高速铁路综合安全视频监控简析（精选8篇）
篇1：高速铁路综合安全视频监控简析
高速铁路综合安全视频监控简析
前 言
安全是铁路运输永恒的主题，是铁路的生命线。我国地域辽阔，地形复杂，气候变化大，致使铁路灾害分布广泛、类型众多、发生频繁，铁路灾害的分布遍及全国，基本上凡有铁路的地方均受程度不同的灾害侵袭，由此平均每年造成铁路运输中断100余次，累计1 0002 000 h，最高峰曾达到年断道211次。已发生灾害路段占全路总运营里程的20%以上，尚有许多线路灾害处于潜伏状态，严重威胁铁路的行车安全。
高速铁路由于列车运行速度高、密度大，运送对象以旅客为主，一旦发生事故后果不可想象。因此，除了要求机车车辆、供电、线路以及通信信号设备高性能外，对各种可能发生的灾害，如自然灾害(强风、暴雨、大雪、地震)、突发事故(坍方落石、异物侵限)、列车及设备故障、突发的大规模群体事件等，都要实施全面监测。世界各国已建成和正在建成的高速铁路均将综合安全保障体系的研究放在首位。如何针对可能发生的各类危及行车安全的灾害，建立安全、可靠、实时、准确的铁路安全防灾监控和信息传输体系，制定科学有效的预警机制和应急预案，在灾害发生前或发生后及时控制运行列车减速或停车，使各种多发、随机的铁路灾害造成的破坏力降低到最小程度或避免灾害的发生，这对铁路部门科学、合理地调度列车、指挥运行，确保铁路客运专线运行安全有着重大的实践意义。
一 高速铁路综合安全防灾的需求分析
1.1 综合防灾安全监控功能需求
综合防灾安全监控系统是对危及列车运行安全的自然灾害(风、雨、洪水、地震等)、异物侵限、突发事故和事件等进行实时监测；对各种监测信息进行分析、处理、汇总，判定设备安全隐患、灾害及故障的类型、性质和级别；实时显示经处理后的信息及灾害预警、限速、停运、恢复运营等处理建议，为运营调度中心调整运行计划，下达行车管制、抢险救援、维修等指令提供依据。
1.2 覆盖内容需求
高速铁路安全监控的主要监测内容按对象不同可大致分为5大类：自然灾害监测(如地震、雨量及洪水、风速和风向等)；线路监测(如轴温、路基灾害等)；大型结构物监测(如车站站房、隧道、牵引变电所及通信信号机械室内及周围自然状况监测等)；物体侵入监测；列车运行状况与车厢监测等。
1.2.1 自然灾害监测
强风监测：监测点设置在易发生强风或突发性大风地区的车站、高架线和桥梁上。
雨量及洪水监测：洪水灾害不像地震、风灾那样具有突发性，而是按积少成多、循序渐进的规律因汛期雨水多而形成灾害的。高速铁路受雨及洪水破坏主要表现在路堤、桥梁以及路堑自然边坡破坏三大方面。
地震监测：地震是属于发生概率较小，但危害最大的一种特殊灾害，高速铁路沿线地震仪应设置在地震烈度大于等于VII度的线路区段，一般考虑设在牵引变电所内，以利于及时断电响应。
高速铁路同普速铁路一样，还应针对不同地理环境条件、不同的运营机制，设置相应的防火灾、防雷击、防冰雪等设施。
1.2.2 线路监测
轨温监测：轨温的升高使无缝线路钢轨的纵向应力加大，超过一定标准时会导致胀轨跑道事故，对行车安全有极大的危害。钢轨温度传感器设置地点应选择在线路条件如路基、道床、曲线、坡度等不利的地点。在桥梁较多地段或曲线较多地段，可根据实际情况适当增设。
路基灾害监测：主要监测路基病害的发生、发展和发出预警信息，这部分属于“渐进”灾害。对于路基病害要结合发生灾害处的地形、地质、环境和降雨量作出安全评估。
1.2.3 大型结构物监测
车站监测：在大型车站设有相应的安全监测系统，对周围环境、设备状态等具有自动监测和报警功能。当发生重大灾害和事件可能影响行车时(如事故、停电、火灾等)将信息通过车站综合信息系统传至调度中心安全调度台处理。
桥梁、隧道监测：高速铁路为了提高行车速度，大量地使用了桥梁和隧道，所以必须设置桥梁、隧道监测系统。系统所收集的可能或直接影响行车安全的信息(如火灾、非法侵限等)，应直接或通过综合信息系统传送至调度中心安全调度台汇总处理。
牵引供电、通信信号监测：作为客运专线重要设备的牵引供电和通信信号等系统应具有高度的可靠性，保证设备总处于良好的状态，或一旦设备存在危及行车安全的隐患时，能及时地发出警告，强制列车减速甚至停车，需要具有防火、防水、防盗等监测。
1.2.4物体入侵监测
依据线路建筑标准，对于一些易发生土、石崩溃和塌方，落物难以预测巨整治投资大、施工困难的地段，根据预测的塌方范围及落物轨迹，设置崩塌、落物防护监测网是必要的。按照要求高速铁路为全封闭线路，但是如果防护网被破坏以后有物体进入也会造成事故，因此同样需要进行监测。
二 基于视频的高速铁路综合安全防灾的构成
传统的高速铁路综合安全防灾系统都是基于各种传感器来进行的，但是随着视频监控及其分析技术的不断发展和进步，基于视频的综合监测系统得到了更多的重视和应用。
2.1 综合安全防灾系统总体设计
高速铁路客专综合安全防灾监控系统的运用和管理分为客运专线公司、综合调度中心、基层站段和前端采集设备四级，均配备相应的防灾显示设备、工作站和网络传输设备等。系统可与客运专线的其他信息系统共享基础信息资源，并与其他信息系统进行数据交换。整个系统是一个分布式结构，由客运专线铁路公司安全设备、综合调度中心防灾设备、基层站段防灾设备、现场采集设备四部分组成，系统的总体结构如图1所示。
图1 高速铁路客专综合安全防灾系统总体结构图
2.2 综合安全防灾系统组成及其功能简析
现场采集设备的工作是从设置在客运专线铁路沿线的视频采集点、各种监测设备/系统采集有关环境状况以及设备工况等安全监控数据；将这些数据按照灾害信息种类、灾害信息程度分别进行初步处理后经网络传输传送至基层站段。运行的列车通过自诊断系统检测到列车上的故障信息，通过区间或站内无线基站传送至车站综合信息系统，并继续通过专用数据通信网传送至综合调度中心的安全监控台汇总、存贮和处理。
车站综合信息系统将接收到的各类灾害基础数据进行汇集，实时传送至综合调度中心安全监控台。综合维修段将接收到的各类灾害基础数据结合视频信息进行统计分析，形成报表，将结果上报客运专线公司。
调度中心安全监控台对接收的数据进行处理，处理后的视频、强风、暴雨、洪水、轨温、地震等报警信息中包括灾害强度、线路状态、行车规定和巡检要求等具体规定。按照灾害处理规程给出预警处理建议和方案，将建议和方案传送至各相关业务调度台，并在相关区域运行的列车上显示。行车调度台将其作为调整行车运行计划的参考因索，必要时行车调度台通知维修和救援部门作好准备。救援列车由车辆调度台通知动车段调动，救援部门由相关车站出而协调。客运专线公司将从调度中心安全监控台接收到的信息存档记录以供决策。
三 基于视频的高速铁路综合安全防灾系统涉及的监控技术
3.1 主动红外夜视技术
综合安全防灾系统的前端视频监控点通常在户外自然环境较为恶劣的场所，同时需要对目标进行全天候的监控，在夜间也没有路灯、建筑物灯光等其它的环境光源可以利用，对于雨天、雾天等特殊气象条件要求能够保持良好的可视距离，可视距离最好能在1-2公里左右。目前市场上能够提供的夜视技术主要有三种：被动红外成像技术、基于红外灯的主动红外夜视技术、基于激光器的主动红外夜视技术。被动红外成像技术适合于监控夜间人或车等运动物体，对于环境监控力不从心，基于红外灯的主动红外夜视技术可视距离近（300米以内），光源体积大寿命短故障率高，很难适应户外恶劣的自然环境。基于激光器的主动红外夜视技术目前已经比较成熟，包括红外激光照明器灯、超低照度彩转黑摄像机、红外夜视专用监控镜头三大部分。激光的特性决定了激光可以照摄更远的距离，而且光强度也比常规光源要强的多。激光具有亮度高、单色性好、方向性好等优点，通过对波长的选择可以增大CCD对波长的感应程度。激光灯的寿命很长，一般都在10000个小时以上。摄像机的选择则主要顾及两个方面：一个是白天成像效果；一个是是否是感红外的低照度。白天要求效果好，就是要求其有滤光片切换结构，白天滤掉不可见光，使成像色彩更真实；晚上切换到夜视模式，把不可见光放进来，这样既能保证白天不失色，又能保证夜视效果。夜视镜头的F数一般比常规镜头的F数要小，这就意味着镜头的进光量要比常规镜头要大，有较强的光收集能力，好的夜视镜头的镜片对近红外光进行了增透，提高了近红外光的透过率。为了看清楚远距离的物体，一般选用电动长焦镜头。
3.2 智能视频分析技术
智能视频（IV，Intelligent Video）技术源自计算机视觉（CV，Computer Vision）与人工智能（AI，Artificial Intelligent）的研究，其发展目标在于将图像与事件描述之间建立一种映射关系，使计算机从纷繁的视频图像中分辩、识别出关键目标物体，这一研究应用于视频监控系统、将能借助计算机强大的数据处理能力过滤掉图像中无用的或干扰信息、自动分析、抽取视频源中的关键有用信息，从而使传统的监控系统中的摄像机不但成为人的眼睛，也使“智能视频分析”计算机成为人的大脑，并具有更为“聪明”的学习思考方式。这一根本性的改变，可极大地发挥与拓展视频监控系统的作用与能力，使监控系统具有更高的智能化，大幅度降低资源与人员配置，同时，必将全面提升安全防范工作的效率。智能视频分析在火灾报警、异物入侵报警、车站与桥梁监测方面能够发挥很多积极作用
3.3 综合监控主机
传统的矩阵监控系统有单独的报警主机，但是通常只能接入开关量报警，而现有的网络视频编码器在报警接入方面数量较少，不能满足多种监测系统：强风、雨量、地震，多种数据协议：485总线，CAN BUS总线等接入的要求，对多路模拟和数字量的采集无能为力。而集成了设备监控、周边区域音视频监控录像，周界报警系统、消防报警系统、门禁控制系统、灯光语音控制系统、动力环境监控、模拟量数字量采集等多种功能的天地伟业综合监控主机能够实现与其它多种传感器/系统的对接。采用基于Arm9的嵌入式系统提供了极高的系统稳定性。多路插卡式设计，通过不同的插卡可以在一台主机上支持多路门禁控制、RS-485总线或CAN BUS总线、开关量输入输出、RS-232接口。
篇2：高速铁路综合安全视频监控简析
1．日本新干线高速铁路调度系统
日本新干线使用的C0MIRAC系统包括运行图生成与变更、车辆与乘务员运用、列车运行控制、列车运行监视、旅客信息等运营管理功能以及电力调度、车辆运用管理、接触网、线路状态检查、灾害监测(地震、风冰、雨、雪、滑坡)等安全功能，是一个功能较为完备的复杂系统。
COSMOS系统集行车控制、电力控制、车辆运用管理、运行图生成及变更、信息系统(灾害信息、旅客信息等)、维修作业管理、车站作业管理等功能于一体，将几乎所有与铁路运营有关的子系统都挂接在中央局域网(LAN)上，使开放运营的铁路系统在信息传输上形成相对的闭环系统，是现代控制技术与计算机技术、网络技术的有机结合。
2．法国TGV高速线综合调度系统
TGV高速线综合调度系统以调度集中为核心，依靠车一地之间可靠的通信将列车、沿线设备和控制中心联系起来。车载设备包括TVM300或TVM430机车信号、故障监测和诊断装置、车载局域网等；沿线分布了接触网、热轴、风、雨、雪、桥隧落物等各种监测设备；控制中心主要包括行车调度、电力调度和中央维护监督三部分，通过网络传递信息。
3．德国ICE高速铁路综合调度系统
德国ICE高速列车通过LZB系统列车一地面问双向通信、险情报警信息系统(包括风、雪、塌方、热轴)、车载无线故障监视诊断系统与地面控制中心和维修中心构成集行车调度指挥、控制、故障监测、维护等功能于一体的系统。
篇3：京津高速铁路综合视频监控系统
1.1 监控节点范围
京津高速铁路综合视频监控系统设置在沿线通信信号机房内外、箱变机房室外、牵引变电所 (TSS) 、自动变电所 (ATS) 、开闭所 (SSP) 、电力分配所室内、车站咽喉区、公跨铁立交桥、铁路线路、高架桥路段的维修梯和路基地段, 北京南、亦庄、永乐、武清和天津5个车站的站前广场及站内设置了视频采集点, 并为调度、通信信号、客运、公安设置了用户监视终端, 提供视频服务。京津高速铁路综合视频监控系统结构示意图见图1。
(1) 通信信号机房内监控。在通信信号机房内设置球型摄像机, 主要观察人员进出机房情况, 同时兼顾机房总体状况, 包括设备室和电源室。
(2) 咽喉区监控。在北京南、亦庄、永乐、武清、天津5个车站咽喉区设置枪式摄像机, 主要观察列车进出站情况, 并可对实时视频图像进行分析, 对在咽喉区逗留的目标进行告警提示和标识, 对进入用户保护区域的目标进行跟踪, 并触发报警。
(3) 路基段监控。在接触网杆靠近线路外侧距轨面4.5 m处架设彩色低照度摄像机和红外灯 (无红曝) 。接触网杆间距基本上是50 m, 架设原则为每100 m架设一套设备, 白天监视距离为10~150 m, 夜间为10~100 m, 并可实时监视线路及其两侧路基情况。同时, 配置I类室外设备箱, 用于安装电源模块、光端机、光缆终端盒、断路器和浪涌保护器等。
(4) 维修梯监控。每处维修梯设置一个视频采集点。根据现场具体情况, 利用桥上护栏, 在靠近入口的第2根或第3根栏杆上架设安装支架, 配置彩色低照度摄像机和红外灯 (无红曝) , 对维修梯最后一段楼梯和进入正线的入口进行全天候视频监视。同时, 配置I类室外设备箱, 用于安装电源模块、光端机、光缆终端盒、断路器和浪涌保护器等。
(5) 沿线基站与信号机房室外监控。高架桥下的GSM-R基站机房或信号集装箱与箱变机房共址时, 采集点设置在基站与信号机房门正面约10 m处新架设的7 m电杆上, 安装摄像机并配置红外灯, 对GSM-R基站机房或信号集装箱与箱变机房的入口进行监视。
(6) 铁塔长距离监控。在沿线每座GSM-R铁塔上架设彩色长距离摄像机 (全线40座铁塔) , 监视铁塔两侧各2 km, 满足白天视频监视约100 km线路要求。终端用户可对摄像机进行远程遥控。摄像机安装高度距轨面约20 m。同时, 配备II类室外设备箱, 箱内配置多功能浪涌保护器。
(7) 综合性客运服务监控。为满足客运服务提出对北京南、亦庄、武清、天津车站全方位监控要求, 在各车站设置了视频监控点, 监控车站广场、进出站口、检票口、售票厅、候车室、贵宾室、客运地道出入口、站台和办公区等。
(8) 公路跨铁路桥梁监控。在接触网杆靠近线路外侧距轨面4.5 m处架设彩色低照度摄像机和红外灯 (无红曝) 。接触网杆间距基本上是50 m, 架设原则为每100 m架设一套设备, 白天监视距离为10~150 m, 夜间为10~100 m, 并可实时监视公路桥上的车辆、防撞墩、护栏、水平防护网掉落等情况, 以及线路和线路两侧路基情况。同时, 配置I类室外设备箱, 用于安装电源模块、光端机、光缆终端盒、断路器和浪涌保护器等。
(9) 应急救援指挥系统现场监控。现场监控设备可将事故现场动态图像实时传至核心网机房视频监控系统的视频平台, 图像清晰, 指挥中心可根据现场图像分析做出决策;可将事故现场的静态图像和其他数据上传至核心网机房视频监控系统的视频平台, 并具有自动转发图像功能。现场接入设备支持接入数码相机存储卡, 实现高速传送。
1.2 系统功能
1.2.1 平台功能
(1) 实时播放。双击或拖拽摄像机列表中的摄像机名称, 在选中的空闲分屏界面中可看到视频实时图像, 点击停止按钮可停止播放。
(2) 历史播放。选中某一路摄像机, 确定录像时间段, 可播放远程录像, 选择本地录像文件, 可播放本地录像。
(3) 播放控制。具有暂停、停止、快播、慢播、逐帧播放功能。
(4) 图像切换。可同时观看多路视频图像, 可通过1, 4, 6, 9和全屏等多分屏画面模式切换观看。
(5) 图像放大缩小。多分屏画面显示视频图像时, 其中一路可放大为一个分屏或全屏显示;当单屏显示时, 选中多分屏后, 可使一路图像缩小。
(6) 实时声音播放。前端麦克风采集现场声音, 在视频监控系统客户端播放实时声音, 与实时视频图像同步。
(7) 历史声音播放。播放历史视频图像时同步播放历史声音。
(8) 行为分析。分析实时视频内容, 对咽喉区、沿线逗留的目标进行告警提示和标识, 对进入用户保护区域的目标进行跟踪, 并触发报警。
(9) 声光告警。当图像信号丢失或出现行为分析目标时, 有声光告警提示;当通信SCADA系统的监控对象发生报警, 通过联动接口, 通知视频监控系统, 显示设备弹出报警信息, 并有声光报警提示。
(10) 图像屏蔽。特定时期, 监控中心网管可自定义用户观看图像的数量及范围。
1.2.2 用户功能
(1) 对系统管理员、操作管理员的帐号、密码和操作控制权限的初始化设定。
(2) 多重网络身份识别, 防止非法使用和操作。
(3) 根据授权实现相应访问操作功能, 低权限用户无法对高权限用户正在调看的图像进行PTZ控制。
(4) 根据授权, 可获得多个远程登录帐号, 满足各级领导和部门的管理要求。
(5) 识别远程访问人员和控制身份的合法有效性, 接受其控制请求和返回相应数据。
(6) 远程访问的显示和许可。根据不同型号, 用户可选择一个或多个远程访问, 在主页面上显示操作内容, 并可根据操作人员权限随时终止其中一个或全部远程控制请求。
(7) 实现用户远程网络管理功能, 消除地域空间限制。
(8) 日志管理功能。记录系统所有设备和操作人员进入、退出系统时间与操作情况。
(9) 用户管理功能。增加、删除、修改用户信息。
(10) 数据管理。添加视频监控点和用户权限设置。
2 系统特点
2.1 网络传输技术
北京南、亦庄、永乐、武清、天津站内设置的摄像机, 通过视频同轴电缆和控制电缆直接接入通信机房的编码器。车站机房的编码器通过网线利用以太网交换机传输, 连接到车站视频监控分中心或中心。
远距离的传输包括基站、信号中继站、牵引供电 (TPS) 机房、ATS机房、SSP机房和咽喉区, 其摄像机经过前端编码器处理后, 摄像机视频信号通过传输系统就近接入车站视频监控分中心的视频IP局域网。
接触网、维修梯的视频图像利用室外设备箱中的光端机、光缆终端盒将视频图像信息通过新设一对视频光端机及新敷设12芯光缆接入邻近基站, 进行压缩编码和视频分析, 通过MSTP上传至所属车站进行存储。如果距相邻基站不超过100 m, 采用同轴电缆将视频信号接入基站机房。
系统针对网络传输的不稳定性做了网络自适应性改革。当传输带宽不足时, 视频监控系统对视频图像自动进行减帧处理。由于传输速率调节和动态多码率调节机制灵活, 适应监控系统中多种异构网络带宽的要求。
2.2 与通信SCADA联动
通信SCADA系统与视频监控系统完成联动, 其监控对象发生报警后, 通过联动接口通知视频监控系统。视频监控系统将视频切换到相应的摄像机预置位, 自动录像, 显示设备弹出报警信息, 并有声音报警提示, 提高了综合能力, 并为京津高速铁路各系统维护人员提供了图像依据。
2.3 接触网杆上安装摄像头和红外灯
摄像机和红外灯安装在电气化铁路接触网杆上, 要求牢固, 不受300 km/h列车行驶所产生的风速影响, 为保证其工作的稳定性, 在以下方面进行了创新。
(1) 摄像机和红外灯安装固定件。结合其他相关专业在接触网杆上安装设备工艺, 研发了能够确保与接触网杆安装稳定的结构件。
(2) 摄像机和红外灯的方向调节。自主研发适用于接触网杆、角度能任意调整的结构件, 使摄像机最小调试角度为1°。
(3) 摄像机与防护罩的连接方式。线路视频监控系统使用的是短焦距镜头, 摄像机、镜头与防护罩之间仅有一处连接点, 为避免300 km/h的列车通过时产生的振动, 研发了能够确保摄像机与防护罩稳定连接的固定件, 保证图像清晰和稳定。
(4) 红外灯的应用方式。传统的无红曝红外灯只有一个发光角度, 夜间提供的光照范围是扇形, 为扩大光照范围, 每个节点提供一对红外灯, 光照角度分别为15°和30°, 方便夜间观看图像。
(5) 摄像机和红外灯的供电。通过分析、论证、测试, 确定采用24 V直流供电, 变压器可输入160~220 V电压。
(6) 接地方式。京津高速铁路的地线均连接在贯通地上, 对路基段节点, 所有防护箱的接地均从槽道中连接;对高架路段, 所有防护箱的接地均从路基的侧墙上连接。
2.4 客运服务求助
京津高速铁路沿线各车站在不同节点设置了求助系统及摄像机。京津高速铁路综合视频监控系统实现了和客运服务求助联动, 并为求助系统摄像机设置了预置位。当有用户求助时, 客运服务求助系统将信息传给视频监控系统, 对应节点的摄像机立即启动预置位, 实时录像求助系统情况, 便于日后查询。京津高速铁路综合视频监控系统首次将客运服务系统纳入综合视频监控系统平台, 方便了客运服务系统实时监控站内外情况。
2.5 权限管理
京津高速铁路综合视频监控系统客运服务端软件可根据用户涉及范围划分各用户的图像调用、历史图像检索与回放、存储控制等权限。调度中心的调度大厅设置的视频监控客户端可调看所有咽喉区监控系统的视频图像。核心网机房的视频监控客户端可调看全线视频图像, 包括四电监控系统、客运服务监控系统、线路监控系统、应急通信现场和防灾安全监控系统的视频图像。永乐保养点信号工区设置的视频监控客户端主要调看防灾安全监控系统的视频图像。
北京片区的维护人员可调看北京片区下的四电监控系统、线路监控系统和防灾安全监控系统的视频图像;天津片区的维护人员可调看北京片区下的四电监控系统、线路监控系统和防灾安全监控系统的视频图像。
北京片区的铁路公安人员可调看北京片区下的客运服务监控系统和线路监控系统的视频图像;天津片区的铁路公安人员可调看天津片区下的客运服务监控系统和线路监控系统的视频图像。
防灾维护人员可调看全线的防灾安全监控系统的视频图像。
2.6 视频监控系统集中统一网管
通过对视频监控系统的设备 (包括视频服务器、交换机、光端机、编码器、解码器、存储设备、视频控制箱等) 状态轮询, 实时向用户提供设备当前运行情况和状态参数。视频监控系统的设备出现故障, 可主动向网管中心上报故障信息, 用户可及时获取故障情况, 为故障排查和定位提供依据, 同时为用户提供远程登录功能。可定义不同的告警级别, 对告警信息进行分类上报, 通过不同的声光提示, 对告警级别进行区分。可提供告警信息过滤功能, 用户可根据需要屏蔽相关告警。可实现对视频网络设备的远程管理, 如交换机、视频控制箱等设备的远程重启, 以及摄像机云台的远端控制。
2.7 管理软件热备 (RAMS)
为保障中央管理服务器正常、安全使用, 采用双机热备系统。当系统管理服务器 (中央配置服务器及视频管理服务器等) 发生故障或离线时, 编码器、解码器及存储服务器可保持服务器离线前的工作状态和配置, 并继续运行, 保证监控中心的解码器正常输出、PC工作站视频正常输出, 以及本地录像、SAN存储的正常进行。
2.8 录像存储软件备份
录像存储软件备份 (NVR N+1) 中的1代表备份的NVR, N表示NVR的数量。备份NVR负责监控NVR是否正常运行, 当一个NVR出现故障, 备份NVR接替故障NVR工作, 保证故障期间视频监控工作正常进行。
2.9 图像存储
京津高速铁路综合视频监控系统的监控中心设置在北京核心网机房, 北京南、亦庄、永乐、武清、天津5个车站设存储、转发服务器, 负责就近接入、存储视频图像及视频图像的分发和向上转发。监控中心负责对系统进行管理, 并存储重要视频和告警视频。
北京核心网机房存储所有摄像机的报警录像, 存储时间为30天。报警录像存储空间按实时录像总容量的5%预留。同时, 存储容量考虑20%的冗余。各分中心存储摄像机实时录像和报警录像时间为7天, 而后自动覆盖。
3 系统应用情况
京津高速铁路综合视频监控系统的使用用户主要有调度、客运、电务、公安等部门, 并可为工务、牵引供电、电力等部门提供服务。其提供的车站、线路视频图像在监控地点、位置、数量方面基本满足运输生产对京津高速铁路动车组运行情况实时监控的要求, 并可满足夜间对重点位置监控的要求。机房内外的监控图像可满足业务部门对设备安全的管理要求, 也为公安部门准确掌握线路、车站安全状况发挥了重要作用, 统一的软件平台满足了图像共享的需求。
(1) 调度。在京津高速铁路调度中心为行车调度和助理调度配置了用户监视终端, 对咽喉区视频监视拥用最高控制权限, 主要监视列车的到发情况。
(2) 客运。在北京南和天津站综合控制室设置大屏幕显示系统和用户监视终端, 满足客运部门对咽喉区列车到发与停靠站情况、车站、站台、检票口、候车室、站厅等进行实时监视和图像调用。
(3) 电务。在北京南站和天津站通信信号楼为电务部门设置用户监视终端, 对四电和线路视频进行监视和调用, 同时满足通信线路的日常维护检查和系统维护。
(4) 公安。为北京铁路公安局设置了用户监视终端, 可浏览机房室外的全部视频图像;为北京南站公安段和天津站公安段指挥中心设置了电视显示墙 (9块屏) , 天津公安处、北京南公安处、亦庄警务区、永乐警务区、武清警务区、天津警务区设置了用户监视终端, 24 h专人值守, 监视辖区视频图像, 并具有一定的控制权限。
(5) 牵引供电和电力。箱变室外的视频信息可为电力部门提供服务, 监视机房人员进出情况。
篇4：高速铁路综合安全视频监控简析
摘 要：铁路行车安全综合监控系统是确保铁路行车安全的综合性系统。就目前来看，随着我国经济的发展，铁路已经成为了人们出行或者拉货的重要交通工具，在我国交通行业中占据着十分重要的地位。本文就针对铁路行车安全综合监控系统的建设作出探讨，针对行车安全监控系统应用的现状，对建设行车安全综合监控系统的必要性和可行性以及系统的功能和构成作出探讨，并实施具体的建议。
关键词：行车；安全；综合监控
1 概述
在铁路行车过程中，行车安全监控系统起着十分关键的作用，为铁路行车安全提供了信息化、系统化的内容。相关部门可以根据不同的监控对象，分别对铁路行车安全中的机动车辆、行车线路、通信信号以及自然环境等诸多条件进行监控，及时地进行预警和管理，保证铁路的行车安全，为我国的交通系统提供良好的保障。就目前来看，我国交通行业迅猛发展，高速铁路、客运专线和城际铁路建设正在推进，使得行车安全监控系统资源被广泛地应用，提高信息共享的程度。逐渐地对铁路行车安全提供了保障，实现信息整合，更好地保障铁路的运行安全。
2 行车安全综合监控系统建设的必要性
2.1 行车安全监控系统的现状 近年来，随着铁路行业的发展，我国逐渐的实施行车安全监控系统，根据监控对象的不同进行针对性的设置。但是就目前来看，我国的行车监控系统的现状存在诸多的问题，具体问题如下：第一，在建设行车安全的过程中，并没有实现具有规划性的安全系统。第二，在行车安全系统中，各个行业针对各自的行车进行单独设置，没有形成系统的行车安全监控系统。第三，在行车安全监控系统中，设备和资源重复利用。第四，信息隔离比较严重，各个监控系统信息资源没有做到共享，难以达到整体的行车安全得到有效保证。第五，安全监控系统本身的实践维度比较大，在真正的监控工作中难以实现。
2.2 行车安全综合监控系统建设的必要性。
3 行车安全综合监控系统建设的实施，对行车安全具有十分重要的作用
3.1 技术上的需要 我国铁路交通行业的发展比较迅速，在运行速度上也在逐渐加快。因此，铁路运行中对故障移机自然灾害引发的事故极为敏感，为了提高铁路行车的安全，需要对行车过程中各个因素进行监控，铁路行业安全综合监控系统能够满足对铁路安全监控的技术需求。
3.2 管理上的需要 我国经济的发展，离不开运输行业的支持。要想能够有效地提高铁路运输的效率，要结合高效的管理技术。在铁路行车中，需要综合技术调度和维修技术，在行车安全综合监控系统中能够满足这一条件。
3.3 信息化建设的需要 在铁路行车中，行车安全综合监控系统将运输组织信息进行整合，能够保障铁路的智能运输，智能运输信息系统在行车安全中尤为重要。
4 行车安全综合监控系统的功能和构成
4.1 系统功能 为了保障铁路行车的安全，在行车安全综合监控系统中，比较全面综合性地完善了自身的监控功能，其中包括防灾监控、电力监控、设备监控以及线路桥梁监控等功能。行车安全综合监控系统能够自动地采集信号、气象、自然灾害以及车辆运行和电网等信息，将信息进行整合，及时地实现集中监控预警，提前做好预防措施，为铁路行车安全打下良好的基础，提供全面的安全信息综合分析。在行车安全综合监控系统中，能够实现统一管理，将数据直观全面的反映到铁路运行中，实现安全管理。使得监控管理工作人员及时地观察到问题的出现，根据监控系统的数据具体位置的采集，快速地找到问题的发生源头，积极地采取相对应的措施给予解决，可以说，行车安全综合监控系统能够科学地提供依据并为维修和预防工作打下了坚实的基础，提供了良好的服务。
4.2 系统构成 行车安全监控系统中，其系统构成采取的是在前端装置信息采集和对象控制系统，将监控数据和其进行连接，将数据信息提供给信息传输平台，数据自动整合成信息数据库，将数据信息及时地处理之后及时地传输到应用接口层。经过一系列数据的传输，逐渐完善了信息的整合，实现了综合监控系统的信息采集和接入以及传输工作。
具体的系统构成主要包括以下内容：①前端信息采集和对象控制层。在铁路行车过程中，主要由这一系统对铁路的行车安全监控数据进行采集，来实现对铁路的监控，其自身的特点为全面性、综合性以及通用性，能够将各种信息数据进行全面的采集，便于以下工作的实施。②监控数据接入层。这一系统主要是将各个监控系统中的监控数据信息通过本系统的接入，从而实现将数据信息传输到综合监控系统中，实现接口的适配功能。③应用层信息传输平台。本系统主要将在铁路行车监控过程中接收到的数据信息进行组织和规范，这样能够实现信息的规范化，将集合好的信息输入下一系统。④集成信息数据库。在数据库中，可以看到各个系统整合的数据资源，是将各个铁路行车安全综合监控系统中的数据进行统一保存和管理，储存在这一大型数据库中。⑤信息综合处理平台。根据数据整合信息来看，将数据分类进行信息综合处理，主要是通过多个数据处理模块，将不同类别的信息分开处理，实现不同的数据有多个不同的管理渠道，更加保证铁路行车安全，实现综合处理模块的周期性、全面性的管理。⑥应用支持接口层。这一系统主要是支持和实现针对不同的应用需求采取不同的应用支持模块进行处理，实现铁路行车安全。
5 实施建议
篇5：高速铁路综合安全视频监控简析
通过对高铁建置的运行及作业安全进行观察和了解，我们可以将铁路轨道安全的重点切分为三大块;那就是轨道安全、列车组车厢安全和车站安全。因为已有众多专业厂商在专门探讨轨道及车厢安全的部分，因此本文抛开了对轨道本身的高速铁路轨道安全监测及高速铁路的车厢安全监控这两部分，转而专注于现阶段运营状况越来越复杂的高速铁路车站的安全部分，提出相应的车站综合智能安全系统解决方案。
高速铁路车站运营安全与一般的铁路车站有何不同
安全是铁路系统永远坚持的目标要求，车站则是安全因素的重要环节，虽然高速铁路车站一般看起来与地铁、动车车站看起来并无差异，甚至在一般人看起来都是一样的结构与运作方式，但实际上，高速铁路车站与一般的地铁、铁路火车车站的运行有着明显的差异。这里举两个简单例子，一是;一般的地铁、铁路车站的列车停靠站时由于运量不同，所以停靠站时间也不同，而高铁由于是属于城际高速运输系统，因此会有部分站点在不同车次上是不靠站的，高速铁路在运行方式有很多时候是以降低停靠站或以减少停靠站来达到直达或快捷的目标，所以在列车不靠站通过时虽然以减速通过，但高铁速度仍然是以高于一般铁路列车的车速，因此会给高铁候车月台带来瞬间的强风气流，它可能会带来月台设备的晃动或是人员被气旋牵引或吹动等。因此，对于月台的设备固定及监控，以及人员的管制就不同于一般的地铁、动车及火车车站的方式，也正因如此，我们可以看到包括国外及国内的高铁车站在月台人员进出时都会有特殊的管制及人员侦测设备，同时也会针对一些监控设备及月台信号灯设备有特定的固定与安装架设方式(如图1)，如此一来当高铁列车采用不靠站通过时，设备也不致于晃动或被强风吹落轨道上。
图1 高铁车站在监控设备及信号灯的强化固定
另外在管制月台进出及人员滞留的侦测技术上，我们也会看到高铁车站在月台人员管制侦测上通常会采用视频动态侦测技术或体温热感侦测器等方式(如图2)，以防止人员或猫狗小动物的不当进入管制月台区。
图2 高铁月台区侦测设备安装实景
二是：高铁月台与一般的铁路、地铁车站在安全管制上也有差异。在一般的铁路车站，人员在列车未进站前或未发车前，可以看到候车人员可以随意使用电扶梯或步行梯，自由的进出铁路及地铁月台区域。但高铁车站不同的是;在列车尚未进站前或发车后，月台区是属于管制的，且电梯手扶梯都应该配合验票闸门进行使用管制，也就是说在尚未获得列车进站信息信号前，所有验票闸门及电梯手扶梯等进出月台的设施及卡口都应该是严格管控的，这样一来，除了可以达到对旅客人流的控制外，更可以确保月台净空管制的原则，以维持月台候车的安全。
以上所提都是高铁车站内与一般的铁路、地铁车站在安全要求上明显而具体的差异所在，当然除了这两个实例以外，高铁车站在货物托运与行李检查上通常采取分离管制检察的方式，这也不同于一般的铁路车站货物跟随托运人运输的方式。因此，总体而言，虽然作业方式相似，但高铁车站在安全管制的要求上是比其它铁路轨道系统要来得要求更高的。[nextpage]
高速铁路车站运营安全的潜在危险因子有哪些
从上述若干例子中可以看到，高铁车站在高速铁路的安全防范上是一个非常重要的部分，因此我们有必要先去探讨及了解一下高速铁路车站会有哪些可能存在的危险因子，这些安全的顾虑又会产生哪些安全措施的需求，表1是针对高铁车站的各个重要环节分析出来的安全顾虑因子及产生的安全技术需求。
表-1高速铁路车站区域安全问题关系表
从表1中可以看到，高铁车站的危险因子部分与一般的铁路轨道车站的要求是一致的，但仍然有些是需要特殊的智能解决方案与应用来确保高速铁路车站的安全。同时，这些智能技术要求必需能够整合到高速铁路车站的一切信息及监控、通讯系统内，下来我们就进一步来了解高铁车站综合智能安全系统的大概建设情况。
高铁车站运营综合智能安全系统运用
完整的高速铁路车站智能安全系统架构是包含信息、影像、分析、辨识、统计及广播、电子告示、门禁、电力及设备监控等在内的整合及信息交换联动系统，并以此为标准架构。在此架构下，从每一车次列车进站到列车离站都应该有一个自动化子系统结合以上的子系统联动的智能型安全控制系统，进行全自动化及人工辅助的车站运行控制，以完成高铁快速自动化的要求，这个架构应为一完整平台控制方式，其架构如下图3所示。
图 3 高速铁路车站智能安全控制系统架构图
透过此架构，我们可以看到车站运营安全智能化的系统控制流程。首先在列车信息传达上，过去的列车到站及离站透过GIS(列车定位信息系统)传达后，都由控制员以手动方式将列车车号、车次以计算机键入方式显示于旅客信息广告牌PIDS(Passenger Information Display System)上，再由播音员以实时广播方式通告车站内的旅客进入月台区上车，若列车出现误点情形时，却无法实时进行广告牌显示信息更新及实时讯息播音通告，而现在，透过智能化信息交换控制系统，系统平台可以在列车进站前即可取得通过列车GIS系统所夹带的列车代号车次信息。同时，经过平台系统交换信息后转译译码，直接驱动电子广告牌显示列车文字信息及同步启动播放列车进站预录语音，要求搭车旅客准备验票，并进行旅客进入哪一个月台候车的导引通告，也可以透过平台控制传达自动启动电梯手扶梯服务及开启月台闸门，让旅客在列车进站前夕有足够安全的前置时间进入月台区，以达到月台区管制的目的。
其次，透过月台及其它区域的闭路电视监控系统与视频智能分析侦测系统的配合，可以在月台区进行人员及物品行李在月台区的移动动态侦测，可以将月台人员及行李的异常动作行为透过智能分析判断，及时将状态通知月台服务站(PAO)值班人员进行反应处置。同时还可以通过摄像机的事件自动触发机制，触发事件区域最近的PTZ摄像机，进行预置位锁定(Preset)，执行自动画面锁定，并将此事件画面跳出(SPOT Out)在指定的显示器或月台服务站(PAO)显示器上，以掌握全部状态，适时通知列车驾驶人员及行车管制中心(OCC)。这些状态的监控范围包含人员越过月台安全线、异常逗留徘徊、过度接近月台左右二侧边缘、行李物品不明遗留物及物品异常掉落轨道区，或是月台区人流过大或上下车异常拥挤等状况。并透过发布事件方式，让系统平台控制月台管制闸门及电梯手扶梯，管制放行或暂停人员进入月台区，以利于事件处理及发布广播讯息。[nextpage]
另外，高铁车站智能安全系统平台也可以结合消防系统，在探测器侦测到消防烟火告警讯息时，利用消防区间配备的影像监控摄像机加以确认事件，经消防系统及影像确认非误报讯息后，除管制必要的进出车站及月台闸门之外，并在事件确认后进行电梯及手扶梯锁定并停止使用，同时透过探测区间联动防火门的开启及闭锁状态，以利防堵烟雾及疏散逃生，与此同时，广播系统也应启动紧急广播机制系统，以预录语音或人工播音播放逃生引导以及各区域疏散方式，以避免发生拥挤踩踏事件。
列车停靠站部分也是月台安全监控的一个重点，利用监控系统与影像动态绊线侦测，可以让车站OCC系统了解列车靠站的停车位置是否适当，以及上下车的状态与对异常事件的掌握，如旅客物品及脚步滑落车厢与列车间隙的事件，车门开启关闭异常，行李上下车异常等情况，都是列车停靠站时必要的监控项目。
最后，透过站内密布的监控摄像机将所有摄像机依区域及列车进出站时间编辑成自动巡程扫描监看(Touring)或执行群组定时区域扫描(Pattern)的动作方式，在每日例行的列车进出站过程中，依人潮进出动线及作业内容进行预编程的监控，以更好地利用遍布密集的摄像机。同时在智能化技术的帮助下，还可以进行脸部辨识及异常行李的动线检查，以降低车站安全维护人员不足所造成的安全漏洞。
以上都是高速铁路车站智能型安全控制系统实现的安全管理机制，透过建置完整的系统控制平台或第三方软件平台的支持与开放，还可以将车站门禁及停车场卡口管制等多种子系统集成到这种智能联动方式的安全管理机制中来。
高铁车站及周边安全是旅客安全的延伸
在车站大厅及公共区域部分，由于高铁车站运量较大，因此在出入口的安全管控范围内也相对有一定的需求，对此区域的安全管制除了必要的高清摄像机外，配置宽动态的人脸捕捉摄像机以配合脸部辨识系统也是必要的。另外，对于随行行李的安检流程及安检区前后区域的管理也应该有完整的影像监控机制，这样可以避免违规品的丢包与藏匿行为。同时对于售票区及自动售票机区域也应采用摄像机进行全面监控，售票区内外应有影音摄像机记录所有的售票过程，包括售票员在售票时的行为举止和与旅客的对话等，这样除了可以确保票务纠纷事件之外，还可以提升票务的服务水平。
另外，在高铁车站的一些公共区域，如卫生间前及走道、商店区、旅客候车休息区等容易发生盗窃及旅客个人安全事件的区域，也应该要搭配全区的摄像机及带有影像智能分析的系统，如不当逗留、群聚骚动、打架、突然奔跑或烟火等影像分析辨识技术，以帮助车站管理人员进行事件监控与处理。
当然，若车站附件设有地下地面停车场的，也应将其纳入高铁车站的安全系统管辖范围之内，停车场的安全也是高铁旅客安全延伸的一部分，如何做好高铁停车场的安全管理也是车站安防的要点之一。停车场的危险因子除了停车管理与旅客人生财产安全之外，就是对车辆的安全管理，因此在这个区域可以采用日夜宽动态摄像机、紧急求救系统、车牌辨识系统及消防系统。日夜监控摄像机针对停车区域的人、车安全，进行广角全面的高清监控，对人员进出则提供高清的全身及脸部画面监控;车辆收费进出卡口则针对车型、车牌、驾驶人进行完整的辨识及比对记录，以供事件追查所用。一个高铁车站的停车场安全系统不应只是影像监控，由于汽车防盗器声音及汽车玻璃被破坏的异常声响经常容易被忽略，因此停车场对于声音异常声响的收音及分析识别也是很重要的一环，应对环境经常性噪音进行一个高分贝噪音侦测，除了可以保障汽车防盗事件的发生之外，更可以掌握场内不当驾驶行为，以防止场内车祸的发生。最后，消防系统则是针对汽车意外火警侦测及灭火而设计的，应采用影像智能侦烟/侦焰系统搭配固定的差动、侦烟、温度探测设备，以监控整个停车场的消防状态才是一个万全的机制。
结语
篇6：高速铁路综合安全视频监控简析
本文中设计的超声波断轨检测系统整体结构框图如图所示。
断轨检测系统包含两大部分，左侧虚线框内部分是长距离断轨实时监测系统，右侧虚线框内部分是钢轨焊缝探伤系统，下面分别对两个系统进行简要介绍。
1.长距离断轨实时监测系统
超声波在单一介质中有着良好的传播特性，钢轨是具有良好声导管特性的传播介质，这些因素构成了长距离断轨实时监测系统的物理基础。当超声波在钢轨内传播时，钢轨边界对超声波产生反复不断的反射传导，这样就会形成由横波、纵波、表面波等各种形式组合在一起的超声导波，与传统的近距离超声检测的方法相比，超声导波检测频率相对较低，这样可以增大超声导波的传输距离。长距离钢轨断轨实时监测系统分为发射站和接收站两个部分，发射站内有专用的发射器，通过发射器向固定在钢轨轨腰上的超声波探头发射高压脉冲信号，高压脉冲信号通过探头内的压电陶瓷转换为功率较高的超声导波信号，超声导波信号经过钢轨长距离的传输，在接收站由超声波探头接收到，接收站内有专用接收器，对接收到的超声波信号进行滤波放大等处理，通过幅值比较或其他处理手段，分析在给定的时间以内是否接收到了发射站发射的预先设定好发射频率的超声波信号，以此来判断接收站与发射站之问钢轨是否有断轨现象发生。
长距离断轨实时监测系统通常布设在整根钢轨上，超声波传播的路径应当避免经过焊缝或复杂的轨道路况，以免超声波信号的损失过大，影响探测准度。长距离断轨实时监测系统具有很多的优点，比如该方法采用超声波作为检测信号，超声波是一种机械波，因此不受牵引回流与钢轨电气参数的影响，在较长隧道、南方山区潮湿积水等地区可以代替轨道电路进行断轨检测。该设备原理比较简单，安装和维护方便，设备的功耗成本较低，且可探测距离长，探测范围能达到1~2 公里，可以实现在线的实时监测，如果有断轨现象发生，系统就会通过接收站接收到报警信号，并通过GPRS无线网络将报警信号发送到正在行驶的列车驾驶室，列车员会根据实际情况采取相应的措施，避免交通事故的发生。该探测系统缺点明显，只能探测到钢轨出现比较大的缺陷的情况，如钢轨已经完全断裂，或者钢轨损伤非常严重，对于钢轨的内部核伤该检测系统无法检测出来，而且不能精确定位断轨发生的位置。对高速行驶的列车来说，小的裂缝对其可能就是致命的伤害，所以仅仅有该系统是不够的。
2．钢轨焊缝探伤系统
钢轨焊缝探伤系统总体结构如图右侧虚线框内所示，与其他断轨检测的方法相比，钢轨焊缝探伤系统最大的优势在于可以对钢轨焊缝进行实时在线监测，从缺陷产生的时刻起就能通过采集到的超声波信号的变化来分析缺陷的变化，除此之外，钢轨焊缝探伤系统还能实现缺陷的定位，通过GPRS发送的数据就可以确定产生缺陷的精确位置。与长距离断轨实时监测系统相比，钢轨焊缝探伤系统需要较高的超声频率，高频率的超声波有利于发现更小的缺陷，对钢轨焊缝的探伤更加精准，基于超声波的绕射和衍射原理，超声波探伤的灵敏度约为半波长，所以频率越高，灵敏度越高，分辨率越好。高频率的超声波声束指向性好，能量集中，利于接收端的换能器接收到超声信号，但是探测频率不能过高，随着频率的提高，衰减也会急剧的增加，信号太弱，容易被噪声湮没，不利于探测。本系统中所用的超声信号的中心频率在2．5MHz左右。长距离断轨检测系统能够进行大范围的断轨检测。焊缝容易产生裂纹和内部核伤，当焊缝内部产生缺陷并受到较大拉力作用时，就容易发生断裂，钢轨焊缝探伤系统针对焊缝处易发生断轨的特点，对钢轨焊缝进行实时监测。两个系统相互配合、互补不足，达到最佳的断轨检测方式。
二、钢轨焊缝探伤系统方案
钢轨焊缝探伤法的工作原理
焊缝探伤系统是一种基于超声波的衍射原理进行检测的无损探伤法。这种探测方法不同于传统探伤方式，利用反射波的幅值来测定缺陷的大小和位置，而是有赖于超声波与缺陷部位的相互作用进行缺陷探测的。超声波在钢轨内传播，当遇到钢轨内部的缺陷时，会发生相互作用，作用的结果是产生衍射波，只要能检出衍射波就能确定缺陷的存在。这种探伤方法通常采用穿透能力较强的纵波斜探头，这样超声波与缺陷的相互作用更加强烈，衍射后得到的信号更容易被接收探头接收。图为钢轨焊缝探伤法的工作原理图。
在轨腰表面对称放置两个频率、尺寸、角度都相同的超声波探头，一个用来发送超声波信号，一个用来接收超声波信号，两个探头之问的距离由轨腰的厚度、探头发出的声束角度、超声波信号的频率所决定。发射探头将超声波信号从轨腰表面入射到轨腰内部被检焊缝的断面，信号在轨腰内部传播。在没有缺陷的位置，接收探头会接收到沿轨面传播的侧向波，该波的声速与探头发送的纵波声速相同，除此之外，接收探头还能接收到来自轨腰底面的反射纵波。当有缺陷存在时，在侧向波和底面回波之间，接收探头还会接收到来自缺陷的顶端和底端的衍射波。如上图所示，而且他们的传播路径不同，导致到达接收探头的时间不同，这样将利于将先后到达接收探头的侧向波、缺陷波、底面回波很好的区分开来。钢轨焊缝探伤法典型波形如下图所示。
发射探头发出超声波信号以后，首先到达接收探头的信号为沿着轨腰表面传播的侧面波，如轨腰内部有缺陷，则接下来到达的是缺陷顶端产生的衍射波，形成负向的信号波，同理在缺陷底端也会产生衍射波，形成正向信号波。最后接收到的是轨腰底面产生的信号较强的底面回波。在接收到的波形中，侧向波起着参考基准的作用，因为它沿着表面传播，所以信号幅度与两探头的间距有关，将两个斜探头相对放置，调节探头的间距，观察侧向波信号的幅度随着两探头间距的变化情况，可知当两探头间距增加时，信号的强度呈下降趋势。缺陷顶波和底波的强弱将直接影响到缺陷检测的灵敏度，超声波入射和接收的角度是影响衍射波强度的主要因素，因此可以通过调整入射和接收的角度来增加衍射波的强度。缺陷中间处的夹角为中夹角，通过观察发现，虽然缺陷深度不同，但衍射波信号均在中央角为一定值附近信号最强，而且上端和下端衍射波的传播特性相同。通过钢轨焊缝探伤法采集得到的信号数据可以采用小波分析法进行处理，与傅里叶变换相比小波变换是空间(时间)和频域的局部变换，能有效地从信号中提取信息。通过伸缩和平移等运算，能够对函数或信号进行多尺度细化分析，因此将小波分析理论应用于超声波信号处理方法当中，既能在时域上观察波形的变化，又能精确分析缺陷回波和杂波的频率成分。
篇7：郑西高速铁路综合视频监控系统
郑西高速铁路综合视频监控系统 (以下简称郑西监控系统) 由区域监控中心、视频接入节点和前端设备构成。视频图像管理、记录与处理采用监控中心和监控站2级分布式处理结构, 采用全分布的视频流处理与存储结构, 可方便地实现各级节点数量和容量扩展, 为郑西监控系统的扩展提供了极大的空间。
郑西监控系统在郑州和西安设置两个区域视频监控中心, 在沿线10个车站设置Ⅰ类视频接入点, 在通信基站、信号中继站、电力配电所 (亭) 设置Ⅱ类视频接入点260处。全线配置视频编码器、解码器3 000多路 (其中460路具有行为分析功能) , 实装摄像机1 700多台。郑西监控系统总体结构见图1。
1.1 区域监控节点
郑州和西安分别设置区域管理中心节点, 完成郑西监控系统用户及设备管理。区域监控中心可完成郑西监控系统的告警事件及图像存储与管理, 其主要职能定位为:管理、监视、控制和报警处理。
郑西监控系统预留电力SCADA、防灾系统及动力环境监控系统接入条件, 预留与郑州及西安货场视频监控系统的互联条件, 配置的设备包括管理服务器、录像服务器、存储设备和视频监控终端 (通信、信号、牵引供电和电力) 、大屏幕硬件解码数字矩阵 (数字键盘) 等。
1.2 Ⅰ类视频接入节点
Ⅰ类视频接入节点设在沿线各站, 包括2个大型车站、8个中小型车站。大型车站设备配置较高, 小型车站设备配置略低, 但性能完全能够满足郑西监控系统目前规模和预留视频通道的接纳。
Ⅰ类视频接入节点负责本地监控点摄像头视频信息的就近接入、处理和存储, 以及所属Ⅱ类视频接入点上传视频信息的存储, 并接受视频监控中心的调度和控制。
Ⅰ类视频接入节点是一个区域性系统中心, 对上负责将告警图像信息上传至郑西监控系统中心, 接受其统一管理;对下负责所属区间站现场监控信息的集中存储、管理和媒体流转发。Ⅰ类视频接入节点还设置视频监控终端, 负责就近公安派出所/值班室视频终端的接入。
1.3 Ⅱ类视频接入点
沿线GSM-R基站、信号中继站、牵引变电所、开闭所、分区所、AT所、电力配电所设置Ⅱ类视频接入点。Ⅱ类视频接入点负责现场监控点摄像头视频信息的就近汇聚接入、处理、内容分析, 以及视频信息上传至车站监控站等工作, 并接受郑西监控系统中心的调度和控制。
1.4 郑西系统存储
郑西监控系统采用了相对集中的存储结构:在Ⅰ类视频接入节点进行所属区域监视点图像的集中存储, 原则为全部视频按D1精度存储, 其中线路重点部位 (咽喉、公路跨铁路桥梁等) 按15天存储, 其余部分按7天存储, 站内客运服务重点部位按15天存储, 其余部位按3天存储。
郑州和西安两个区域节点集中存储全线告警图像, 存储时间不少于30天, 图像分辨率为720×576 (D1) 。根据存储全线告警图像要求, 全系统均配置IP SAN存储设备, 最小节点配置15 TB, 最大节点配置75 TB, 全线配置的总存储能力超过400 TB。
2 郑西监控系统组网
根据提供的传输资源和郑西监控系统对传输资源的要求, 采用Ⅱ类视频接入点数据, 通过传输系统提供的MSTP接口汇聚到车站节点, Ⅰ类视频接入节点数据由IP数据网承载与分控中心通过IP数据网和监控系统互联组网方式汇聚到郑西监控系统中心 (见图2) 。
2.1 区域中心网络节点
区域中心节点由1台三层交换机为核心构成的局域网络, 可实现本地设备互联, 并连接车站所在地的Ⅰ类视频接入节点, 完成相应的路由策略, 并实现视频监控系统与第三方系统的链接。
经流量分析, 应用服务器、录像服务器、存储设备与网络的连接全部采用1 000 M接口, 本地网络与骨干IP网的连接配置1个FE端口。
为了避免网络风暴, 将系统网络划分成若干个虚拟局域网 (-vlan) , 禁止不同车站及其所属区域监控站节点间的直接互访。
2.2 Ⅰ类视频接入节点网络
Ⅰ类视频接入节点在整个系统网络中起承上启下作用, 根据业务规模配置24端口的100 M/1 000 M混合或全1 000 M三层交换机。交换机支持VLAN业务, 具有弹性扩展能力。录像服务器、存储设备与网络的连接采用1 000 M接口, 其余连接采用100 M接口。为了避免网络风暴, 将每10个Ⅱ类视频接入节点划分成一个网段。
根据业务流量, Ⅰ类视频接入节点对上配置1～2个FE接口, 捆绑使用, 对下 (Ⅱ类视频接入节点) 配置1～4个FE (MSTP设备提供) 接口。
2.3 Ⅱ类视频接入节点网络
Ⅱ类视频接入节点属于网络末端, 配置8, 16, 24, 48端口100 M交换机 (根据前端视频编码器数量) , 实现现场接入。
2.4 网络带宽分配原则
网络带宽设计遵循以下原则:每路视频 (D1) 占用的网路净负荷按2 048 kb/s计算, 为保证流媒体的顺畅连续和减少控制时延, 总体网络带宽预留20%的余量。
工程开通初期, 因传输系统分配的网络带宽不够, 临时采用CIF图像, 在保证每个Ⅰ类视频接入节点有1个FE接口情况下, 图像也可流畅地浏览。
3 郑西监控系统接口
郑西监控系统平台本身支持多种规范的对外接口, 包括OPC (Server&Client) /OPC UA, YD/N 1363-D接口, SNMP及铁路视频系统互联规范规定的SA接口服务器。郑西监控系统对外还提供接口开发包, 并可采用以下规范与相关系统进行互联。
(1) 电力远动:OPC/OPC UA;
(2) 环境监控:YD/N 1363-D接口, OPC Server;
(3) 网管系统:YD/N 1363-D接口, SNMP;
(4) 防灾监控:OPC/OPC UA;
(5) 第三方视频:SA+SDK, OPC+SDK, 客户端SDK。
4 郑西监控系统应用范围
根据授权不同, 郑西监控系统监控客户端可实现管辖区内各类视频采集终端分专业、分区域的远程监控, 实现实时图像浏览与录像调用。郑西监控系统应用范围如下。
(1) 运营调度视频监控。实现全线公路跨铁路立交桥的全天候远程实时监控, 可对桥梁落物、人员侵入等异常情况发出报警信息, 防止安全事故发生;可对车站行车室实施视频监控;可对车站两端咽喉区实施视频监控, 全天候监视列车进出站情况, 对咽喉区的异物入侵等情况进行告警。
(2) 通信/信号视频监控。对车站通信/信号机械室、信号中继站、GSM-R基站、维修工区的通信机械室等无人值守机房进行视频监控, 通过与相关系统的配合, 实现对视频触发及视频与照明设施的自动关联动作。
(3) 牵引供电视频监控。对全线开闭所、牵引变电所、分区所、AT所等牵引供电系统无人职守场所进行视频远程监控。
(4) 电力供电视频监控。对配电所无人值守设备工作状态及场所的远程视频监控。
(5) 客运服务视频监控。沿线主要车站预留一定的视频编码接入条件, 实现对车站重点场所、运营调度所需客运服务视频监控系统视频信息的接入。
5 郑西监控系统功能
(1) 实时图像功能。带授权的PTZ控制;单屏/多屏浏览;点播、轮询、分组;基于多层矢量化地图的图形用户界面;多预置位+默认预置位;灯光、雨刷、风扇、加热器等自动与手动控制;声音、亮度、饱和度、对比度、色度的在线调整。
(2) 录像功能。监视画面自动/手动抓图;自动/手动/定时/事件触发录像;客户端本地手动录像与回放;前端DVR录像与回放;录像参数在线配置;图片检索与回放;录像检索与回放;录像合并。
(3) 管理功能。多级流媒体转发与分发;用户等级、权限、权限范围管理;用户登入、登出、锁定;操作日志管理;资源配置与管理。
(4) 告警管理功能。行为分析轨迹标示、告警画面边框闪烁;移动侦测报警;GPIO触发/第三方系统触发报警;网络通信报警;设备故障报警;视频信号丢失报警;告警联动;告警分级与分类。
6 相关建议
6.1 前端摄像机的选型
摄像机是视频监控系统最前端的传感部件, 其选择是否合理直接影响整体效果。因摄像机没有统一明确的标注和测试体系而造成混乱, 技术参数标注相同, 但供应商不同, 产品性能差距极大。因此, 招标中应针对特定类型监视点需要的摄像设备给出具体量化要求 (如距离、视场、照度、背景条件等) 。另外, 难以量化的要求决定了设备选择的合理性和对视频监控系统集成商的工程经验依赖。因此, 大型视频监控系统应尽量选择具有一定集成资质、视频监控工程经验的集成商。
6.2 工程同步性
工程中由于工期、供电等条件制约, 视频监控系统往往是四电系统中较后开通使用的系统, 对前期工程实施、调试比较混乱和易出问题的阶段不能进行有效监控, 如果能够协调临时供电和临时通信条件, 视频监控系统部分先期投入使用, 可发挥更大的作用。
6.3 视频监控系统关联性
篇8：高速铁路综合安全视频监控简析
关键词：调度指挥；规章制度；安全保障；建议
高铁调度是日常高铁运输组织的指挥中枢，在高铁列车运行过程中承担着日常运输组织及非正常应急处置等重要职责，是高速铁路运输安全生产的关键。鉴于高速铁路运营速度高、行车密度高、高科技应用程度高、安全要求高等特点，需要建立一个与之相适应的调度指挥安全保障体系。
一、我国铁路安全管理现状
我国铁路在意识形态上是以安全运输为主旋律。较多单位在具体安全管理形式上实行党政工团齐抓共管。这种安全管理方式，把铁路上的所有干部都融入到安全管理人员中去。做到了安全运输的全方位管理。这样虽然也能在安全工作中起到一定的短期效果，但这种管理模式会产生另一种弊端：就是其中不少管理人员未从事过铁路运输方面的工作，缺乏运输安全管理的专业知识和经验。一定程度上阻碍了运输安全管理质量的提高。而且也使他们应该做的本职工作大受影响，造成铁路安全管理人员专业化和规范化管理相对滞后。
二、目前铁路安全工作的法规及规章制度
本世纪铁路进入了跨越式的发展后，随着铁路部门的多次改革调整和大量新建、改建的铁路设施陆续投入运营；一些原有铁路法规和规章制度不适应现代铁路运输安全的问题也不断地显露出来。尽管近几年一些铁路法律、法规和规章制度几经修改，也还是跟不上铁路的变化形势。甚至有些规章制度印刷好还没有完全发到每个职工的手上，就又要修改里面的条文。造成职工作业无所是从。
三、现今铁路安全技术设备状况
抓好铁路运输安全就是把防止铁路运输事故放在首位。而优良的铁路基础设施和先进的铁路运输技术装备就是预防铁路事故，确保现代铁路运输安全不可或缺的“硬件”。随着列车速度的提高，广泛采用保障铁路安全现代化信息技术产品，为我国铁路事故逐年大幅度的下降，保证运输安全起到关键性的作用。目前就上述设备的使用情况来看，设备的稳定性不高，故障时有发生。
四、铁路运输安全的外部环境
现在铁路年年提速，可是铁路沿线周边一些单位和居民安全意识颇为淡薄，有的单位或个人图方便在铁路线上非法私自设置道口、铺挖人行便道，还有在铁路防护围墙开小门，破坏铁栏网，随意进入铁路，违章在铁路上行走和放养牲畜，不按规定穿越轨道。有的机动车驾驶员不顾安全盲目抢越铁路道口，屡屡造成路外伤亡事故。每年铁路路外伤亡事故人数仅次于道路交通事故。同时每年也给铁路运输造成不少损失。
五、对我国铁路安全管理现状的思考
（一）深化铁路政企分开的体制改革
为改变我国现行铁路在安全监管上“既当裁判，又当运动员”和安全管理迁就于运输生产经营的不合理现象，就应当理清行政执法和运输生产的关系，维护国家和群众利益，公平正义地解决有关铁路运输安全生产中的矛盾和纠纷。
（二）坚持科学发展观，稳步推进改革
在铁路机构改革的设计中，要有前瞻性和科学性，要从整体的角度考虑，不能一拍脑袋，心血来潮就从眼前的局部利益搞出一个所谓的改革方案，可是当这种方案实施没多久就发现问题百出，又走回头路。在改革中要尽量避免运输安全管理中翻来覆去的不稳定因素。要建立科学高效和规范有序的铁路运输安全管理体系，同时也要做好应对改革中必然会出现的运输安全危机措施。
六、根据现场职工违章违纪的特点，采取有针对性的措施加以解决和处理
1、加强现场职工安全思想教育，用血的事故教例告诫每一位职工，事故的发生来自至违章作业，来自违反劳动纪律，要求职工做到领导在和领导不在一个样，自觉严格地按照标准作业。同时使用必要的现场监控设备和加大安全管理人员现场检查力度，以督促“两违”职工克服侥幸心理，认真执行标准化作业，防止各类事故的发生。
2、开展经常性的业务理论和现场实作考试，及时了解职工业务理论水平和作业中薄弱环节，有针对性组织学习培训，特别是在新的规章制度颁布实施前就要抓紧学习培训，考试合格方能上岗。对于比较少遇到的非正常行车办法要定期组织有关职工进行学习，以确保在非正常情况出現时，职工能从容应对。
七、铁路要与地方部门的紧密合作，积极开展爱路护路活动
抓好铁路沿线周边的治安综合治理，维护铁路外围的社会稳定，积极预防和严厉打击破坏铁路设施的行为。铁路和道路相交应尽量设置成立体交叉，加强铁路行政执法，坚决撤除非法私建的道口和人行过道，对繁忙的铁路线两侧按规定设置栅栏进行全封闭，严禁行人或牲畜进入铁道，防止铁路机车车辆与行人、机动车、非机动车、牲畜和其他障碍物相撞的铁路交通事故的发生。 以确保铁路运输的安全畅通。
八、结语
高铁调度是高速铁路运输安全生产的关键。现阶段，随着我国高速铁路的建设发展，高技术、高要求等特点对调度指挥提出了新的严峻挑战。本文将在分析高速铁路调度指挥特点的基础上，针对现阶段调度集中指挥存在的问题，提出相应的强化管理措施，以此促进高速铁路调度指挥安全保障工作的有效进行。
参考文献：
[1]王军.单线重载线路能力计算利用与加强关键技术研究[D].北京交通大学，2013.
[2]韩雪松.重载运输战略装车域运输组织优化研究[D].西南交通大学，2013.
