cookieOptions = {...}; ‧ 在智慧軌道運輸中網路影像監控系統的應用 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2018年5月21日 星期一


All in one Railway/Vehicle Solutions Demo

來源:CPS中安網 作者:趙濤
近年來,「智慧城市」在全球各地愈演愈烈,隨之而來智慧公共安全、智慧社會、智慧醫療等各大「智慧」專案全面展開作為連接各大城市、地區間的主動脈,各國的軌道運輸事業,也順勢進入了智慧化的新時代。

軌道運輸的智慧化發展趨勢,將表現為綜合化、多部門驅動型的發展模式,需要即時、可靠與安全的軌道交通資訊系統管理,以此達到乘客的安全與高速出行。

在科技鑄就的高鐵時代裡,軌道運輸系統演變成為一個系統化、整合化的大型工程,軌道運輸指揮、生產管理、設備監控等都離不開影像監控系統,這也就對軌道運輸的影像監控系統,提出了更高的要求。

  
智慧軌道運輸影像監控特點
軌道運輸的影像監控系統,要求採用先進的影像監控技術,基於軌道運輸系統的IP網路,建構數位化、智慧化、分散式的網路影像監控系統,滿足公安、案件、客運、調度、車務、機務、公務、電務、車輛、供電等業務部門,及防災監控、求援搶險,和應急管理等多種需求,實現影像網路資源和資訊資源分享。

軌道運輸的影像監控系統,通常採用先進的影像編碼,及影像分析技術,實現低碼流下高清晰影像採集、編碼、傳輸、錄影、轉發及自動報警功能。

指揮人員和警務人員,透過自己工作區域內的大螢幕或電腦工作站,可以清楚地瞭解轄區和全線車站、區間、橋樑、路基、機房等重點區段,和設備的情況,並迅速、準確地處理突發事件。
  
軌道運輸影像監控主要需求體現在:軌道運輸影像監控應用的具體設備,包括攝影機(多數是室外 PTZ 雲台攝影機,及室內外快球一體攝影機)、編解碼器、DVR、NVR、中央管理平台(CMS)、影像分析設備、解碼顯示及儲存設備。


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對軌道運輸影像監控系統的總體要求是:安全、可靠、開放、可擴充等。做到技術先進、經濟合理、實用可靠。
  
而就目前來說,切實地滿足在整個軌道運輸運輸過程中,影像監控系統的即時、可靠、全面運行,存在著諸多的困難。

首先,不同於一般的監控物件,軌道運輸影像監控點,通常比較分散、跨度比較大,一般幾百甚至上千公里。

其次,作為連接各地的軌道交通行業,軌道運輸影像監控攝影機需要戶外工作,環境通常比較惡劣,監控點多為室外高桿或鋼架上安裝,施工難度比較噠。

此外,由於其惡劣的戶外環境因素影響,影像採集、編解碼及部分儲存設備,分散分佈在無人值守機房,安裝調試成本高分析環境複雜、風霜雨雪霧、攝影機抖動、燈光等干擾因素可能導致失誤警報。

同時不能忽視的是,作為運輸旅客的工具,影軌道運輸數量眾多,系統需要有良好的許可權管理、影像流併發存取,及轉發能力支援,尤其面對時速300公里的高鐵時代,海量的資料處理與分析,也是影像監控系統操作的一大難點。
網路整合必然之趨
由以上軌道運輸影像監控系統的特點不難看出,「數位網路影像監控系統」是軌道運輸安全監控建設的最好選擇。但是,在其路線漫長,且穿越了各種複雜的地理環境因素下,單一的影像監控系統,顯然已經無法滿足當前軌道運輸安全運行的形勢。
  
隨著IVS智慧影像分析技術的功能,及應用要求須明確寫入《軌道運輸綜合影像監控系統技術規範》,在智慧軌道運輸行業建設,全天候無盲區安控監控系統,已被提上主管部門的議事日程,部分專業的系統整合商,開始有針對性地推出了先進的智慧軌道運輸監控解決方案。

那種整合了IVS智慧影像分析技術的安控監控系統,能對危及列車運行安全的自然災害、突發事件等,進行即時監測分析,精確判定各類安全隱憂、災害及故障的類型、性質和級別,從而為營運指揮中心,即時調整運行計畫、下達行車管制、搶險救援等提供強有力的資訊保障。

未來,這種先進的綜合安全保全監控方案,無疑會佔據軌道運輸安控市場的主流地位。
總體而言,欲實現軌道運輸事業的智慧化,綜合網路影像監控系統的選擇是關鍵,其主要應用包括:營運調度影像監控、公安影像監控、通信/信號影像監控、牽引供電影像監控、電力供電影像監控等。並預留客運服務影像監控,和防災安全影像監控系統接入,具體業務和功能包括如下幾個方面:
  
(1) 營運調度影像監控:實現對全線「公路跨鐵路」立體交通陸橋的全天候遠端即時監控,對落物發現、人員入侵、設備遺失等異常情況,實施全天候監控,防止影響安全事故的發生對各車站咽喉區即時影像監控,全天候監視列車進出站情況,對咽喉區的異物入侵、設備丟失等情況進行主動警示對個車站行車情況即時影像監控。
  
(2) 通信/信號影像監控部分:對各車站通信/信號室、各信號中繼站、GSM-R基地台、維修工區的通信室等無人值守機房,進行影像監控,透過與相關系統的配合,實現告警後觸發相關影像的動作及聯動。
  
(3) 變配電站影像監控:對全線開閉所、牽引變電所、AT所/分區所等無人值守場所,進行影像遠端監控對10kV配電所無人值守設備工作狀態,及場所進行遠端影像監控。
  
(4) 客運服務影像監控:對全線車站重點場所,以及其他相關場所進行影像監控。
典型解決方案
在國際上,早在21世紀初智慧解決方案就有很大發展並已經擁有一些成功的智慧軌道運輸項目案例。

下面在對某國家鐵路項目中的解決案例,來詳盡談談綜合影像監控系統,在智慧軌道運輸中的運用。
  
基於對專案需求的綜合分析,筆者公司選用了全網路影像監控構架,系統利用先進的電腦網路技術、通信技術、多媒體技術、微電子技術,實現具有一定實用性、先進性、可靠性、開放性的「綜合遠端監控報警管理系統」。在整個專案中,其整體設計思路如下:  

前端影像採集推薦選用高清網路高速球型攝影機、高清網路彩色槍型攝影機、高清網路寬動態槍型攝影機、高清網路半球攝影機、高清網路雲台攝影機、高清網路雷射雲台攝影機
  
網路傳輸:車站區段影像監控系統,應採用光纖收發器+交換機的傳輸模式沿線路橋和供變電站影像監控系統應採用EPON傳輸模式各網站與軌道運輸單位總控中心之間,應採用SDH傳輸模式

儲存推薦選用嵌入式IP SAN存儲伺服器+NVR
  
解碼顯示推薦選用嵌入式機架式高清硬體解碼器、漫遊拼接控制器、高清大螢幕
  
管理控制推薦選用嵌入式網路影像管理系統+流媒體轉發伺服器+網路鍵盤的構架
  
系統拓撲圖圖下圖所示
  網路影像監控系統拓撲圖
  
系統構架說明
前端視訊影像採集在軌道運輸路基、路口、橋樑、隧道、公跨鐵、咽喉區、車站廣場出入口、廣場公共區域、人工售票視窗、自助售票機區域、售票廳、進站口、安檢出入口、上下扶梯口、上下樓梯口、候車廳、月臺、旅客通道、變電站、軌道運輸沿線事故多發路段,部署高清網路高速球型攝影機、高清網路彩色槍型攝影機、高清網路寬動態槍型攝影機、高清網路半球攝影機、高清網路雲台攝影機、高清網路雷射雲台攝影機,負責現場即時影像採集;
  
網路傳輸車站區段影像監控系統,應採用光纖收發器+交換機的傳輸模式沿線路橋和供變電站影像監控系統,應採用EPON傳輸模式各網站與鐵路局總控中心之間,應採用SDH傳輸模式
  
中心監控室在中心監控室部署嵌入式網路影像綜合管理平台、流媒體轉發伺服器、IP SAN擴展存放裝置、網路控制鍵盤、影像管理工作站、高清解碼器、液晶監視器等,負責全網影像監控設備的統一管理、用戶許可權管理、流媒體儲存和轉發服務。同時實現數位矩陣、電子地圖、報警聯動、智慧分析、3D控球等實用功能
  
系統構架整個系統分3級構架。
第1級路基路段和變電站影像監控,它負責本轄區音訊、影像、報警信號的本機存放區、本地管理、本地顯示,同時將重點視頻上傳至車站分控中心,進行影像備份,主要以NVR+IPC為核心;
  
第2級車站影像監控,它負責本車站內部客流、車流、物流的即時監控和錄影,同時監控中心負責集中IP SAN儲存、流媒體轉發、報警處理、影像解碼上電視牆等,同時接收來自路基路段監控,和變電站監控的備份影像
  
第3級軌道運輸總控中心,它負責對整個專案所有監控設備進行統一管理、統一調度,它擁有最高管理許可權。
前端監控點具體說明:  
針對重點監控區域、重點監控目標應採用1080P高清網路攝影機(例如:收銀區域、財物室),以獲取更多監控畫面細節資訊,如看清車牌號碼,看清人臉臉部特徵,看清貨幣面值等
  
針對一般監控區域,應採用高清網路攝影機,透過監控畫面和錄影重播,可以瞭解監控區域現場人流、車流、物流活動過程

應針對監控現場的安裝環境、光照環境、監控視角、監控景深對攝影機進行綜合選型

監控點位的選擇應最大限度地滿足全天候、全覆蓋、無監控死角的要求

監控點位的選擇應滿足佈線施工簡易方便,攝影機與周邊牆體環境相協調等要求
管理平台構架設計:
在整個綜合影像監控系統中,其管理平台是核心,也是實現整體大聯網與整合的指揮台,具有以下功能: 

集中管理網路影像監控管理平台,可以對整個系統實現集中管理,透過友好的介面,管理所有的攝影機、轉碼器、DVR、NVR、IP SAN存放裝置、網路鍵盤等,實現需求中的所有系統功能
  
平台採用C/S和B/S結構採用C/S結構時,影像使用端軟體相容Windows系列作業系統。採用B/S結構時,能支援Windows系列作業系統下的IE6.0流覽器,管理平台軟體構架如下:

  


採用嵌入式高整合度結構:為了保證系統運作的穩定性,採用嵌入式方式開發。該系統整合了平台軟體、伺服器、存放裝置的所有功能,後台管理無需採用,伺服器及磁碟陣列/NAS/IP SAN等存放裝置,使用RAID做硬碟管理(16盤位元),最大可支援16個SATA硬碟。
  
在此專案中,為了充分滿足高速中的資料處理,與特殊事故環境下的系統修補,其選擇的綜合管理平台,還具有相應的增強功能:

管理平台主備冗餘功能


靈活強大的擴容功能
  

速度與安全,對於軌道運輸交通來說是兩個老生常談的話題。軌道運輸交通要向著,安全與速度並行的智慧化方向發展。

切實給旅客提供一個安全的出行環境,這是目前智慧軌道運輸發展的目標而在達成這個目標的過程中,高清的圖像回饋、即時的軌道運輸通信資料處理、高效的軌道運輸車輛調度、準確的報警聯動等,監控指揮系統的應用成為了關鍵。

簡言之,智慧軌道運輸全面實施的前提,是智慧型網路監控系統的全面普及——這也是目前安控行業的一大期待。79140220


                                                                                                                                                                   

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