鐵路運輸管理中無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用

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1前言

鐵路運輸中心承擔著產(chǎn)品外運、原材料的輸入，以及大量的內(nèi)部倒調(diào)運輸工作，而機車作為完成鐵路運輸?shù)膭恿ΡＵ?，擔當鐵路車輛牽引任務和調(diào)車作業(yè)任務，為主體生產(chǎn)廠保產(chǎn)運輸服務。因此，在確保機車安全運行的同時，需要合理安排調(diào)車作業(yè)計劃，實現(xiàn)機車的有效運用，保證作業(yè)安全，提高作業(yè)效率。目前，在機車運行管理中，存在少部分機車司機違規(guī)操作、疲勞駕駛等現(xiàn)象;鐵路道口、區(qū)間經(jīng)常有車輛行人不遵守交通規(guī)則，強行闖道和穿越鐵路等現(xiàn)象。由于機車運行作業(yè)期間沒有圖像記錄依據(jù)，給運行過程中發(fā)生的事故分析帶來很大的難度，甚至有些事故后難以分辨事故責任，使企業(yè)承擔過重的責任，帶來難以估量的經(jīng)濟損失。機車電子添乘無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)是集合通信、指揮、控制、信息于一體的綜合系統(tǒng)，它將無線通信網(wǎng)絡、IP傳輸方式、圖像技術(shù)、智能行為分析等先進的科學技術(shù)應用到鐵路調(diào)度指揮綜合信息系統(tǒng)中，提供信息系統(tǒng)所需的在線機車運行狀況的視頻信息。還可以通過網(wǎng)絡將功能獨立的各子系統(tǒng)(如車地聯(lián)控系統(tǒng)、車號識別系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等)有機地集成在一起，實現(xiàn)網(wǎng)絡和視頻信息共享，便于統(tǒng)一指揮、調(diào)度，形成一個綜合高效的智能化管理系統(tǒng)平臺。

2無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成

鄂鋼廠區(qū)內(nèi)鐵路站場最遠的距離大約在4km，中間有高大的建筑物，鐵路道口復雜、縱橫交錯，司機比較難發(fā)現(xiàn)車輛行駛中前方、后方出現(xiàn)的問題，中心調(diào)度室也沒辦法管理司機的行駛與違章操作。因廠區(qū)內(nèi)部沒有互聯(lián)網(wǎng)絡，但每一個站場間都已建有光纖環(huán)網(wǎng)，大大方便了視頻、語音、圖像的接入。為此根據(jù)鄂鋼鐵路實際情況及安防需求特別定制了該系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由調(diào)度指揮中心層、無線網(wǎng)絡傳輸層、攝像采集層這3個層面組成。調(diào)度指揮層主要是指揮、監(jiān)督管理機車運行情況，同時監(jiān)管司機的違章操作，通過有線網(wǎng)絡與無線網(wǎng)絡相連接，安裝監(jiān)管軟件;無線網(wǎng)絡傳輸層是站場與機車之間通過信號來確定連接，信號越強，視頻、語音、數(shù)據(jù)效果越好;攝像采集層是攝像機通過機車的車載主機采集視頻、音頻、數(shù)據(jù)等信息。該系統(tǒng)硬件包括機車監(jiān)控主機、車載攝像機、顯示終端、連接線纜和傳感器。軟件主要包括地面分析軟件和平臺管理軟件。機車監(jiān)控子系統(tǒng)的組成，主要監(jiān)控區(qū)域有車前鉤、車后鉤、車前方、車后方、駕駛室正司機端、駕駛室副司機端等。監(jiān)控畫面能實時顯示機車的運行速度、所在位置(GPS定位)、時間等信息，按照司機操作機車手柄位置來實時切換對應的畫面，如前進則顯示機車正前方的監(jiān)控畫面，機車速度大于3km/h時為車前方圖像，小于3km/h時為車前鉤圖像。圖像信息地面分析子系統(tǒng)包括錄像播放、錄像查詢功能，能實現(xiàn)快放、慢放、按時間查詢或者按路徑查詢。數(shù)據(jù)信息遠程傳輸子系統(tǒng)的組成如圖3所示。該系統(tǒng)將視頻圖像、報警信號、車輛行駛信息通過的3G無線網(wǎng)絡平臺(系統(tǒng)支WCDMA、EVDO、TD－SC-DMA等多種方式)或內(nèi)部無線局域網(wǎng)實時傳輸至監(jiān)控中心，為監(jiān)控中心在突發(fā)事件時提供現(xiàn)場視頻的圖像信號。

3無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)特點

1)嵌入式專業(yè)車載設計，穩(wěn)定性高、不死機、不丟失數(shù)據(jù)、經(jīng)久耐用維護方便、抗機車震動及抗電磁干擾性能優(yōu)越，是工業(yè)級專用產(chǎn)品。

2)無線傳輸數(shù)據(jù)，使用目前覆蓋廣泛，傳輸快速的3G網(wǎng)絡，可以把機車視頻圖像通過無線網(wǎng)絡傳輸?shù)借F路調(diào)度指揮綜合信息系統(tǒng)視頻管理服務器內(nèi)。

3)主機對外接口均采用機車專業(yè)的航空接插件，穩(wěn)定性好，使用方便。

4)監(jiān)控界面可實現(xiàn)自動切換圖像，自動換向切換、速度大于3km自動切換圖像遠景、近景。

5)監(jiān)控界面可實現(xiàn)手動切換圖像，當按鍵處于手動切換時，可用遙控器來實現(xiàn)圖像的變化。

6)項點事件記錄。本裝置記錄的項點包括:開車、停車、人為緊急、側(cè)線運行、進入調(diào)車、調(diào)車開行、退出調(diào)車、紅黃信號、開關視頻、繼乘交接等項點。

7)完善的地面分析界面。完美的圖像、語音、監(jiān)控信息三合一的分析界面，同步、多畫面重現(xiàn)機車運行狀態(tài)及司機作業(yè)狀況;程序升級更新方便。

4應用效果

目前該套系統(tǒng)已應用于鐵路運輸中心的3臺機車上，其應用效果主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

1)能全面、多方位、實時監(jiān)控、顯示、記錄機車區(qū)間運行，使機車司機更直觀地了解機車運行狀況，減少鐵路行車事故的發(fā)生。

2)在突發(fā)事故、事件發(fā)生時，機車司機可以提前預防事件;在突發(fā)事故、事件發(fā)生后，能提供相應、全面的視頻圖像信息，真實再現(xiàn)突發(fā)事件、事故現(xiàn)場實況信息。

3)中心調(diào)度室也可以遠程管理道口的機動車、行人通過情況，也保障了道口設備設施安全運行等問題。

4)中心調(diào)度室通過無線傳輸回來的圖像，可直接督促機車司機合理安排行車組織計劃，降低了勞動強度，節(jié)約了機車油耗，提高了機車運輸效率，最大限度保證鐵路行車安全。

5應用前景

無線視頻監(jiān)控是視頻監(jiān)控技術(shù)與無線網(wǎng)絡技術(shù)的完美結(jié)合，前端攝像機采集的視頻信號通過視頻編碼器將視音頻數(shù)據(jù)壓縮、打包，然后在無線網(wǎng)絡上傳輸，接收端利用工控機、普通電腦或其它可視終端(如3G手機等)通過監(jiān)控軟件進行接收顯示查看，或者通過硬件解碼直接輸出到電視墻。通過無線傳輸方式可以將被監(jiān)控點的圖像信息準確、清晰、快速地傳到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過監(jiān)控軟件，實時掌握各個被監(jiān)控點的情況，并對發(fā)生的情況做出反應和處理。無線監(jiān)控和傳統(tǒng)的有線監(jiān)控方式相比，能夠避免大量的布線工作、節(jié)省施工費用、重定位能力強、靈活性高，具體地說有以下優(yōu)點:

1)性價比高?？蔁o線提供穩(wěn)定的實時視頻畫面，搭建迅速，可以在最短的時間內(nèi)迅速建立起無線監(jiān)控系統(tǒng)。避免了傳統(tǒng)的光纖鋪設高昂的設備和工程成本，而且縮短了建設周期，具有很高的性價比。

2)靈活性高。系統(tǒng)可解決有線難以鋪設的區(qū)域的視頻監(jiān)控問題，可以擺脫河流、山地、開闊地等特殊地理環(huán)境的限制。尤其在被監(jiān)控點和監(jiān)控中心之間相距較遠，且被監(jiān)控點分布較為分散的時候，利用傳統(tǒng)網(wǎng)絡布線的方式成本就非常高。

3)擴充性好。系統(tǒng)易于擴容，可靈活地增加或者減少被監(jiān)控點，實時監(jiān)控視頻的統(tǒng)一調(diào)度和集中控制，易于管理。

6結(jié)語

無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)除了本文講到的已應用到鐵路運輸管理中，它以其獨特的功能和先進的技術(shù)，目前已廣泛應用于交通、海關、醫(yī)療、油田、港口、電力、石化、軍事等多種領域，成為未來信息化建設不可缺少的重要組成部分。

作者：羅濤 單位：鐵路運輸中心