迄今為止,中國(guó)的鐵路事業(yè)已有100多年的發(fā)展歷史了。從吳淞鐵路到青藏鐵路,無不體現(xiàn)了具有中國(guó)特色的鐵路事業(yè)發(fā)展的勃勃生機(jī)。作為現(xiàn)代化鐵路建設(shè)必不可少的組成部分-視頻監(jiān)控系統(tǒng)在保障鐵路運(yùn)行的安全和穩(wěn)定方面起了非常重要的作用。
鐵路視頻監(jiān)控應(yīng)用現(xiàn)狀
視頻監(jiān)控系統(tǒng)在鐵路行業(yè)的應(yīng)用比較早,早在“八五”規(guī)劃期間,我國(guó)鐵路行業(yè)就引入了應(yīng)用于車、機(jī)務(wù)站、火車站、場(chǎng)與編組站運(yùn)輸服務(wù)、鐵路區(qū)間防災(zāi)安等視頻監(jiān)控子系統(tǒng),經(jīng)過多年的發(fā)展,目前其在整個(gè)鐵路領(lǐng)域中得到了很大的普及,在東部發(fā)達(dá)地區(qū)更是得到了大規(guī)模的應(yīng)用。相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,目前我國(guó)鐵路安防監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用范圍最廣的就是車/機(jī)務(wù)站段調(diào)度視頻監(jiān)控子系統(tǒng)和火車站客運(yùn)服務(wù)視頻監(jiān)控子系統(tǒng),其普及程度達(dá)到了80%。今后,這兩個(gè)監(jiān)控子系統(tǒng)的普及仍然是我國(guó)鐵路視頻監(jiān)控市場(chǎng)發(fā)展的重點(diǎn)。
鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展是隨著整個(gè)鐵路事業(yè)的高速發(fā)展而快速發(fā)展的。雖然目前鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)已進(jìn)入規(guī)范運(yùn)營(yíng)管理階段,但隨著業(yè)務(wù)需求不斷提升,早期的視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題已成為運(yùn)營(yíng)管理部門需要迫切解決的問題。例如在火車站內(nèi)發(fā)生恐怖暴力事件需要調(diào)取視頻監(jiān)控錄像查看嫌疑人體貌特征時(shí),基于原有模擬、標(biāo)清攝像機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備無法提供有效的圖像細(xì)節(jié);再如在鐵路沿線自然災(zāi)害發(fā)生地區(qū)設(shè)置行為分析設(shè)備,模擬、標(biāo)清視頻源數(shù)據(jù)只能提供“有沒有看到”的視頻效果,不能為智能行為分析設(shè)備提供所需的高質(zhì)量畫質(zhì),引起誤報(bào)率過高、漏報(bào)等問題。由于模擬、標(biāo)清視頻及錄像數(shù)據(jù)受技術(shù)、設(shè)備性能和客觀條件因素的影響,無法在第一時(shí)間取得有效、直觀的視頻信息,“一定要看清楚”是管理部門提出的非常迫切的需求,尤其是在數(shù)字化監(jiān)控潮流的影響下,對(duì)圖像清晰度的追求已經(jīng)成為視頻監(jiān)控一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì),高清攝像機(jī)及高清監(jiān)控系統(tǒng)逐漸被鐵路行業(yè)所重視。
高清是鐵路視頻監(jiān)控的發(fā)展趨勢(shì)
高清監(jiān)控系統(tǒng)是指其傳輸?shù)拿恳宦穲D像都能達(dá)到高清分辨率,且視頻采集、編碼、傳輸、存儲(chǔ)、瀏覽、錄像、回放等每一個(gè)環(huán)節(jié)均支持高清的監(jiān)控系統(tǒng)。與普通的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比,高清監(jiān)控系統(tǒng)最顯著的特點(diǎn)就是出色的圖像質(zhì)量和視覺效果。在鐵路行業(yè),高清監(jiān)控系統(tǒng)帶來的不僅是更清晰的圖像和更好的效果,也帶來了更大的系統(tǒng)性能需求、遠(yuǎn)距離傳輸帶寬和存儲(chǔ)等問題。
首先,高清帶來更清晰的細(xì)節(jié)。高清是目前行業(yè)內(nèi)發(fā)展的熱點(diǎn),從720P、1080i、1080P,到目前大家都熱議的4K,人們對(duì)高清的追求一直沒有停止。高清攝像機(jī)由于采用了更高的清晰度,在相同的場(chǎng)景下能夠提供更多的關(guān)鍵細(xì)節(jié)。如下圖所示,一張不同分辨率下的機(jī)車監(jiān)控的截圖,我們可以清楚的看到機(jī)車的車身信息,這一點(diǎn)對(duì)用戶而言意味著監(jiān)控更加有效。
其次,高清帶來更大的覆蓋。如下圖所示,在一個(gè)監(jiān)控區(qū)域內(nèi),在確保關(guān)鍵細(xì)節(jié)清楚的前提下,采用普通標(biāo)清攝像機(jī)要盡可能縮短與監(jiān)控目標(biāo)之間的距離,從而造成視場(chǎng)減小,只能依靠多布點(diǎn)來解決。在同等清晰度條件下,采用高清攝像機(jī)則可確保較寬的視場(chǎng),有效降低單位面積內(nèi)的監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量。對(duì)用戶而言,這就意味著投資的降低。
第三,高清帶來更精確的智能分析。因?yàn)楦咔灞O(jiān)控能夠提供更多關(guān)鍵細(xì)節(jié),這可以使基于視頻的智能分析獲得更高的精度,大大提升智能應(yīng)用的水平。對(duì)于在車站等重點(diǎn)區(qū)域的徘徊人員,系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)探測(cè)區(qū)域中徘徊目標(biāo)的高清視頻進(jìn)行特征分析,自動(dòng)探測(cè)出滿足預(yù)警條件的徘徊目標(biāo)。系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警,鎖定徘徊目標(biāo),自動(dòng)彈出報(bào)警
畫面,記錄報(bào)警信息并畫出徘徊目標(biāo)的軌跡。
高清的具體應(yīng)用
鐵路行業(yè)中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)由視頻區(qū)域節(jié)點(diǎn)、視頻接入節(jié)點(diǎn)、視頻采集點(diǎn)、視頻網(wǎng)絡(luò)和用戶終端構(gòu)成,采用多視頻源混合接入、大容量存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理模式,結(jié)合“三級(jí)網(wǎng)絡(luò)”和“三級(jí)監(jiān)控平臺(tái)”的結(jié)構(gòu),重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)全程高清全監(jiān)控。
目前鐵路管理部門日漸重視智能的管理模式,其中智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)則是重要環(huán)節(jié)之一。要實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控信息的智能管理,視頻圖像分析系統(tǒng)是其中的重要系統(tǒng)。而智能分析的準(zhǔn)確與否與圖像的質(zhì)量有直接的關(guān)系,為了保證視頻智能分析的準(zhǔn)確性,高清晰度的前端視頻圖像必不可少。高清系統(tǒng)應(yīng)用在鐵路貨場(chǎng)、車站、岔道口、交叉路口等區(qū)域,為分析系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
1.鐵路道口、公跨鐵立交橋、隧道口等重點(diǎn)區(qū)域設(shè)置高清監(jiān)控,全天候遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。鐵路沿線的道口是人員、車輛活動(dòng)相對(duì)較多的地方,不排除有人故意放置可疑的遺留物于軌道上,高清圖像行為分析預(yù)警系統(tǒng)能對(duì)可疑遺留物體進(jìn)行分析、報(bào)警。對(duì)于高速鐵路,無論在什么情況下,都不允許有人靠近。但為了提高其安全系數(shù),需采用大面積的區(qū)域偵測(cè),從而能更快偵測(cè)到各種可疑情況,避免造成重大損失。
2.鐵路沿線的無人值守變電站、電力/牽引變配電所、照明重要配電室及室內(nèi)主要設(shè)備區(qū)集中監(jiān)控,通過與相關(guān)系統(tǒng)的配合,實(shí)現(xiàn)告警后觸發(fā)相關(guān)視頻的動(dòng)作及聯(lián)動(dòng)。保障設(shè)備安全并及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行情況。
3.火車站站場(chǎng)高清監(jiān)控全覆蓋。受到經(jīng)典監(jiān)控模型的影響,現(xiàn)役的監(jiān)控系統(tǒng)大多以滿足實(shí)時(shí)監(jiān)看和錄像事后取證為主。昆明火車站砍人事件、烏魯木齊火車站爆炸等事件發(fā)生,凸顯了火車站是反恐防暴重點(diǎn)區(qū)域,同時(shí)也反映了反恐防暴技防的不足。我們認(rèn)為反恐防暴的核是“預(yù)警→防范→處置→善后”尤其是前兩步即預(yù)警和防范更是重中之重。這是以被動(dòng)記錄和事后查證為主的傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的,與反恐防暴要求的主動(dòng)防控有著本質(zhì)的差別。
根據(jù)火車站各場(chǎng)所特點(diǎn),站前廣場(chǎng)推薦為采用高清球機(jī)進(jìn)行監(jiān)控,車輛進(jìn)出口、進(jìn)出站口、售票廳門口為高清槍機(jī)監(jiān)控,考慮到該場(chǎng)景下光線變化較大,建議采用帶有寬動(dòng)態(tài)模式的高清槍機(jī)。站內(nèi)安檢處為重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域,其中安檢查危儀處按1臺(tái)查危儀不低于4個(gè)高清槍機(jī)的原則部署,實(shí)現(xiàn)對(duì)安檢過程采集、旅客面部特征采集、行李數(shù)量和特征采集。電扶梯上下處設(shè)置高清槍機(jī);候車室內(nèi)部署高清槍機(jī)和高清球機(jī),槍球聯(lián)動(dòng)模式即采用槍機(jī)全景監(jiān)控,球機(jī)可控對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控;每個(gè)站臺(tái)建議每80m增加一處高清視頻監(jiān)控點(diǎn),建議站臺(tái)兩端部署帶寬動(dòng)態(tài)的高清槍機(jī),中部部署高清球機(jī),從而確保站臺(tái)及客流通道無監(jiān)控死角,整體監(jiān)控點(diǎn)部署確保無盲區(qū)。
在滿足車站客旅服務(wù)的同時(shí),也能夠預(yù)警異常事件并向鐵路公安提供報(bào)警,降低恐怖暴力事件造成的危害。
結(jié)束語
我們的鐵路正處在高速發(fā)展階段,在保證速度的同時(shí),切實(shí)給旅客提供一個(gè)安全的出行環(huán)境,這是目前鐵路發(fā)展的目標(biāo);而在達(dá)成這個(gè)目標(biāo)的過程中,高清的圖像反饋、即時(shí)的鐵路通信數(shù)據(jù)處理、高效的鐵路車輛調(diào)度、準(zhǔn)確的報(bào)警聯(lián)動(dòng)等監(jiān)控指揮系統(tǒng)的應(yīng)用成為了關(guān)鍵。未來鐵路行業(yè)中視頻監(jiān)控的發(fā)展方向,必然會(huì)向著高清化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展,從傳統(tǒng)的被動(dòng)記錄、事后查證的視頻監(jiān)控系統(tǒng)向著主動(dòng)防控的智能監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展。