一、方案概括

　　鐵路是國家的重要基礎設施，是國家的大動脈，是大眾化交通工具。我國幅員遼闊、內陸深廣、人口眾多，資源分布及工業布局不平衡，鐵路運輸在各種運輸方式中占有的優勢更加突出，在經濟社會發展中具有特殊重要的地位和作用。目前中國大量的長距離物資運輸和中長途旅客運輸主要由鐵路承擔。

　　隨著中國高速鐵路的快速發展，軌道交通安全已經成為人們關注的焦點。目前，鐵路安防監控手段仍以人定時巡檢為主，這不僅耗費了資金、人力，而且并不能作 到實時監控，安全隱患仍然存在。在原有技術手段已達不到有效的安全防范目的的情況下，為有效避免列車運行中治安事故和意外事故的發生率，必須采用先進的技術手段，建立鐵路列車運行安全監控系統。列車夜間行駛頻繁，由于夜間能見度低、視線較差，這對鐵軌沿線、交通樞紐以及機車編輯組視頻監控畫面的清晰度提出了更高的要求。只有選擇使用合適的設備，運用夜間監控技術，才能保證夜間監控視頻的效果。

　　二、需求描述

　　目前，高速鐵路要做到全線都設置視頻監控系統，重點監控區域為區間和站點、橋梁、隧道、公跨鐵、區間基站、變電所等。其中站點屬于有人值守，其它區域屬于無人值守，監控的具體對象可能包括：區間公跨鐵區段、通信、信號機房、牽引供電、電力供電機房內外、車站內候車室、站臺、進站大廳、站前廣場、進站咽喉等場所的監控。在未來的鐵路發展中，大城市快速運輸系統將同全國鐵路網連接，緊密配合，形成客運統一運輸網。

　　三、系統架構

　　鐵路視頻監控系統主要由三大部分組成：前端圖像采集系統、視頻傳輸系統、后端監控管理指揮系統。該系統滿足本地監控和中心聯網多級網絡化視頻監控的需求。可24小時實時監控鐵路沿線安全情況，降低了安全監控人員的勞動強度，為監控中心指揮提供強有力的保障，使各級監視中心的調度人員通過監視遠端傳送上來的現場圖像，直觀、準確、及時地了解各工區的實際情況。前端圖像采集系統的數據傳輸至各采集站，作業區，廠區監控中心后，視頻解碼器設備還原出視頻信號至數據接收器，即可完成數據的采集，傳輸，匯總。

　　圖1 系統架構圖

　　1.前端采集系統

　　(1)HP-RC系列遠距離無紅曝激光攝像機

　　和普HP-RC系列遠距離無紅曝激光攝像機，專門針對鐵路復雜環境下監控所設計的產品，可有效解決車燈強光干擾、晝夜全天候清晰成像等問題。滿足對鐵路沿線、隧道、橋梁500米-1500米范圍內24小時實時監控需求。

　　安全性：激光光源采用940nm長波和光學濾波雙重無紅曝設計。

　　優異的圖像效果：最大60倍1.2～80mm超短焦連續變焦激光鏡頭，大角度激光發射器，保證激光照射覆蓋雙向鐵軌。特有集束非線性漸變折射率光纖整形勻化技術，達到高清晰度的照明效果。紅外校正高清成像鏡頭，晝夜焦點一致，車燈與激光照明重疊無虛焦現像。

　　精準同步控制：獨有DSS數字化照明角度控制自主專利技術，激光與攝像倍率自適應匹配算法，0.1o精確隨動控制，可使激光光斑與成像視場實時保持一致。獨立光敏控制，保證攝像機的彩轉黑與激光開關精確同步，內部智能延時分析，不受迎面車燈照射影響。

　　高可靠性免維護：采用密封充高純氮的高功率半導體激光器，防止結霜露和霉菌產生，有效保護激光管芯，20000小時長壽命工作無衰減。整機內部器件均采用工業級寬溫器件，整機采用一體化熱平衡設計，無需內置加熱、制冷等溫控元件，即可在低溫和高溫環境下工作，可節省電量。整機采用超強鋁合金外殼進行整機全密封處理IP66防護，防淋雨、防灰塵可適應各種惡劣環境。

　　(2)HP-TVC系列遠距離無紅曝激光攝像機

　　和普HP-TVC雙波段遠距離熱成像攝像機是專門針對鐵路復雜環境下監控所設計的產品。內部采用長焦高清鏡頭配合200萬可見光高清彩轉黑攝像機與336X256/640X512大口徑非制冷熱成像攝像機，并輔以重載360度全方位云臺，實現500m—1.5km以上晝夜全天時視頻監控。

　　高靈敏度：探測靈敏度(NETD)可達50mk，比常規產品更高的靈敏度，獲得更細膩畫面質量，受霧雨雪天氣影響小。

　　先進的圖像增強技術：優異的非均勻圖像校正技術，無需TEC恒溫控制，具有良好的圖像均勻性和動態范圍。SDE圖像細節增強技術，圖像平滑無噪聲，多種偽彩色和熱黑熱白極性圖像格式可選，適應性強，易發現低對比隱藏目標。

　　體積小重量輕：第五代超精細小型化探測技術，在保證相同的作用距離基礎上，降低了整機體積與成本，體積與重量減為第四代的1/2。

　　高精度光機設計：獨特的AS光學設計和高精度光機設計，優異的成像質量。

　　高可靠性：整機采用超強鋁合金外殼IP66防護，防淋雨、防灰塵，可適應各種惡劣環境。

　　圖2 前端設備

　　2.傳輸系統

　　本方案遵循統一規劃、合理布局、互聯互通、資源共享的原則，采用先進的視頻監控技術，基于鐵路系統的IP網絡，構建數字化、智能化、分布式的網絡視頻監控系統，實現視頻網絡資源和信息資源共享。整體思路如下：

　　(1)設計思路

　　因地制宜、需求為基、品質優先。 借用鐵路原有傳輸鏈路選用穩定可靠的傳輸設備。

　　(2)確保可靠性

　　由于網絡數據的重要性，任何失誤都可能造成及其重大的后果。所以，準確、安全、不間斷的數據傳輸與存儲都十分重要。

　　(3)確保技術的先進性

　　為了確保技術的先進性，我們將從如下幾個方面入手： 首先，選用廠家新推出來的設備以及那些推出時間較長并且獲得了良好的市場聲譽的有生命力的產品;其次，采用新的技術。

　　(4)確保系統的可擴展性

　　可擴展性也即可伸縮性，即網絡應能自如的適應規模的變化。良好的可擴展性表現之一就是當用戶的規模增大時，無需增加新的設備，只需要增加相應的設備模塊即可，這既能有效的降低 。

　　3.指揮系統

　　目前監控系統聯網架構模式主要有全數字和數模結合模式兩種，前者的典型標志是采用網絡攝像機和數字矩陣，后者的典型標志是采用模擬攝像機加視頻編碼器。通過鐵總建設[2016]18號文，我們認為全數字更符合本次項目，原因如下：

　　(1)全數字網絡視頻監控系統是當前網絡視頻監控最先進的架構，是網絡視頻監控今后的發展方向，其它網絡監控模式會逐步過渡到全數字模式。

　　(2)全數字網絡視頻監控系統是實現高性價比的高清視頻監控的基石。

　　(3)全數字網絡視頻監控系統易于擴容，易于開發應用新功能，是一套符合發展規律的、具有可持續性的、先進的網絡視頻監控系統。

　　(4)全數字網絡視頻監控系統運作于監控專網內，對未來跨公網網絡監控系統改造具有指導意義。

　　故此，本系統架構按全數字模式設計網絡視頻監控系統。

　　本系統功能包括：實時監看、可疑目標鎖定與自動跟蹤、邊界入侵檢測、圖像增強、圖片融合等多種功能可方便優化用戶操作，是系統具有實用性、先進行、可靠性、可擴展性、方便易用性等優勢。