一、方案概括

　　鐵路是國家的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是國家的大動脈，是大眾化交通工具。我國幅員遼闊、內(nèi)陸深廣、人口眾多，資源分布及工業(yè)布局不平衡，鐵路運(yùn)輸在各種運(yùn)輸方式中占有的優(yōu)勢更加突出，在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中具有特殊重要的地位和作用。目前中國大量的長距離物資運(yùn)輸和中長途旅客運(yùn)輸主要由鐵路承擔(dān)。

　　隨著中國高速鐵路的快速發(fā)展，軌道交通安全已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。目前，鐵路安防監(jiān)控手段仍以人定時(shí)巡檢為主，這不僅耗費(fèi)了資金、人力，而且并不能作 到實(shí)時(shí)監(jiān)控，安全隱患仍然存在。在原有技術(shù)手段已達(dá)不到有效的安全防范目的的情況下，為有效避免列車運(yùn)行中治安事故和意外事故的發(fā)生率，必須采用先進(jìn)的技術(shù)手段，建立鐵路列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)。列車夜間行駛頻繁，由于夜間能見度低、視線較差，這對鐵軌沿線、交通樞紐以及機(jī)車編輯組視頻監(jiān)控畫面的清晰度提出了更高的要求。只有選擇使用合適的設(shè)備，運(yùn)用夜間監(jiān)控技術(shù)，才能保證夜間監(jiān)控視頻的效果。

　　二、需求描述

　　目前，高速鐵路要做到全線都設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域?yàn)閰^(qū)間和站點(diǎn)、橋梁、隧道、公跨鐵、區(qū)間基站、變電所等。其中站點(diǎn)屬于有人值守，其它區(qū)域?qū)儆跓o人值守，監(jiān)控的具體對象可能包括：區(qū)間公跨鐵區(qū)段、通信、信號機(jī)房、牽引供電、電力供電機(jī)房內(nèi)外、車站內(nèi)候車室、站臺、進(jìn)站大廳、站前廣場、進(jìn)站咽喉等場所的監(jiān)控。在未來的鐵路發(fā)展中，大城市快速運(yùn)輸系統(tǒng)將同全國鐵路網(wǎng)連接，緊密配合，形成客運(yùn)統(tǒng)一運(yùn)輸網(wǎng)。

　　三、系統(tǒng)架構(gòu)

　　鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由三大部分組成：前端圖像采集系統(tǒng)、視頻傳輸系統(tǒng)、后端監(jiān)控管理指揮系統(tǒng)。該系統(tǒng)滿足本地監(jiān)控和中心聯(lián)網(wǎng)多級網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控的需求。可24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控鐵路沿線安全情況，降低了安全監(jiān)控人員的勞動強(qiáng)度，為監(jiān)控中心指揮提供強(qiáng)有力的保障，使各級監(jiān)視中心的調(diào)度人員通過監(jiān)視遠(yuǎn)端傳送上來的現(xiàn)場圖像，直觀、準(zhǔn)確、及時(shí)地了解各工區(qū)的實(shí)際情況。前端圖像采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸至各采集站，作業(yè)區(qū)，廠區(qū)監(jiān)控中心后，視頻解碼器設(shè)備還原出視頻信號至數(shù)據(jù)接收器，即可完成數(shù)據(jù)的采集，傳輸，匯總。

　　圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

　　1.前端采集系統(tǒng)

　　(1)HP-RC系列遠(yuǎn)距離無紅曝激光攝像機(jī)

　　和普HP-RC系列遠(yuǎn)距離無紅曝激光攝像機(jī)，專門針對鐵路復(fù)雜環(huán)境下監(jiān)控所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，可有效解決車燈強(qiáng)光干擾、晝夜全天候清晰成像等問題。滿足對鐵路沿線、隧道、橋梁500米-1500米范圍內(nèi)24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控需求。

　　安全性：激光光源采用940nm長波和光學(xué)濾波雙重?zé)o紅曝設(shè)計(jì)。

　　優(yōu)異的圖像效果：最大60倍1.2～80mm超短焦連續(xù)變焦激光鏡頭，大角度激光發(fā)射器，保證激光照射覆蓋雙向鐵軌。特有集束非線性漸變折射率光纖整形勻化技術(shù)，達(dá)到高清晰度的照明效果。紅外校正高清成像鏡頭，晝夜焦點(diǎn)一致，車燈與激光照明重疊無虛焦現(xiàn)像。

　　精準(zhǔn)同步控制：獨(dú)有DSS數(shù)字化照明角度控制自主專利技術(shù)，激光與攝像倍率自適應(yīng)匹配算法，0.1o精確隨動控制，可使激光光斑與成像視場實(shí)時(shí)保持一致。獨(dú)立光敏控制，保證攝像機(jī)的彩轉(zhuǎn)黑與激光開關(guān)精確同步，內(nèi)部智能延時(shí)分析，不受迎面車燈照射影響。

　　高可靠性免維護(hù)：采用密封充高純氮的高功率半導(dǎo)體激光器，防止結(jié)霜露和霉菌產(chǎn)生，有效保護(hù)激光管芯，20000小時(shí)長壽命工作無衰減。整機(jī)內(nèi)部器件均采用工業(yè)級寬溫器件，整機(jī)采用一體化熱平衡設(shè)計(jì)，無需內(nèi)置加熱、制冷等溫控元件，即可在低溫和高溫環(huán)境下工作，可節(jié)省電量。整機(jī)采用超強(qiáng)鋁合金外殼進(jìn)行整機(jī)全密封處理IP66防護(hù)，防淋雨、防灰塵可適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。

　　(2)HP-TVC系列遠(yuǎn)距離無紅曝激光攝像機(jī)

　　和普HP-TVC雙波段遠(yuǎn)距離熱成像攝像機(jī)是專門針對鐵路復(fù)雜環(huán)境下監(jiān)控所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。內(nèi)部采用長焦高清鏡頭配合200萬可見光高清彩轉(zhuǎn)黑攝像機(jī)與336X256/640X512大口徑非制冷熱成像攝像機(jī)，并輔以重載360度全方位云臺，實(shí)現(xiàn)500m—1.5km以上晝夜全天時(shí)視頻監(jiān)控。

　　高靈敏度：探測靈敏度(NETD)可達(dá)50mk，比常規(guī)產(chǎn)品更高的靈敏度，獲得更細(xì)膩畫面質(zhì)量，受霧雨雪天氣影響小。

　　先進(jìn)的圖像增強(qiáng)技術(shù)：優(yōu)異的非均勻圖像校正技術(shù)，無需TEC恒溫控制，具有良好的圖像均勻性和動態(tài)范圍。SDE圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)技術(shù)，圖像平滑無噪聲，多種偽彩色和熱黑熱白極性圖像格式可選，適應(yīng)性強(qiáng)，易發(fā)現(xiàn)低對比隱藏目標(biāo)。

　　體積小重量輕：第五代超精細(xì)小型化探測技術(shù)，在保證相同的作用距離基礎(chǔ)上，降低了整機(jī)體積與成本，體積與重量減為第四代的1/2。

　　高精度光機(jī)設(shè)計(jì)：獨(dú)特的AS光學(xué)設(shè)計(jì)和高精度光機(jī)設(shè)計(jì)，優(yōu)異的成像質(zhì)量。

　　高可靠性：整機(jī)采用超強(qiáng)鋁合金外殼IP66防護(hù)，防淋雨、防灰塵，可適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。

　　圖2 前端設(shè)備

　　2.傳輸系統(tǒng)

　　本方案遵循統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局、互聯(lián)互通、資源共享的原則，采用先進(jìn)的視頻監(jiān)控技術(shù)，基于鐵路系統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建數(shù)字化、智能化、分布式的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)視頻網(wǎng)絡(luò)資源和信息資源共享。整體思路如下：

　　(1)設(shè)計(jì)思路

　　因地制宜、需求為基、品質(zhì)優(yōu)先。 借用鐵路原有傳輸鏈路選用穩(wěn)定可靠的傳輸設(shè)備。

　　(2)確?？煽啃?/p>

　　由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的重要性，任何失誤都可能造成及其重大的后果。所以，準(zhǔn)確、安全、不間斷的數(shù)據(jù)傳輸與存儲都十分重要。

　　(3)確保技術(shù)的先進(jìn)性

　　為了確保技術(shù)的先進(jìn)性，我們將從如下幾個方面入手： 首先，選用廠家新推出來的設(shè)備以及那些推出時(shí)間較長并且獲得了良好的市場聲譽(yù)的有生命力的產(chǎn)品;其次，采用新的技術(shù)。

　　(4)確保系統(tǒng)的可擴(kuò)展性

　　可擴(kuò)展性也即可伸縮性，即網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能自如的適應(yīng)規(guī)模的變化。良好的可擴(kuò)展性表現(xiàn)之一就是當(dāng)用戶的規(guī)模增大時(shí)，無需增加新的設(shè)備，只需要增加相應(yīng)的設(shè)備模塊即可，這既能有效的降低 。

　　3.指揮系統(tǒng)

　　目前監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)模式主要有全數(shù)字和數(shù)模結(jié)合模式兩種，前者的典型標(biāo)志是采用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和數(shù)字矩陣，后者的典型標(biāo)志是采用模擬攝像機(jī)加視頻編碼器。通過鐵總建設(shè)[2016]18號文，我們認(rèn)為全數(shù)字更符合本次項(xiàng)目，原因如下：

　　(1)全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控最先進(jìn)的架構(gòu)，是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控今后的發(fā)展方向，其它網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模式會逐步過渡到全數(shù)字模式。

　　(2)全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比的高清視頻監(jiān)控的基石。

　　(3)全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)易于擴(kuò)容，易于開發(fā)應(yīng)用新功能，是一套符合發(fā)展規(guī)律的、具有可持續(xù)性的、先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

　　(4)全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)作于監(jiān)控專網(wǎng)內(nèi)，對未來跨公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)改造具有指導(dǎo)意義。

　　故此，本系統(tǒng)架構(gòu)按全數(shù)字模式設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

　　本系統(tǒng)功能包括：實(shí)時(shí)監(jiān)看、可疑目標(biāo)鎖定與自動跟蹤、邊界入侵檢測、圖像增強(qiáng)、圖片融合等多種功能可方便優(yōu)化用戶操作，是系統(tǒng)具有實(shí)用性、先進(jìn)行、可靠性、可擴(kuò)展性、方便易用性等優(yōu)勢。