高铁高清视频监控系统解决方案

铁路网络监控管理系统总体技术方案

2010-12-1

前言

铁路是我国国民经济的大动脉，是国家重要的运输部门，其日常和稳定运行决定了国民生产、生活的正常运转，一直受到国家和铁道部的高度重视。铁路运输指挥、生产管理、设备监控等都离不开视频监控系统，视频监控是实现安全管理的重要辅助手段，也是铁道部目前重点发展的技术方向。

第一章系统需求分析

一、系统需求描述

铁路的安防系统需求非常复杂，很多机房又是无人值守也给铁路的安全管理提出了较大的挑战，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。建设铁路监控系统自然少不了标准和规范，铁道部和有关部门共同制订了《铁路综合视频监控系统技术规范》这个规范，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、数字化高清视频监控技术和IP传输方式构建的高清视频监控系统，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，视频接入节点位于铁路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。

第二章系统设计思想

一、系统设计依据

⏹用户基本需求

⏹《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94

⏹视频安防监控系统技术要求 GA/T 367-2001等

二、系统设计原则

1.实用型原则

系统的设计需从本项目的实际需要出发，系统的性能指标应当能够最大限度满足本项目对处理能力的要求，最大限度满足系统管理人员和应用系统使用人员的使用要求，力争在有限的建设经费投入下，获得最大限度的应用效果。

2.合理性与先进性均衡原则

方案设计中，力求整个系统功能性能分配的合理性，而不是片面追求系统的高指标和先进性。在保证整个系统功能和性能符合企业当前需要前提下，最大限度采用成熟的、继承性好、具备广阔发展前景的先进技术。同时，应当具备一定的前瞻性，使系统在未来较长时期内保持较强的生命力和可扩展性。

3.标准化及通用性原则

本系统设备较多、连接较复杂。要保证系统内各种设备之间的互通互连，就必须采用符合标准化和通用性要求的系统设备。

4.系统可靠性原则

本系统方案设计时，应当选用高可靠性的计算机设备、网络设备、通信设备和其他相关设备，以提高系统整体的可靠性。同时，可靠性原则还应当体现在应用软件的设计和开发必须经过严格和完备的功能、性能测试后方投入正是使用。

5.系统安全性原则

本系统自身必须具备较强的抵御外部攻击和内部泄密的保护能力，主要包括以下几个方面：系统所有信息的安全性、所有硬件设备的安全性、所有系统软件和应用软件的安全性、所有网络通讯设备的安全性、所有存储介质的安全性、所有环境支持设备的安全性、系统提供的所有相关服务的安全性等。

6.系统可管理性和可维护性原则

通过网络管理工具，可方便地监控网络和其他设备的运行状态；通信网络和计算机网络等信息基础设施的设计应采用简介易用的体系结构，以降低系统运行和维护的代价。

三、设计概述

从专业角度看，本系统是以视频信息为基础的管理信息系统，根据逻辑处理的不同，本系统可划分为如图所示的4个逻辑子系统：

1）前端摄像及补光子系统

2）网络传输子系统

3）视频显示子系统

4）录像存储子系统

5）系统视频管理与服务子系统

前端摄像及补光子系统是电视监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”，它把

监视的内容变为图像信号，传送到控制中心的监视器上，摄像部分的好坏将直接影响到整个系统的质量。高清监控摄像机拥有更高的图像清晰度，视频分辩率达到720p或1080p。能让用户将图像细节看得更清楚在同样的显示环境下，高清图像的可视信息是D1的2-5倍，是CIF的9-20倍。与以前标清摄像机的隔行扫描不同，高清摄像机采用逐行扫描技术解决了隔行扫描带来的视频图像行间闪烁、运动模糊、垂直边缘产生锯齿现象，让运动画面平滑干净，图像细节清晰，因而能为用户呈现更流畅的图像效果。高清摄像机对环境照度要求比标清监控摄像机要高所以为了使高清摄像机夜晚也能有更好的图像效果我们就需要加补光灯。补光灯最好用阵列式940lm不可见红外补光灯，补光更均匀、亮度更强、功耗更小、使用寿命更长。

网络传输子系统完成将系统视频信息和管理、控制信息进行远程传输的功能。一个高质量的高清网络监控系统完全取决于传输网络，网络就好比一条好的高速公路有好的汽车在好的高速路上才能充分发挥它的速度。在系统设计时就要充分考虑网络资源的使用情况且还要留有余量。

显示系统完成系统信息的输出功能，显示

2. 基于H.264的低码流传输和存储优势

目前很多用户甚至包括很多视频监控行业的人士都觉得高清视频监控附加的是高码流的传输压力和存储压力，但我们所采用的720P高清网络摄像机是基于标准的*************************算法，在完成720P百万像素全实时成像的时候只需要1.5-2Mbps的低码流，这对于高铁监控系统来说，这样的码流在网络传输上已经非常成熟，因为在传统网络监控系统来说也是需要这样码流才能满足基本的视频效果。同样存储压力也并没有因为前端是高清摄像机而提升，因此我们实现了高清成像低码流传输和存储实用性的革命性突破，将高清视频监控系统推向了大规模的实际应用。