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高铁视频监控系统解决方案

发布日期:2020-04-19 19:31
信息摘要:
一、背景介绍 不同于一般的铁路系统武广高铁本身即是一个系统化集成化的大型工程仅仅通信部门就涉及到个子系统包括通信线路、数据网、传输、专用移动通信、视频监控等等。 高...
一、背景介绍
 
不同于一般的铁路系统武广高铁本身即是一个系统化集成化的大型工程仅仅通信部门就涉及到个子系统包括通信线路、数据网、传输、专用移动通信、视频监控等等。
高铁与普通铁路或地铁区别很大,例如地铁通常时速在公里左右,列车间隔约在分钟,而高铁时速可能达到公里,但时间间隔可能与地铁差不多,这就对高铁的通信指挥系统提出了很高的要求。同时,作为一个重要的辅助设施,视频监控系统的要求也相应的非常高。
 
二、需求分析
 
(一)高速铁路视频监控系统的特点
高铁的视频监控系统,要求采用先进的视频监控技术,基于铁路系统的IP网络,构建数字化、智能化、分布式的网络视频监控系统,满足公安、安监、客运、调度、车务、机务、工务、电务、车辆、供电等业务部门及防灾监控、救援抢险和应急管理等多种需求,实现视频网络资源和信息资源共享。  高铁视频监控系统拓扑结构如图2所示,整个系统基于网络架构,实现视频的采集、编码压缩存储、转发及虚拟矩阵的功能。
摄像机采集到视频信号通过同轴电缆连接到dvr或编码器实现视频的采集、编码压缩和传输ptz摄像机的控制信号通过rs进行传输编码器将视频流通过网络发送到nvr进行集中存储备份存储服务器可以将dvr或nvr的视频资料进行重点备份流媒体服务器可以在多个用户访问时进行集中视频转发而减少网络及前端设备的压力解码器与电视墙连接实现视频的集中大屏幕显示还原。
 
(二)视频分析技术
高速铁路的特点是系统跨度大、地理分布广、视频分析环境复杂、风雪雾、相机抖动、列车灯光、城市灯光、昆虫、云等都是视频分析可能遇到的问题,一个好的VCA系统应该能够很好地平衡误报和误报的问题。
铁路与实验室不同。任何角度和焦距的调整都需要一定的人力和物力。视频分析对场景(FOV)的要求很高,在未来的配置中需要不断调整。因此,不难理解的是,大多数视频监控系统使用ptz摄像机而不是固定的摄像机进行视频分析。分析模式固定后,相机视场调整良好,需要输入分析设置。一般情况下,一个摄像机只能用于一种模式。
在铁路应用中,主要有两种VCA模式,一种是在重要区段及咽喉区设置入侵探测,用来识别人或动物入侵到高铁路轨;公跨铁区域设置高空落物分析,防止高空落物对列车运行产生影响。目前,这两种视频分析应用的应用模式在铁路视频监控中都有一定的应用和良好的性能。
目前,视频分析技术主要有两种体系结构方法,一种是基于后端服务器方法,另一种是前端dsp方法(dvs或ipc)。  DSP方式可以使得视频分析技术采用分布式的架构方式,在此架构下,视频分析单元一般位于视频采集设备附近,这样,你可以有选择地设置系统,让系统只有当报警发生的时候才传输视频到控制中心或存储中心,相对于服务器方式,大大节省的网络负担及存储空间。视频分析是一个复杂的过程,需要大量的系统计算资源,因此服务器方法可以同时进行视频分析的方式非常有限。
基于以上原因,目前市场上主流网络视频服务器分析技术多采用DSP方式,基于摄像机或编码器。需要注意的是,基于前端DSP方式的视频分析设备,一旦需要调整视频分析点位,如增加或取消视频分析功能,则通常需要更换DVS或IPC,而基于后端分析的模式则客运直接在机房或控制中心调整完成,无需更换前端硬件。通常更换DVS或IPC方式,在铁路项目中的成本非常高。
 
(三)冗余技术(可靠性)
高速铁路视频监控系统需要高度可靠,以支持不同部门的运营,安全和维护。对于网络视频监控系统,可以采用不同的冗余方法来提高系统的稳定性。从前端编码器、传输网络到转发服务器、管理服务器和存储系统,实现了冗余技术。
    编码器:编码器采用双电源、双网卡方式提高稳定性,或采用“N1”冗余提高可靠性,以保证系统在更换单机故障或更换设备时能连续运行。
    NVR:NVR可采用“N+1”冗余增强可靠性,以保证单机故障或更换设备时系统连续运行。
    CMS:CMS可以使用“双机冗余热备用”来增强稳定性,以确保系统在没有停机的情况下运行。
    存储:该存储系统可以利用磁盘阵列的突袭技术实现高可靠性的数据存储。
 
完全冗余的网络视频监控系统架构所示,从前端设备IPC、DVS、传输网络、NVR、存储设备NVR、核心管理平台CMS都实现了冗余功能,保证了系统24小时高可靠运行,减少了因为网络、电源、硬件、存储、软件等故障而导致的系统停机或数据丢失。
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