达30亿元左右。显然，在高速铁路建设的热潮下，催生了大量监控、门禁、报警等产品，以及工程建设、系统集成、管理服务等项目，必将带来巨大的安防商机，高铁安防势必成为安防企业角逐的新战场。

　　高铁视频监控的概况与要求

　　随着中国高铁事业的迅速发展，关注高铁领域的安防企业越来越多，竞争也将愈演愈烈。高铁安防市场监控前景固然美好，但也是门槛较高的领域之一。就视频监控来说，要求采用先进的视频监控技术，基于铁路系统的IP网络，构建数字化、智能化、分布式的网络视频监控系统，以满足公安、安监、客运、调度、车务、机务、工务、电务、车辆、供电等业务部门及防灾监控、救援抢险和应急管理等多种需求，实现视频网络资源和信息资源共享。

　　高铁监控可以分为四个方面：即综合视频监控系统、CCTV监控系统、机房监控系统和防灾安全监控系统。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，负责车站重点部位，包括区间公跨铁区段、通信、信号机房、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，实现车站内候车室、站台、进站大厅、站前广场、进站咽喉等处图像监视。虽然两者分开建设，但紧密相关。CCTV监控系统仅配置前端设备，后端显示设备，视频服务器、视频存储设备、视频管理等设备由综合视频监控系统统一考虑。机房监控主要包括动力环境监控、安全监控，会用到感温、感热探测器及门禁系统。防灾安全监控则对危及铁路运输安全的自然灾害(风、雨、雪等)及异物侵入等突发危害进行监测，为运营调度中心运行计划调整、下达行车管制、抢险救援、维修提供依据。

高铁网络视频监控关键技术详解

       据业内网名为“西刹子”的知名安防监控工程师介绍，高铁视频监控需求主要包括以下几个方面：

　　路基、路口、桥梁、隧道、公跨铁、咽喉区的视频监视，保证车辆安全运行;

　　车站广场、站台、候车大厅、旅客通道等人流密集区域视频监视，了解旅客情况;

　　无人值守变电站和照明等重要配电设备集中监控，及时了解设备运行情况;

　　对出现的紧急状况如暴风雪、泥石流、洪水、交通意外等可远程了解并及时做出反应;

　　对突发紧急事件进行无线视频传输到控制中心，以便应急指挥调度。

　　要满足高铁领域各部门视频监控及调度、应急管理、救援抢险等需求，就必须实现视频网络资源和信息资源的共享，因此网络化、数字化系统成为高铁视频监控系统建设首选和基本要求。

　　高铁视频监控应用的具体设备包括摄像机(多数是室外PTZ云台摄像机及室内快球一体摄像机)、编码器、硬盘录像机(DVR)、网络录像机(NVR)、中央管理平台(CMS)、视频分析设备(IVS)及存储设备。对高铁视频监控系统的总体要求是：安全、可靠、开放、可扩充，做到技术先进、经济合理、实用可靠。

 　    高铁视频监控系统的建设难点

　　记者通过采访了解得知，目前高铁视频监控系统的建设难点可以归纳为以下几点：

　　·视频监控点位通常比较分散、跨度比较大，通常是几百公里甚至上千公里;

　　·视频监控摄像机户外工作，环境通常比较恶劣;

　　·监控点多为室外高杆或钢架上安装，施工难度比较大;

　　·视频采集设备、编解码及部分存储设备分散地分布在无人职守机房，安装调试成本高;

　　·系统中用户数量众多，系统需要有良好权限管理、视频流并发访问及转发能力支持;

　　·视频分析环境复杂，风霜雨雪雾、摄像机抖动、灯光等众多干扰因素可能导致误报警。

　　因此，在架构铁路视频监控系统时，需要根据其线路应用特征和环境的特殊性，结合各种常规监控应用系统以外的特殊因素进行分析，例如以下几个方面：

　　风雨雷电等自然现象

　　风、雨、雷、电给室外摄像机带来很大的考验，雨雪、高温、低温、雷击、大风等，每个破坏环节都可能造成系统维护成本的剧增，而铁路项目的特点是跨度大，常常是山高路远，有时还要高空作业，并且系统一旦开通运行再申请作业会遇到很多限制，造成成本增加。因此，室外摄像机的选型、安装、接线及摄像机本身的高质量尤其重要。

　　长距离摄像问题

　　高铁监控，按照点位主要分为室内机房、室内候车厅、售票处及室外广场、站台等，这些位置的摄像机部署没有特别特殊的地方，但是另外一个点位较多的应用就是铁路沿线。绵延的铁路，是长距摄像机的绝对用武之地，长距摄像机可能需要监控几十米、几百米甚至几公里，那么，意味着长距摄像机可能需要有几公里的远望效果。远望摄像机并非简单的摄像机加长焦距镜头。通常，当焦距拉到一定长度时，手动键盘的操控很难去定位一个很远处的目标物，也就是说，摄像机的微步控制功能很重要。另外，高空远望摄像机，抗抖动、夜视照明问题等都需要重点考虑。

　　无人值守场站居多

　　为了减少小站的设置，高铁领域很多场站都实行无人值守。另外，铁路每隔数百米会有电力机房和通信机房，这些机房基本上都需要无人职守，并用到视频监控和报警系统，以检测是否有人入侵、现场的情况有无变化等。因此，高铁无人值守机房对视频监控的需求量非常大。

　　智能视频分析需求激增

　　IVS智能视频分析技术的功能及应用要求被明确写进了《铁路综合视频监控系统技术规范》。正是因为有了明文规定，几乎所有中国的高速铁路都会用到视频分析技术。随着智能视频分析技术被写进标准，未来IVS在铁路领域的应用将越来越多。目前开通的多条高铁线路中，都部署了上百路的视频分析通道，主要做入侵探测分析模式，并且实现效果良好，但由于铁路系统的特点，如地形、天气条件复杂、干扰源多，因此IVS技术还需要较大提升。

　　高铁视频监控产品的选择

　　目前，高速铁路全线都有设置视频监控系统，设置点位比较多的是区间和站点、特大桥、隧道、公跨铁、区间基站、变电所等。

　　就高铁对安防品牌的选择来说，无论是前端监控摄像机还是后端编码器、存储设备，大多数还都以高端品牌为主，但随着近年来国内品牌的崛起及市场推广力度的加大，一些一线国产品牌也开始受到高铁领域的关注。对于安防企业来说，最重要的是在关注高铁市场的同时，应结合高铁安防市场的需求特征，掌握先进的技术，提供最适合、最完整的解决方案，持续创新，不断进步，这样才能在高铁安防市场占有一席之地。

　　据了解，在设备的选择上，《铁路综合视频监控系统技术规范》对前端摄像机、云台、视频编码解设备、存储设备等都有明确的技术规范。如，室外摄像机应具有强光抑制功能以及逆光补偿功能;彩色枪型摄像机分辨率室内不小于480TVL，室外不小于540TVL;昼/夜转换型摄像机的分辨率：黑白不小于530TVL，彩色不小于480TVL。而编解码设备，要求音视频编码器应支持MPEG-4、H.264视频编解码标准，在技术成熟后逐步引入AVS视频编解码标准。在进行项目招标时，只有符合技术规范的品牌才有资格入围。

　　结合当前高铁视频监控应用现状，有集成商指出，总体来看安防监控产品基本上能满足铁路行业的需求，但方案还是不太理想。比如，铁路监控要求前端摄像机能全天候监控(24小时连续监控及空间的全覆盖)，但目前很多产品都是市面上普通的产品。“我们倾向于选择比较高端的设备。否则如果一旦设备出现问题，铁路领域的设备维护成本太高，所以我们不会考虑低端产品，而是选择行业里最高端的品牌。”

　　高铁监控对集成商的资质要求

　　由于我国的高铁项目由铁道部统一规划及建设，相对来说，对参与项目的企业要求非常高。通过铁道部“四电”(通信、信号、电力、电气化)认证是系统集成商参与高铁集成系统及信息系统承建工作的基本要求，而目前真正拥有  “四电”集成资质的企业非常少。

　　据业内人士介绍，实际上，高铁领域并没有“安防系统”这一概念，视频监控和其它安防相关子系统都被纳入高铁“四电”系统和信息化系统。铁路安防系统与其他领域安防系统最大的区别体现在多专业的关联应用上。铁路行业与安全管理运营相关的系统很多，总共不下10个，如通信、信号、电力、电牵等等。正因为铁路行业的专业性较强，因此，对集成商的技术实力、资质、经验都是很强的考验。参与高铁项目的集成商除了需要有系统集成资质、智能建筑设计资质、建筑智能化工程专业承包资质、安防设计施工资质外，最重要的是要有铁路电务及电气施工资质。

　　结束语

　　随着中国高铁事业的迅速发展，关注该领域的安防企业也越来越多，竞争越来越愈演愈烈。越来越多的国内知名设备品牌商入围高铁视频监控系统项目，成功登陆世界最先进的铁路控制系统。相信随着中国高铁事业的发展，安防企业对高铁的关注提升，将会有更多的参与者为象征着“中国速度”的高铁保驾护航。