鐵路運輸管理中無線視頻監控系統的應用

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1前言

鐵路運輸中心承擔著產品外運、原材料的輸入，以及大量的內部倒調運輸工作，而機車作為完成鐵路運輸的動力保障，擔當鐵路車輛牽引任務和調車作業任務，為主體生產廠保產運輸服務。因此，在確保機車安全運行的同時，需要合理安排調車作業計劃，實現機車的有效運用，保證作業安全，提高作業效率。目前，在機車運行管理中，存在少部分機車司機違規操作、疲勞駕駛等現象;鐵路道口、區間經常有車輛行人不遵守交通規則，強行闖道和穿越鐵路等現象。由于機車運行作業期間沒有圖像記錄依據，給運行過程中發生的事故分析帶來很大的難度，甚至有些事故后難以分辨事故責任，使企業承擔過重的責任，帶來難以估量的經濟損失。機車電子添乘無線視頻監控系統是集合通信、指揮、控制、信息于一體的綜合系統，它將無線通信網絡、IP傳輸方式、圖像技術、智能行為分析等先進的科學技術應用到鐵路調度指揮綜合信息系統中，提供信息系統所需的在線機車運行狀況的視頻信息。還可以通過網絡將功能獨立的各子系統(如車地聯控系統、車號識別系統、視頻監控系統等)有機地集成在一起，實現網絡和視頻信息共享，便于統一指揮、調度，形成一個綜合高效的智能化管理系統平臺。

2無線視頻監控系統組成

鄂鋼廠區內鐵路站場最遠的距離大約在4km，中間有高大的建筑物，鐵路道口復雜、縱橫交錯，司機比較難發現車輛行駛中前方、后方出現的問題，中心調度室也沒辦法管理司機的行駛與違章操作。因廠區內部沒有互聯網絡，但每一個站場間都已建有光纖環網，大大方便了視頻、語音、圖像的接入。為此根據鄂鋼鐵路實際情況及安防需求特別定制了該系統。該系統主要由調度指揮中心層、無線網絡傳輸層、攝像采集層這3個層面組成。調度指揮層主要是指揮、監督管理機車運行情況，同時監管司機的違章操作，通過有線網絡與無線網絡相連接，安裝監管軟件;無線網絡傳輸層是站場與機車之間通過信號來確定連接，信號越強，視頻、語音、數據效果越好;攝像采集層是攝像機通過機車的車載主機采集視頻、音頻、數據等信息。該系統硬件包括機車監控主機、車載攝像機、顯示終端、連接線纜和傳感器。軟件主要包括地面分析軟件和平臺管理軟件。機車監控子系統的組成，主要監控區域有車前鉤、車后鉤、車前方、車后方、駕駛室正司機端、駕駛室副司機端等。監控畫面能實時顯示機車的運行速度、所在位置(GPS定位)、時間等信息，按照司機操作機車手柄位置來實時切換對應的畫面，如前進則顯示機車正前方的監控畫面，機車速度大于3km/h時為車前方圖像，小于3km/h時為車前鉤圖像。圖像信息地面分析子系統包括錄像播放、錄像查詢功能，能實現快放、慢放、按時間查詢或者按路徑查詢。數據信息遠程傳輸子系統的組成如圖3所示。該系統將視頻圖像、報警信號、車輛行駛信息通過的3G無線網絡平臺(系統支WCDMA、EVDO、TD－SC-DMA等多種方式)或內部無線局域網實時傳輸至監控中心，為監控中心在突發事件時提供現場視頻的圖像信號。

3無線視頻監控系統特點

1)嵌入式專業車載設計，穩定性高、不死機、不丟失數據、經久耐用維護方便、抗機車震動及抗電磁干擾性能優越，是工業級專用產品。

2)無線傳輸數據，使用目前覆蓋廣泛，傳輸快速的3G網絡，可以把機車視頻圖像通過無線網絡傳輸到鐵路調度指揮綜合信息系統視頻管理服務器內。

3)主機對外接口均采用機車專業的航空接插件，穩定性好，使用方便。

4)監控界面可實現自動切換圖像，自動換向切換、速度大于3km自動切換圖像遠景、近景。

5)監控界面可實現手動切換圖像，當按鍵處于手動切換時，可用遙控器來實現圖像的變化。

6)項點事件記錄。本裝置記錄的項點包括:開車、停車、人為緊急、側線運行、進入調車、調車開行、退出調車、紅黃信號、開關視頻、繼乘交接等項點。

7)完善的地面分析界面。完美的圖像、語音、監控信息三合一的分析界面，同步、多畫面重現機車運行狀態及司機作業狀況;程序升級更新方便。

4應用效果

目前該套系統已應用于鐵路運輸中心的3臺機車上，其應用效果主要表現在以下幾個方面:

1)能全面、多方位、實時監控、顯示、記錄機車區間運行，使機車司機更直觀地了解機車運行狀況，減少鐵路行車事故的發生。

2)在突發事故、事件發生時，機車司機可以提前預防事件;在突發事故、事件發生后，能提供相應、全面的視頻圖像信息，真實再現突發事件、事故現場實況信息。

3)中心調度室也可以遠程管理道口的機動車、行人通過情況，也保障了道口設備設施安全運行等問題。

4)中心調度室通過無線傳輸回來的圖像，可直接督促機車司機合理安排行車組織計劃，降低了勞動強度，節約了機車油耗，提高了機車運輸效率，最大限度保證鐵路行車安全。

5應用前景

無線視頻監控是視頻監控技術與無線網絡技術的完美結合，前端攝像機采集的視頻信號通過視頻編碼器將視音頻數據壓縮、打包，然后在無線網絡上傳輸，接收端利用工控機、普通電腦或其它可視終端(如3G手機等)通過監控軟件進行接收顯示查看，或者通過硬件解碼直接輸出到電視墻。通過無線傳輸方式可以將被監控點的圖像信息準確、清晰、快速地傳到監控中心，監控中心通過監控軟件，實時掌握各個被監控點的情況，并對發生的情況做出反應和處理。無線監控和傳統的有線監控方式相比，能夠避免大量的布線工作、節省施工費用、重定位能力強、靈活性高，具體地說有以下優點:

1)性價比高。可無線提供穩定的實時視頻畫面，搭建迅速，可以在最短的時間內迅速建立起無線監控系統。避免了傳統的光纖鋪設高昂的設備和工程成本，而且縮短了建設周期，具有很高的性價比。

2)靈活性高。系統可解決有線難以鋪設的區域的視頻監控問題，可以擺脫河流、山地、開闊地等特殊地理環境的限制。尤其在被監控點和監控中心之間相距較遠，且被監控點分布較為分散的時候，利用傳統網絡布線的方式成本就非常高。

3)擴充性好。系統易于擴容，可靈活地增加或者減少被監控點，實時監控視頻的統一調度和集中控制，易于管理。

6結語

無線視頻監控系統除了本文講到的已應用到鐵路運輸管理中，它以其獨特的功能和先進的技術，目前已廣泛應用于交通、海關、醫療、油田、港口、電力、石化、軍事等多種領域，成為未來信息化建設不可缺少的重要組成部分。

作者：羅濤 單位：鐵路運輸中心