视频监控系统在铁路行业中的应用

目录

1. 铁路视频监控的概述 1
   1.1 满足服务经济社会建设发展的需求 1
   1.2 增强刑事犯罪斗争力的需求 1
2. 铁路视频监控关键技术分析 2
   2.1 IP组播传输技术 2
   2.2 MPEG-4编码技术 2
   2.3 集群存储技术 3
3. 铁路视频监控系统的规划 3
   3.1监控特点 3
   3.2 需求分析 4
4. 铁路视频监控系统的应用 4
   4.1 应用环境 5
   4.2 站外环境 5
5. 视频监控在铁路中的发展趋势 5
   5.1智能化 6
   5.2网络化 6
   6.结论 6
   致谢 8
   参考文献 9

视频监控系统在铁路行业中的应用
1.铁路视频监控的概述
而随着科技和时代的发展，我国的铁路建设也在飞速的发展，运用视频监控系统可为保护旅客、货主的生命财产安全，进而实现铁路行业的可持续发展，从而增加铁路行业的可持续发展。而铁路行业中应用视频监控系统具有以下优点：
1.1满足服务经济社会建设发展的需求
铁路行业作为我国重点行业之一，在为人民出行、货运上提供较大方便。然而，在社会经济发展过程中，难免会遇到各种各样的安全问题，而铁路每天输送大量人群，且近年来，铁路建设规模日益扩大，施工安全等一系列问题也受到重视；为了顺应时代发展潮流，跟上新形势下社会经济发展的步伐，必须加快安全科技的发展，进而更好的为铁路行业服务，增强社会公共安全服务的技术含量。
随着我国社会经济的不断发展，铁路运输的速度得到大幅度提升。先有之前的动车，进而有如今的高速铁路。当然，在铁路建设过程中也产生了各种各样的矛盾，并相应产生了运输安全问题。因此，为了使铁路部门与时俱进，则必须综合分析铁路运输安全管理，并运用新的高科技水平，促进铁路的高速发展。在此时代下，铁路行业中应用视频监控系统也就成了铁路事业发展的必然趋势，也是重要的手段之一。
1.2增强刑事犯罪斗争力的需求
由于视频监控能够提供清晰的图像，并将当时所发生的过程清晰的记录下来。因此，在对于铁路沿线案件侦查或刑事防范中应用视频监控，可为突破传统侦破模式，强化动态条件下可直接发现犯罪嫌疑人，可确定侦查的范围及其方向，进而为案件的侦查提供客观依据，进而及时打击犯罪行为，确保铁路沿线的安全。
2.铁路视频监控关键技术分析
2.1IP组播传输技术
在传统的网络传输中，大都采用点对点的传输方式，这种方式比较可靠。但对于一点向多点传输相同数据的情况下，这种方式就不能充分利用带宽，使传输的路数有限。随着IP 技术的日渐发展成熟，通过IP 网络直接传输视频图像，轻松地实现监控的远程传输，进一步实现双向应用。
IP 组播就是为了解决这个棘手问题而开发出来的。IP 组播采用了组地址的概念，把需要视频流数据的用户编入用户组，并利用一些高级的网络协议来确保最经济地利用带宽，把数据通过用户组传递给真正需要的用户。它的基本方法是：当某一个人向一组人发送数据时，它不必将数据向每一个人都发送数据，只需将数据发送到一个特定的预约的组地址，所有加入该组的人均可以收到这份数据。IP组播还能减轻服务器的负担，提高视频服务器应用程序的效率，从而革命性地改变网络的性能，节省大量的网络带宽。
2.2MPEG-4编码技术
MPEG-4是新一代基于内容的多媒体数据压缩编码国际标准，它与传统视频编码标准的最大不同在于第一次提出了基于对象的视频编码新概念。基于内容的交互性是MPEG-4标准的核心思想，这对于视频编码技术的发展方向及广泛应用都具有特别重要的意义。
MPEG-4不仅可提供高压缩率，同时也可实现更好的多媒体内容互动性及全方位的存取性，它采用开放的编码系统，可随时加入新的编码算法模块，同时也可根据不同应用需求现场配置解码器，以支持多种多媒体应用。
MPEG-4提供了基于内容（对象）的随机存取方式，在有限的时间内能以较高的分辨率，按帧或任意形状对象，对一个音视频序列进行随机存取。例如，可以一个序列中的某个音视频对象为目标进行快进搜索。
MPEG-4的编码系统是开放的，为各种多媒体应用提供一个灵活的框架和一套开放的编码工具，不同的应用可选取不同的算法。解码器是可编程的，各种解码工具可与信息内容本身一起下载。
2.3集群存储技术
所谓集群存储是一种开放式的存储架构，采用分布式的操作系统，将多台物理存储设备中的存储空间聚合成一个能够给应用服务器提供统一访问接口和管理界面的存储池（也叫统一命名空间），应用可以通过该访问接口易于管理存储池后端物理存储设备上所有的磁盘，充分发挥存储设备的性能和磁盘利用率。数据将会按照一定的负载均衡策略，从多台存储设备上存储和读取，以获得更高的存储性能。
3.铁路视频监控系统的规划
铁路工作系统中，想要从技术和实现的角度打造更为有效更具实用性的视频监控系统，首先需要深入地了解铁路工作系统中对于视频监控的主要需求方向，唯有如此，才能打造出适合当前工作环境的视频监控。
视频监控系统在铁路上的视频监控系统可沿途覆盖主要的运输干线，且为各个单位提供终端，从而为各区间段科学化管理提供了方便。在规划过程中应充分考虑既有综合视频监控系统的现状，对现有视频监控系统进行整合、集中及其改造，留充足的扩充余量。同时，在改造的过程中应对现有视频系统的整合与使用给予全面考虑，尽量不影响现有的设备使用，减少建设成本。此外，还应根据线路的要程度，充分考虑运输专业布局，对分线路给予整体建设，满足各个部门的需求，同时还应与投资规模相匹配。
3.1监控特点
铁路的视频监控系统，要求采用先进的视频监控技术，基于铁路系统的IP 网络，构建数字化、智能化、分布式的网络视频监控系统，满足公安、案件、客运、调度、车务、机务、公务、电务、车辆、供电等业务部门及防灾监控、求援抢险和应急管理等多种需求，实现视频网络资源和信息资源共享。铁路的视频监控系统通常采用先进的视频编码及视频分析技术，实现低码流下高清晰视频图像采集、编码、传输、录像、转发及自动报警功能。指挥人员和警务人员通过自己工作区域内的大屏幕或电脑工作站可以清楚地了解辖区和全线车站、区间、桥梁、路基、机房等重点区段和设备的情况，并迅速、准确地处理突发事件。
3.2 需求分析
详细调查各个专业用户的需求，通常包括货运、客运、安监、机务、运输及电务等用户。
3.2.1 货运需求
将摄像头安装在货场及其咽喉区，主要包括货场办公区、货场站台、库存区等，而监控的终端装置则安置于各大办公室，如：货场主任、货运处、货检。
3.2.2 客运需求
将视频监控安装在客运业务的一等站以上的车站，进而确保业务的安全，将摄像头安装在出站验票口、进站安检处、各站台、专运通道、地下通道、旅客天桥内等地方，同时在各个客运段设置相应的监控终端。
3.2.3 安检需求
一般将摄像头安装在铁路局安监室、铁路办事处安监室事故救援专用汽车和救援列车上，主要用于应急救援图像系统，局值班室与值班主任可调动摄像图像信息。
3.2.4 机务需求
摄像机主要安置于相关变配电所、牵引供电设备机房及其给水所等地方。
3.2.5 运输需求
铁路运输的地方较多，应重点监控此地段的安全。如：大站、小站、区间站、站长室内、区长室内、调车作业区等地段，而视频监控终端则设置于各直属站、车务段，从而确保各个监控作业的安全运行。
3.2.6 电务需求
主要将摄像头安置于各个通信机房、机房门、调车作业、维修作业及内部设备内，其监控终端设备设置于各个通信段及其各个电务段。
此外，还有公安系统（各个派出所，进而调用相关的视频图像）、公务系统（隧道、线路及其桥梁施工处，终端设备安装于公务段）及信息系统（各个车站信息机房内安装相应的摄像机，并由专门的人员监控）。
4.铁路视频监控系统的应用
铁路工作系统中，想要从技术和实现的角度打造更为有效更具实用性的视频监控系统，首先需要深入地了解铁路工作系统中对于视频监控的主要需求方向，唯有如此，才能打造出适合当前工作环境的视频监控。
4.1应用环境
从主要的应用环境看，可以划分为站内和站外两个主要类别，其中站内环境重点指铁路运输环境中的各个节点，包括候车厅等在内的一系列环境，从旅客进入安检区域开始，一直到登上列车的这一段时间内，都属于站内视频监控需要加以控制的领域。这个领域中的视频监控面临的问题在于，人员密集且构成成分复杂，不仅仅包括部分旅客，也包括一些其他方面的流动或非流动人员维持秩序的工作人员必然无法满足需求，并且与人员和财产安全相关的案件发生频繁。通常在这个环境中，最为重要的在于实现对于人员和财产的安全监控，人脸识别技术以及相对较高的清晰度将会成为这个环境中视频监控技术，以及数据存储技术的挑战。其存在价值首先在于确保人员密集的环境中的人身和财产安全，并且由于相关数据量较大以及实时性要求更强等特征，对于这个环境中的视频数据通常都存储与各个站点内部，在当地直接实现数据的处理和分析，并目就地存储，实现分布数据处理的最底层功能。
4.2站外环境
而对于站外环境而言，即指铁路运输环境，对于这个环境而言，通常除了工作人员，在正常的情况下是不会存在有其他人员活动的，这种状况为确保列车的安全运行提供坚实基础。对于这样的环境执行监控的目的，在于在铁路环境维护工作人员人力不足的情况之下，对铁路运输环境中的移动物体进行识别。对于这一方面的监控工作，虽然没有站内环境相对密集的人员压力，但是总体而言，其覆盖面积要远远大过于站内监控工作覆盖面积，并且相关数据必须经过相关的数据通信网络传输到就近监控站，给铁路通信网络带来的压力也必须考虑进来。
5.视频监控在铁路中的发展趋势
铁路线漫长且穿越了各种复杂的地理环境，这使其对前端监控系统提出了很高的要求。铁路的前端图像采集系统除了能够满足远距离监控、清晰度高、24小时实时成像的要求之外，还要能适应高温、低温、雷电、台风等一系列复杂的自然环境。针对这样的应用状况，国外发达国家的铁路视频监控系统已经把昼夜远距离监控设备与智能分析软件整台在一起，从而最大程度地保障铁路安全和稳定。
目前，我国铁路安防视频监控系统由于沿线轻长，跨区域广，且各地起步不同，致使整个铁路监控系统建设较为分散，并没有通过多级联网来实现整个铁路系统信息资源的共享。2008年我国铁路系统遭遇到的冰雪灾害袭击，充分暴露出铁路领域“信息孤岛”的种种弊端。为此，在我国铁路领域完成多级联网监控，真正实现全行业的互联互通将是大势所趋。在信息时代之下，肯定会推进铁路监控朝向智能化和网络化发展。
5.1智能化
现在的数字视频监控系统改变了过去只能实现采集、编码、解码、传输基本功能的局面，开始向智能化方向发展，如交通监控中的事故分析、停车场监控中的车牌自动识别功能等。智能化需求要求计算机能将人替代出来，自动对前端设备采集到的视频信号进行识别、分析并做出决策，实现预录像和自动报警等功能。
智能视频监控以数字视频监控系统为基础，借助于计算机强大的数据处理功能，主要针对包含运动目标的图像序列进行分析处理，一般包含运动检测、目标跟踪、目标分类、及事件检测等部分。目前对视频信号的基本处理技术已经比较成熟，但是视频分析处理还处于研究阶段。
5.2网络化
随着网络的普及，网络渐渐成了标准，视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡。网络化要求视频从图像采集设备输出后，以Internet网络为传输媒介，基于TCP／IP协议，采用流媒体技术，实现视频在网上多路复用传输，并通过设在网上视频流服务器，完成视频流转发、报警等操作。网络化视频监控系统适应目前视频监控系统针对远程、实时、集中控制等方面的需求。
6.结论
在信息时代之下，铁路环境中的视频监控系统必然会日益成熟，并且在智能化和实时以及安全等方面呈现出更为显著的发展。当前高铁视频监控系统已经呈现出很强的网络化和分布的特征，在更多先进技术的推动之下，必然会形成在综合性以及实战性等方面更为完善的视频信息管理系统，并且推动我国铁路体系的发展向前迈进。

参考文献
[1]郭桂芳,李继元,闫永利.铁路综合视频监控系统的初步规划构想[J].铁路通信信号工程技术,2010(02)
[2]谢征宇,董宝田.基于视频监控的高铁客运枢纽行人安全预警系统研究[J].物流技术,2011(07)
[3]张辰.视频监控系统摄像机技术发展趋势研究[J].郑州铁路职业技术学院学报,2021(01)