一、概述：

近年來，隨著鐵路系統(tǒng)信息化改革的不斷深入，網絡技術已經廣泛的應用在鐵路系統(tǒng)日常生產和管理之中。目前，鐵路系統(tǒng)作為國家重要的運輸部門，其日常的穩(wěn)定運行決定了國民生產、生活的正常運轉，加之，鐵路系統(tǒng)部門眾多、地點分散，現場環(huán)境復雜，成為日常維護工作的主要障礙。

在鐵路系統(tǒng)內部推行遠程網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將能極大的解決上述矛盾。遠程網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用嵌入式WEB服務器技術，操作員和各部門領導可利用鐵路系統(tǒng)現有的計算機網絡和辦公電腦，在調度中心或者當地機務段實現對全部監(jiān)控現場或者當地的道口，車站和鐵路沿線環(huán)境的監(jiān)控，大大減輕日常人員巡視的工作量，便于及時發(fā)現危險隱患，保障安全生產。

二、需求分析：

1、利用鐵路現有的網絡條件，針對鐵路監(jiān)控點分散、難以管理的特點，鐵路網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)具體所要實現的功能有：

2、集中對車站廣場、候車大廳及旅客通道等人員稠密處，通過監(jiān)控系統(tǒng)多屏顯示功能，同時監(jiān)控多現場的安全情況。

3、鐵路貨場范圍較廣，需要隨時監(jiān)控貨場安全保衛(wèi)情況。

4、利用專有通信線路，對鐵路沿線的無人值守變電站和照明等重要配電設備集中監(jiān)控，及時了解設備運行情況。

5、隨時監(jiān)控重要道口、路口的人流、車流情況，保證車輛安全運行。

6、利用電子地圖功能，以靜態(tài)圖像顯示來全面直觀地反映鐵路沿線的運營狀況具有電視墻功能，將需要的視頻信號、數字信號、模擬信號動態(tài)顯示系統(tǒng)能根據沿途氣象信息報警信號，及時作出行車速度限制系統(tǒng)連接，對出現的緊急狀況如泥石流、洪水、交通意外等及時做出反應。

1.“分布式監(jiān)控管理”結構：

所謂“分布式監(jiān)控管理”是指在大規(guī)模的監(jiān)控管理系統(tǒng)中，為了避免最上層機構因顧及不暇而出現管理疏漏的現象，因此化整為零，將整個系統(tǒng)分布成幾塊/組，多級管理，就像一個國家從中央到省、市、區(qū)縣，層層隸屬管理，一個市只能管轄本市內的各區(qū)，不能垮市區(qū)管理，而最上層的中央機構則可通過中間各級機構管理到最基層。如下圖1：

2.雙工可視對講：

在圖1的結構圖中，分區(qū)中心與所管轄的站點之間，可以通過艾勒普司網絡艾勒普司網絡視頻編解碼器雙向對講通話；當同時出現2個或2個以上的呼叫請求時，系統(tǒng)將按時間順序自動排序，接聽對講。中央中心與任何一個分區(qū)中心都可以進行雙向對講，同樣，當同時出現2個或2個以上的呼分區(qū)中心與非管轄站點之間不能進行對講通話。雙向對講的同時，中心還希望能夠看到站點的圖像，所以圖像、語音的同步傳送和即時性是系統(tǒng)的關鍵。如果傳輸的帶寬有限，故而圖像只從下往上的單項傳輸，所以只是單項可視，即上級可以查看下級的圖像，而下級不能看到上級的圖像。這樣既符合管理的制度，又有比較高的性價比。

三、系統(tǒng)組成

采用基于嵌入式WEB服務器為核心的遠程網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在組網方式上與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控和基于PC平臺的監(jiān)控方式有極大的不同，整套監(jiān)控系統(tǒng)主要由三個互相銜接的部分組成：現場設備（或簡稱分站設備）、通道傳輸設備和調度/集控站、調度中心監(jiān)控終端（或簡稱主站設備）?，F分別加以介紹。

1、分站設備

主要由前端設備和艾勒普司網絡視頻編解碼器組成。前端設備，如監(jiān)控攝象機（彩色或黑白、固定或活動云臺、定焦或變焦）、各類報警輸入/輸出裝置與傳統(tǒng)工業(yè)電視所使用的設備完全一致。因此分站設備的核心是艾勒普司網絡視頻編解碼器。本系統(tǒng)采用嵌入式的操作系統(tǒng)，這種設備可以將攝象機的接入和控制、圖象的數字化、壓縮編碼、網絡傳輸全部集成在一個設備中，安裝、調試極為方便。同時，由于這種設備可通過網絡遠程設置和管理，無須現場日常維護。在實際的安裝使用中，該系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性、可靠性較微機平臺大為提高，并且日常維護工作量相當小，非常適合無人值守的環(huán)境。遠程網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)安裝了視頻服務器之后，完全可取代視頻矩陣的作用，不僅設備安裝調試簡便，更重要的是，能支持網絡中多個用戶同時觀看或控制所有的監(jiān)控現場，這對于監(jiān)控工作有更加重要的意義。

2、通道傳輸設備

這部分設備要根據通信通道選取。目前，主要有數字專線（有線或無線）、ISDN、網絡（有線或無線）三種。要取得比較滿意的圖象質量，通道帶寬建議在384Kbps以上。

3、主站設備

主站設備主要實現對登錄用戶、分站設備的集中管理和視頻圖象解壓，存儲等功能。簡單的主站由一個或數個監(jiān)控終端組成，它們往往以分時形式完成一對一或一對多的視頻監(jiān)控任務。如果需要實現報警、錄象等監(jiān)控任務，主站設備可添加報警數據庫服務器、數字錄象數據庫服務器以及多個監(jiān)控終端和大量的輔助監(jiān)控終端。這樣，用戶只需要在鐵路局調度中心，建立了一個視頻系統(tǒng)服務器。局領導、總工和相關處室可利用現有的辦公電腦建立分控終端。在調度所和集控站也可方便地建立了數個監(jiān)控終端。這些監(jiān)控終端不用鋪設專門微機和鋪設視頻/控制電纜，利用IE瀏覽器就可在辦公室內監(jiān)控轄區(qū)內的車站，道口和營業(yè)廳等不同地點，通過視頻系統(tǒng)服務器完成用戶管理；機務段、攝象機分組；遙控優(yōu)先級設置和調度；視頻圖象的存儲、檢索和回放等功能。系統(tǒng)提供的電子地圖模塊，隨監(jiān)控中心服務器軟件一起運行，在網上任意客戶端用IE瀏覽器即可觀看圖像，可方便的察看各監(jiān)控現場，直觀的顯示各級地圖；值得一題的是，本套視頻系統(tǒng)采用了WEB技術和標準，可與企業(yè)MIS系統(tǒng)等其它系統(tǒng)兼容，成為企業(yè)內部信息管理的一個重要的組成部分。

中心服務器可將視頻流傳輸到中心的電視墻上，值班人員可清楚直觀的監(jiān)控到各分站傳輸的視頻，及時做出決策。本系統(tǒng)還可與GIS系統(tǒng)完美融合，以便將各種地理環(huán)境變化造成的影響減少到最小程度。

4、系統(tǒng)功能

實時對機房重點部位24小時視頻監(jiān)控，可數字錄像供事后調用。系統(tǒng)可以連接大量報警設備，例如門磁，紅外，煙感，玻璃破碎器等，一但捕獲到異常信號，系統(tǒng)能自動報警，上傳報警信息并進行本地及遠程數字錄像。

在系統(tǒng)中可以加入門禁接口，可以將門禁系統(tǒng)無縫接入，加強對機房進出人員的管理。通過音視頻監(jiān)控使機房管理人員能夠隨時隨地看到機房設備和現場工作人員的工作情況，還可以當地的人員對話，加強機房管理的互動性。

結合當地的配電系統(tǒng)，如一級配電，二級配電，UPS和防雷器等，工作人員可以隨時隨地得到機房的電力供應情況。

在系統(tǒng)中結合大量專業(yè)的環(huán)境監(jiān)測設備，及時反應空調系統(tǒng)，溫濕度，新風機和漏水監(jiān)測等機房環(huán)境保障設備的數據。

系統(tǒng)能對所有設備設置報警上下限，任何設備數據超出這個范圍，系統(tǒng)能夠產生報警信。并能在一定范圍聯(lián)動設備，例如錄像，后備發(fā)電機，噴淋，新風機等。

監(jiān)控系統(tǒng)應具有友好的人機對話界面和漢字支持能力；故障告警應有明顯的聲光電形式。

四、系統(tǒng)特點

1.數字化：隨著科學技術的不斷提高，數字產品以其強大的功能、靈活的操作性和網絡服務器、遠程管理等全方面功能于一身。

2.全網絡化：通過WAN網絡，網絡視頻服務器可傳輸高質量的圖象、聲音、控制信號，非常方便的供管理者隨時隨地調看任意路圖象和對講。

3.完美的數字技術和模擬設備相結合。

4.可靠性：采用性能可靠、互相兼容的設備組成系統(tǒng)，確保系統(tǒng)長期可靠的運行。

5.靈活實用性：整個系統(tǒng)的設計貫徹以用戶需求為準則，面向用戶，非常的人性化，操作方便、實用性強。

6.可擴展性：所選器材均具有較強的兼容性和可擴展性，便于系統(tǒng)的充實完善和升級。

五、系統(tǒng)拓樸圖：

拓撲圖

作為國家重要的運輸部門，其日常的穩(wěn)定運行決定了國民生產、生活的正常運轉，加之，鐵路系統(tǒng)部門眾多、地點分散，現場環(huán)境復雜，成為日常維護工作的主要障礙。在鐵路系統(tǒng)內部推行遠程網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將能極大的解決上述矛盾。建立遠程網絡視頻系統(tǒng)，操作員和各部門領導可利用鐵路系統(tǒng)現有的計算機網絡和辦公微機，在調度中心或者當地機務段實現對全部監(jiān)控現場或者當地的道口，車站和鐵路沿線環(huán)境的監(jiān)控，大大減輕日常人員巡視的工作量，便于及時發(fā)現危險隱患，保障安全生產。

系統(tǒng)設計描述：

1）首先是建立覆蓋車站、貨場、道口的無線網絡。

無線網絡技術是非常成熟的技術，有國際規(guī)范的IEEE802.11系列標準。根據鐵路部門的需求和具體地理情況分析，系統(tǒng)設計方案以大功率基站加特殊方向圖天線的方式為設計原則，如果有特別的地方無法覆蓋，再考慮使用中繼方式，做到無線信號的針對性全面覆蓋。

2）監(jiān)控點：采用嵌入式技術的無線網絡攝像機，一方面非常適合于野外無人職守的工作方式，另一方面與無線局域網結合，可以利用IP網絡傳輸現場圖像，非常適合遠距離監(jiān)控。

3）中央控制室：無線網絡最終在中控室與內部有線網絡結合。中控室的工作人員可以在高檔PC機擔當的監(jiān)控服務器上，通過監(jiān)控軟件，觀看現場情況，也可以再利用投影儀，將圖像投射到銀幕上，供多人觀看，或現場集中指揮等。如果有必要，還可以通過另一臺服務器，將現場的圖像錄下來，以便存檔或回放。

鐵路機務段占地面積大，部門眾多，人員復雜，承擔著車輛調度，維護，檢修等重要任務，并且擔負著貨物運輸，檢驗，儲存等任務。因此，機務段的管理、安全保障是首要考慮問題。

利用先進的電視監(jiān)控保安設備，可有效的加強對機務段的管理，直觀及時的反映重要地點的現場情況，增強安全保障措施，如實地顯示和記錄各個場所現場圖象資料。是機務段現代化管理的有力工具。

本系統(tǒng)保證各級圖象清晰逼真，滿足畫面處理質量;絕對保證設備質量、系統(tǒng)穩(wěn)定、控制可靠，可晝夜持續(xù)工作，并具有操作方便、易學易用的特點;滿足用戶各種監(jiān)控和控制功能;系統(tǒng)具有一定的擴展冗余，可隨時擴展和升級;在保證以上幾項前提下，精心選型，科學配置，降低造價。

系統(tǒng)特點

采用先進數字化監(jiān)控設備，功能齊全，操作簡便;

基于現有局域網設備開發(fā)，在保證效果的前提下節(jié)約開支;

主控室通過計算機可以隨時監(jiān)視各監(jiān)視點的情況并可回查錄象資料;

可控制云臺鏡頭的動作;

外裝監(jiān)視裝置造型美觀;

各分控室可監(jiān)視和記錄本地的圖象資料，并可控制云臺鏡頭的動作;

所有視頻資料可保存于多種介質上，如CD-ROM，DVD;

整個系統(tǒng)具有一定的擴容能力。

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