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中国首条具有世界一流水平的长距离干线——武广高速铁路客运专线正式投入运营，标志着中国高速铁路建设的高潮已经到来，这将给安防监控设备供应商及相关系统集成商带来更多的发展机会。作为高速铁路“四电”(通信、信号、电力、电气化)系统集成和信息系统的组成部分，视频监控系统在高铁的通信指挥调度、安全防灾管理中发挥着不可忽视的作用。

根据UIC(国际铁路联盟)的定义，高速铁路是指透过改造原有线路(直线化、轨距标准化)，使得营运速率达到每小时200公里以上，或专门修建“高速新线”，使营运速率达到每小时250公里以上的铁路系统。

目前中国开通的高铁时速一般都到达350公里，所以安全就成了大家共同关注的问题。确实，时速350公里的高速动车如果出现一点点故障，即使第一时间采用刹车制动，也需要减速滑行6500米。武广高铁的发车密度是间隔3分钟，一旦某辆列车失控，带来的后果是难以想象的。上海租车www.shrentbus.cn

高铁视频监控系统的需求分析

高速铁路综合监控系统不仅实现对供电系统中的各种供电设备的运行状态监视、控制及沿线变电所、分区亭、开闭所的安全监控，迅速分析、查找、切除故障点，实现设备运营状态的在线监测；同时也要纳入行车调度、计划调度、安全监控、行车信号等多方面的实时信息；并使各种子系统间的信息进行交互，为提高供电系统调度管理自动化、智能化水平，确保高速铁路的安全、可靠、高效运行提供了强大的技术保障。

高铁的安防系统需求非常复杂，由于属于首次建设，再加上最近几年安防技术发展较快，尤其是视频技术发展日新月异，原有的铁路安防建设标准已不能适应新的形式。目前，铁道部和有关部门共同制定了《铁路综合视频监控系统技术规范》，从名称上来看“综合视频监控系统”就意味着不仅仅是视频监控这么简单，既然“综合”肯定要考虑和其它系统的融合，比方说报警系统、通信系统、控制系统等。

按照规范的定义“综合视频监控系统”是指“采用网络化、数字化视频监控技术和IP传输方式构建的视频监控系统，提供铁路各业务部门和信息系统所需的视频信息，实现网络和视频信息资源共享。”同时，规范还对铁路综合视频监控系统的网络架构做了明文规定：“铁路综合视频监控系统主要由视频节点设备、视频采集点前端设备、视频网络和用户终端构成。其中，视频接入节点位于高铁沿线的各站段或中间站，负责视频的前端采集、编码等；视频区域节点位于路局及客专调度所，主要设备为分散分布的网络录像机(NVR)、DVR、存储设备，同时也可进行大屏集中监控、网管、流媒体转发等；视频核心节点位于铁道部，可对视频监控信息进行调用和汇总。铁路综合视频监控系统的视频业务通过数据网承载，视频采集点的视频信息可通过光缆、电缆或无线传输等方式接入到所属的视频接入节点。”

在铁路领域，除了每条线都要求联网管理外，甚至要求全国联网。目前铁路监控中心设在铁道部，全国共有20多个区域中心，区域中心下面是各级接入点。

基于以上的描述，可以看到高铁监控的建设依然会采用三级体系：视频接入节点、视频区域节点和视频核心节点，每个节点的功能和定位不一样，如同县、省、国家这种关系。

高速铁路要求全线都有设置视频监控系统，设置点位比较多的是区间和站点、特大桥、隧道、公跨铁、区间基站、变电所等。其中站点属于有人值守，其它区域属于无人值守，监控的具体对象可能包括：区间公跨铁区段、通信、信号机房、牵引供电、电力供电机房内外、车站内候车室、站台、进站大厅、站前广场、进站咽喉等场所的监控。另外视频监控系统需要进一步的和入侵报警系统、火灾报警系统、门禁系统、动力监控系统进行融合，使得综合视频监控系统变得更加复杂，而这恰恰就是广大市场进入者面临的高铁监控市场。

另外，高铁领域视频监控系统也涉及众多业务部门，比如公安、车务段、机务段、调度段、旅服系统、客运段、货运段等都有各自独特的视频监控需求，而这些复杂的需求要得到满足的前提必须是：“统一领导、统一规划、统一标准、统一资源、统一管理”，否则就会各自为政，易于乱套。

除了跨度大、监控距离远、传输线路长、应用环境复杂之外，高铁安防应用还有一个非常显着的特点：无人值守。为了减少小站的设置，高铁领域很多场站都实行无人值守。另外，铁路每隔数百米会有电力机房和通信机房，这些机房基本上都需要无人值守，并用到视频监控和报警系统，以检测是否有人入侵，现场的情况有无变化等。因此，高铁无人值守机房对视频监控的需求量非常大。

这么多的无人值守车站及机房，也给铁路的安全管理提出了较大的挑战。过去，由于铁路部门专业分割明显，各专业的关联度较低，视频监控系统采取“谁建设、谁负责”的原则。而随着铁路部门对视频监控作为安全辅助管理手段的认可与重视，对系统建设、管理与维护的关注度也在提升。高铁的维护管理已经在逐步走向综合维修体系，要求同一线路各专业的系统都集中起来管理。那么建设一套大而全、互相兼容匹配的系统就是高铁视频监控建设的终极目标。

高铁是典型的垂直市场，监控市场将面临着诸多困局：市场准入、设备互联互通、兼容、统一的协议和规范、满足需要的各种功能等等，这将考验形形色色的市场进入者。

智能交通技术

轨道交通专用车地双向实时通信系统(ZITS-WCS20)基于成熟的无线局域网802.11X系列技术标准构建，工作在2.4GHz/5.8GHz频段。系统主要功能是在城市轨道交通运行环境下，为车载应用设备和地面应用设备之间提供大容量、安全、连续、可靠的双向通信功能，实现列车与地面间数据、视频信息的实时透明传输。ZITS-WCS20系统采用”车载控制器+伴AP”架构,由标准的802.11X无线接入设备及独立于标准硬件之上开发的轨道交通专用控制软件实现。该软件通过实施特定的切换算法来控制车载无线设备与轨旁多个AP设备间的接入、切换控制与管理，无切换时延。系统切换功能由车载控制器完成，而非地面控制器(华三等厂家普遍采用的车地通信系统解决方案)实现。车载控制器是系统的核心，分布在每辆列车中，单台车载控制器故障不会引起系统的瘫痪，大大提高了系统的可靠性，降低了系统故障率。

车内设备的功能和作用

车载通信控制器作为核心装置，安全可靠地安装在列车上。板状天线安装在列车的顶部，通过馈线连接到车载通信控制器，完成对无线射频信号的接收。

车载通信控制器通过交换机连接到车内业务网络，车内业务网络通过车载通信控制器依靠无线传输方式来发送和接收车外业务网络的数据。

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车载通信控制器

车载通信控制器实现列车内业务网络与车外业务网络间的数据通信，完成与轨旁AP间稳定、无缝切换，保证高带宽、高可靠、安全的无线数据传输，是本系统的核心设备。

车载通信控制器是中兴智能针对轨道交通应用环境定制的一款车地通信专用设备，结构坚固、抗震性能好，能在较宽的温度，湿度范围下工作，通过铁道行业电磁兼容标准测试。电源、网络、串口等接口均使用航空插头，连接方式坚固、可靠。使用110V直流电源作为输入电源，方便接入列车供电系统，低电压能正常工作。系统的存储方式可靠，非正常关机不影响系统启动。系统功能可定制，满足不同应用需求。设备易于操作，节省人工维护成本。

车载通信控制器实现的功能包括：

(1)不同AP之间的可靠、快速切换；

(2)无线和有线网络之间的数据转发；

(3)无线网络安全认证：WEP、802.1X、WPA；

(4)业务数据传输质量保证。

定向板状天线

定向板状天线作为车载通信控制器的无线发射和接收装置，定向能保证射频的方向性，集中无线功率，提高信号覆盖范围，保证信号质量；板状，具有更好的安装性和美观性；N型TNC接头，连接方式可靠，信号衰减小。

车外设备的功能和作用

列车外设备主要包括无线接入设备AP、无线收发装置、无线认证服务器、无线网管服务器、网络接入设备。列车外系统结构如图3所示。

轨旁每隔一定距离(100m～200m，具体数值由隧道实际环境确定)布置无线接入设备AP，保证无线射频信号对整个隧道的覆盖，AP通过网络接入设备和车外中心网络相连。无线认证服务器和无线网管服务器安装在车外控制中心，通过网络接入设备和车外中心网络相连。

无线接入设备AP

AP用于车载通信控制器的无线接入。在该系统中，AP为室外型伴AP，工作在2.4GHz频段，符合IEEE802.11g标准，实现WEP、802.1X、WPA等安全认证功能，可通过WEB等方式进行方便快捷地配置和管理。

无线认证服务器

认证软件运行在无线认证服务器上，基于RADIUS协议，支持多种认证方法，实现车载通信控制器和轨旁AP间的认证，并且可针对不同需求定制安全策略，系统更安全。

无线网管服务器

无线网络管理系统运行在无线网管服务器上，主要对运行环境中的设备，如AP、车载通信控制器等相关无线通信设备进行监测、配置和管理功能。该系统采用友好的图形化界面实现系统设备的工作状态监控，位置信息显示，提供故障诊断报告等，并具有强大的统计、分析功能。

采用上述系统的优势包括：

●   车内完成切换，故障分散，不会造成系统的瘫痪，系统可靠性更高；

●   网络扩容不受限，并且网络扩容时无需改变原有网络架构；

●   专用的切换策略可以减少地面部署成本，保护用户初期投资；

●   强大的系统兼容性；

●   支持多种业务应用；

●   支持向标准的平滑演进，适应未来无线通信技术的发展；

●   系统核心采用自有专利技术。

高铁视频监控系统层次结构

高铁视频监控系统的特点决定了数字网络视频监控系统是最好的选择。通常，高铁视频监控系统分成三级节点，核心节点在铁道部，有视频监控调用、汇总的需求；二级节点在各个路局/客专调度，主要为分散分布的网络录像机(NVR)、硬盘录像机(DVR)、存储设备，同时也有大屏集中监控、网管、流媒体转发等需求；三级节点为各个车段/站，负责视频的前端采集、编码等。

整个系统基于网络架构，实现视频的采集、编码压缩存储、转发及虚拟矩阵的功能。摄像机采集到视频信号通过同轴电缆连接到DVR或编码器，实现视频的采集、编码压缩和传输，PTZ摄像机的控制信号通过RS485进行传输；编码器将视频流通过网络发送到NVR进行集中存储备份；存储服务器可以将DVR或NVR的视频资料进行重点备份；流媒体服务器可以在多个用户访问时进行集中视频转发而减少网络及前端设备的压力；解码器与电视墙连接，实现视频的集中大屏幕显示还原。

视频监控系统需要与防灾系统、动力、环境检测等系统进行必要的联动集成功能，其它系统可以以干接点或API接口的方式，实现与视频监控系统的集成报警联动。报警发生后，视频监控系统接收报警信号，按照预先设置好的联动程序，可以自动启动录像、改变录像帧率或分辨率、画面自动弹出、PTZ预置位调出、触发继电器输出驱动灯光、警铃等设备。编码器各接点联动报警功能示意图如图6所示。

除了上述技术之外，还有智能视频分析，它是近年来新兴的一个技术，其核心思想是利用计算机系统智能识别技术将值班人员从长期的“盯屏幕”监控状态解脱出来，为视频监控系统增加智能识别、预告警及智能检索功能。视频分析技术在在铁路建设上已经有一定的成功实施案例，具体分析模式集中在入侵探测、滞留检测和逆行检测及摄像机自身维护(如，聚焦模糊、信号丢失、视频遮挡等)。（王旸）