——“分布式監(jiān)控管理”與“雙工可視對講”的結合

　　一、概述：

近年來，隨著鐵路系統(tǒng)信息化改革的不斷深入，網(wǎng)絡技術已經(jīng)廣泛的應用在鐵路系統(tǒng)日常生產(chǎn)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(chǎn)、生活的正常運轉，加之，鐵路系統(tǒng)部門眾多、地點分散，現(xiàn)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(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將能極大的解決上述矛盾。遠程網(wǎng)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(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡和辦公電腦，在調度中心或者當?shù)貦C務段實現(xiàn)對全部監(jiān)控現(xiàn)場或者當?shù)氐牡揽?，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(xiàn)危險隱患，保障安全生產(chǎn)。

　　二、需求分析：

　　1、利用鐵路現(xiàn)有的網(wǎng)絡條件，針對鐵路監(jiān)控點分散、難以管理的特點，鐵路網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)具體所要實現(xiàn)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(xiàn)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(shù)字信號、模擬信號動態(tài)顯示系統(tǒng)能根據(jù)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(xiàn)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(xiàn)管理疏漏的現(xiàn)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(wǎng)絡艾勒普司網(wǎng)絡視頻編解碼器雙向對講通話；當同時出現(xiàn)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(xiàn)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?shù)膸捰邢?，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(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在組網(wǎng)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(xiàn)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(xiàn)分別加以介紹。

　　1、分站設備

主要由前端設備和艾勒普司網(wǎng)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(wǎng)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(shù)字化、壓縮編碼、網(wǎng)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(wǎng)絡遠程設置和管理，無須現(xiàn)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(wǎng)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(wǎng)絡中多個用戶同時觀看或控制所有的監(jiān)控現(xiàn)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(jù)通信通道選取。目前，主要有數(shù)字專線（有線或無線）、ISDN、網(wǎng)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(xiàn)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(shù)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(xiàn)報警、錄象等監(jiān)控任務，主站設備可添加報警數(shù)據(jù)庫服務器、數(shù)字錄象數(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)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(wǎng)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(xiàn)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?shù)街行牡碾娨晧ι?，值班人員可清楚直觀的監(jiān)控到各分站傳輸?shù)囊曨l，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(shù)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(shù)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(xiàn)場工作人員的工作情況，還可以當?shù)氐娜藛T對話，加強機房管理的互動性。

　　結合當?shù)氐呐潆娤到y(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(shù)據(jù)。

　　系統(tǒng)能對所有設備設置報警上下限，任何設備數(shù)據(jù)超出這個范圍，系統(tǒng)能夠產(chǎn)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(shù)字化：隨著科學技術的不斷提高，數(shù)字產(chǎn)品以其強大的功能、靈活的操作性和網(wǎng)絡服務器、遠程管理等全方面功能于一身。
　　

2.全網(wǎng)絡化：通過WAN網(wǎng)絡，網(wǎng)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(shù)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：

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(chǎn)、生活的正常運轉，加之，鐵路系統(tǒng)部門眾多、地點分散，現(xiàn)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(wǎng)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(wǎng)絡視頻系統(tǒng)，操作員和各部門領導可利用鐵路系統(tǒng)現(xiàn)有的計算機網(wǎng)絡和辦公微機，在調度中心或者當?shù)貦C務段實現(xiàn)對全部監(jiān)控現(xiàn)場或者當?shù)氐牡揽?，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(xiàn)危險隱患，保障安全生產(chǎn)。

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(wǎng)絡。

　　無線網(wǎng)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(jù)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(wǎng)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(wǎng)結合，可以利用IP網(wǎng)絡傳輸現(xiàn)場圖像，非常適合遠距離監(jiān)控。

　　3) 中央控制室：無線網(wǎng)絡最終在中控室與內部有線網(wǎng)絡結合。中控室的工作人員可以在高檔PC機擔當?shù)谋O(jiān)控服務器上，通過監(jiān)控軟件，觀看現(xiàn)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(xiàn)場集中指揮等。如果有必要，還可以通過另一臺服務器，將現(xiàn)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(xiàn)場情況，增強安全保障措施，如實地顯示和記錄各個場所現(xiàn)場圖象資料。是機務段現(xiàn)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(shù)字化監(jiān)控設備，功能齊全，操作簡便;

　　·基于現(xiàn)有局域網(wǎng)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;