一、方案概括

　　鐵路是國家的重要基礎設施，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，鐵路運輸在各種運輸方式中占有的優(yōu)勢更加突出，在經(jīng)濟社會發(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輸和中長途旅客運輸主要由鐵路承擔。

　　隨著中國高速鐵路的快速發(fā)展，軌道交通安全已經(jīng)成為人們關注的焦點。目前，鐵路安防監(jiān)控手段仍以人定時巡檢為主，這不僅耗費了資金、人力，而且并不能作 到實時監(jiān)控，安全隱患仍然存在。在原有技術手段已達不到有效的安全防范目的的情況下，為有效避免列車運行中治安事故和意外事故的發(fā)生率，必須采用先進的技術手段，建立鐵路列車運行安全監(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備，運用夜間監(jiān)控技術，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置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，重點監(jiān)控區(qū)域為區(qū)間和站點、橋梁、隧道、公跨鐵、區(qū)間基站、變電所等。其中站點屬于有人值守，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、信號機房、牽引供電、電力供電機房內(nèi)外、車站內(nèi)候車室、站臺、進站大廳、站前廣場、進站咽喉等場所的監(jiān)控。在未來的鐵路發(fā)展中，大城市快速運輸系統(tǒng)將同全國鐵路網(wǎng)連接，緊密配合，形成客運統(tǒng)一運輸網(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)絡化視頻監(jiān)控的需求?？?4小時實時監(jiān)控鐵路沿線安全情況，降低了安全監(jiān)控人員的勞動強度，為監(jiān)控中心指揮提供強有力的保障，使各級監(jiān)視中心的調(diào)度人員通過監(jiān)視遠端傳送上來的現(xiàn)場圖像，直觀、準確、及時地了解各工區(qū)的實際情況。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系列遠距離無紅曝激光攝像機

　　和普HP-RC系列遠距離無紅曝激光攝像機，專門針對鐵路復雜環(huán)境下監(jiān)控所設計的產(chǎn)品，可有效解決車燈強光干擾、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小時實時監(jiān)控需求。

　　安全性：激光光源采用940nm長波和光學濾波雙重無紅曝設計。

　　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，達到高清晰度的照明效果。紅外校正高清成像鏡頭，晝夜焦點一致，車燈與激光照明重疊無虛焦現(xiàn)像。

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

　　高可靠性免維護：采用密封充高純氮的高功率半導體激光器，防止結(jié)霜露和霉菌產(chǎn)生，有效保護激光管芯，20000小時長壽命工作無衰減。整機內(nèi)部器件均采用工業(yè)級寬溫器件，整機采用一體化熱平衡設計，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。整機采用超強鋁合金外殼進行整機全密封處理IP66防護，防淋雨、防灰塵可適應各種惡劣環(huán)境。

　　(2)HP-TVC系列遠距離無紅曝激光攝像機

　　和普HP-TVC雙波段遠距離熱成像攝像機是專門針對鐵路復雜環(huán)境下監(jiān)控所設計的產(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)黑攝像機與336X256/640X512大口徑非制冷熱成像攝像機，并輔以重載360度全方位云臺，實現(xiàn)500m—1.5km以上晝夜全天時視頻監(jiān)控。

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

　　先進的圖像增強技術：優(yōu)異的非均勻圖像校正技術，無需TEC恒溫控制，具有良好的圖像均勻性和動態(tài)范圍。SDE圖像細節(jié)增強技術，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，適應性強，易發(fā)現(xiàn)低對比隱藏目標。

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

　　高精度光機設計：獨特的AS光學設計和高精度光機設計，優(yōu)異的成像質(zhì)量。

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

　　圖2 前端設備

　　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，采用先進的視頻監(jiān)控技術，基于鐵路系統(tǒng)的IP網(wǎng)絡，構(gòu)建數(shù)字化、智能化、分布式的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)視頻網(wǎng)絡資源和信息資源共享。整體思路如下：

　　(1)設計思路

　　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)定可靠的傳輸設備。

　　(2)確?？煽啃?/p>

　　由于網(wǎng)絡數(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)確保技術的先進性

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

　　(4)確保系統(tǒng)的可擴展性

　　可擴展性也即可伸縮性，即網(wǎng)絡應能自如的適應規(guī)模的變化。良好的可擴展性表現(xiàn)之一就是當用戶的規(guī)模增大時，無需增加新的設備，只需要增加相應的設備模塊即可，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，前者的典型標志是采用網(wǎng)絡攝像機和數(shù)字矩陣，后者的典型標志是采用模擬攝像機加視頻編碼器。通過鐵總建設[2016]18號文，我們認為全數(shù)字更符合本次項目，原因如下：

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

　　(2)全數(shù)字網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)是實現(xiàn)高性價比的高清視頻監(jiān)控的基石。

　　(3)全數(shù)字網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)易于擴容，易于開發(fā)應用新功能，是一套符合發(fā)展規(guī)律的、具有可持續(xù)性的、先進的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

　　(4)全數(shù)字網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)運作于監(jiān)控專網(wǎng)內(nèi)，對未來跨公網(wǎng)網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)改造具有指導意義。

　　故此，本系統(tǒng)架構(gòu)按全數(shù)字模式設計網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

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