目前，我國正在掀起大范圍高速鐵路建設熱潮。由于高速鐵路平均時速超過200公里，而且要求平穩(wěn)，在這樣一個快速運行的環(huán)境中，如何才能做好安全防范？高鐵安防的特點是系統(tǒng)跨度大、地理分布廣，視頻分析的環(huán)境復雜，因此對網絡化、數字化、集成化要求很高。高鐵運行的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，由哪些方面構成，能實現(xiàn)什么樣的功效？本文將從應用的角度就以上話題一一探討。
30億高鐵安防建設蛋糕待分享
根據鐵道部最新調整的中長期鐵路網建設規(guī)劃，預計到2020年，中國鐵路營業(yè)里程將達到12萬公里。其中，200公里及以上時速的高速鐵路建設里程超過1.8萬公里，將占世界高速鐵路總里程的一半以上，而近三年我國將迎來高鐵建設高峰期。
蓬勃發(fā)展的高鐵市場勢必對安防行業(yè)產生積極影響。據相關資料顯示，按2012年中國高鐵項目總里程為1.3萬公里計算，近三年高鐵對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的投資就將達26億元。如包括門禁、周界防范等安防子系統(tǒng)投資在內，安防系統(tǒng)的市場規(guī)模將達30億元左右。顯然，在高速鐵路建設的熱潮下，催生了大量監(jiān)控、門禁、報警等產品，以及工程建設、系統(tǒng)集成、管理服務等項目，必將帶來巨大的安防商機，高鐵安防勢必成為安防企業(yè)角逐的新戰(zhàn)場。
高鐵視頻監(jiān)控的概況與要求
隨著中國高鐵事業(yè)的迅速發(fā)展，關注高鐵領域的安防企業(yè)越來越多，競爭也將愈演愈烈。高鐵安防市場監(jiān)控前景固然美好，但也是門檻較高的領域之一。就視頻監(jiān)控來說，要求采用先進的視頻監(jiān)控技術，基于鐵路系統(tǒng)的IP網絡，構建數字化、智能化、分布式的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以滿足公安、安監(jiān)、客運、調度、車務、機務、工務、電務、車輛、供電等業(yè)務部門及防災監(jiān)控、救援搶險和應急管理等多種需求，實現(xiàn)視頻網絡資源和信息資源共享。
高鐵監(jiān)控可以分為四個方面：即綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)、CCTV監(jiān)控系統(tǒng)、機房監(jiān)控系統(tǒng)和防災安全監(jiān)控系統(tǒng)。綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為通信系統(tǒng)內通信業(yè)務網的一個子系統(tǒng)，負責車站重點部位，包括區(qū)間公跨鐵區(qū)段、通信、信號機房、牽引供電、電力供電機房內、外等的監(jiān)控；CCTV監(jiān)控系統(tǒng)作為信息系統(tǒng)內旅客服務系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，實現(xiàn)車站內候車室、站臺、進站大廳、站前廣場、進站咽喉等處圖像監(jiān)視。雖然兩者分開建設，但緊密相關。CCTV監(jiān)控系統(tǒng)僅配置前端設備，后端顯示設備，視頻服務器、視頻存儲設備、視頻管理等設備由綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。機房監(jiān)控主要包括動力環(huán)境監(jiān)控、安全監(jiān)控，會用到感溫、感熱探測器及門禁系統(tǒng)。防災安全監(jiān)控則對危及鐵路運輸安全的自然災害(風、雨、雪等)及異物侵入等突發(fā)危害進行監(jiān)測，為運營調度中心運行計劃調整、下達行車管制、搶險救援、維修提供依據。
據業(yè)內網名為“西剎子”的知名安防監(jiān)控工程師介紹，高鐵視頻監(jiān)控需求主要包括以下幾個方面：
- 路基、路口、橋梁、隧道、公跨鐵、咽喉區(qū)的視頻監(jiān)視，保證車輛安全運行；
- 車站廣場、站臺、候車大廳、旅客通道等人流密集區(qū)域視頻監(jiān)視，了解旅客情況；
- 無人值守變電站和照明等重要配電設備集中監(jiān)控，及時了解設備運行情況；
- 對出現(xiàn)的緊急狀況如暴風雪、泥石流、洪水、交通意外等可遠程了解并及時做出反應；
- 對突發(fā)緊急事件進行無線視頻傳輸到控制中心，以便應急指揮調度。
要滿足高鐵領域各部門視頻監(jiān)控及調度、應急管理、救援搶險等需求，就必須實現(xiàn)視頻網絡資源和信息資源的共享，因此網絡化、數字化系統(tǒng)成為高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設首選和基本要求。
高鐵視頻監(jiān)控應用的具體設備包括攝像機(多數是室外PTZ云臺攝像機及室內快球一體攝像機)、編碼器、硬盤錄像機(DVR)、網絡錄像機(NVR)、中央管理平臺(CMS)、視頻分析設備(IVS)及存儲設備。對高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體要求是：安全、可靠、開放、可擴充，做到技術先進、經濟合理、實用可靠。
高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設難點
記者通過采訪了解得知，目前高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設難點可以歸納為以下幾點：
- 視頻監(jiān)控點位通常比較分散、跨度比較大，通常是幾百公里甚至上千公里；
- 視頻監(jiān)控攝像機戶外工作，環(huán)境通常比較惡劣；
- 監(jiān)控點多為室外高桿或鋼架上安裝，施工難度比較大；
- 視頻采集設備、編解碼及部分存儲設備分散地分布在無人職守機房，安裝調試成本高；
- 系統(tǒng)中用戶數量眾多，系統(tǒng)需要有良好權限管理、視頻流并發(fā)訪問及轉發(fā)能力支持；
- 視頻分析環(huán)境復雜，風霜雨雪霧、攝像機抖動、燈光等眾多干擾因素可能導致誤報警。
因此，在架構鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)時，需要根據其線路應用特征和環(huán)境的特殊性，結合各種常規(guī)監(jiān)控應用系統(tǒng)以外的特殊因素進行分析，例如以下幾個方面：
風雨雷電等自然現(xiàn)象
風、雨、雷、電給室外攝像機帶來很大的考驗，雨雪、高溫、低溫、雷擊、大風等，每個破壞環(huán)節(jié)都可能造成系統(tǒng)維護成本的劇增，而鐵路項目的特點是跨度大，常常是山高路遠，有時還要高空作業(yè)，并且系統(tǒng)一旦開通運行再申請作業(yè)會遇到很多限制，造成成本增加。因此，室外攝像機的選型、安裝、接線及攝像機本身的高質量尤其重要。
長距離攝像問題
高鐵監(jiān)控，按照點位主要分為室內機房、室內候車廳、售票處及室外廣場、站臺等，這些位置的攝像機部署沒有特別特殊的地方，但是另外一個點位較多的應用就是鐵路沿線。綿延的鐵路，是長距攝像機的絕對用武之地，長距攝像機可能需要監(jiān)控幾十米、幾百米甚至幾公里，那么，意味著長距攝像機可能需要有幾公里的遠望效果。遠望攝像機并非簡單的攝像機加長焦距鏡頭。通常，當焦距拉到一定長度時，手動鍵盤的操控很難去定位一個很遠處的目標物，也就是說，攝像機的微步控制功能很重要。另外，高空遠望攝像機，抗抖動、夜視照明問題等都需要重點考慮。
無人值守場站居多
為了減少小站的設置，高鐵領域很多場站都實行無人值守。另外，鐵路每隔數百米會有電力機房和通信機房，這些機房基本上都需要無人職守，并用到視頻監(jiān)控和報警系統(tǒng)，以檢測是否有人入侵、現(xiàn)場的情況有無變化等。因此，高鐵無人值守機房對視頻監(jiān)控的需求量非常大。
智能視頻分析需求激增
IVS智能視頻分析技術的功能及應用要求被明確寫進了《鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范》。正是因為有了明文規(guī)定，幾乎所有中國的高速鐵路都會用到視頻分析技術。隨著智能視頻分析技術被寫進標準，未來IVS在鐵路領域的應用將越來越多。目前開通的多條高鐵線路中，都部署了上百路的視頻分析通道，主要做入侵探測分析模式，并且實現(xiàn)效果良好，但由于鐵路系統(tǒng)的特點，如地形、天氣條件復雜、干擾源多，因此IVS技術還需要較大提升。
高鐵視頻監(jiān)控產品的選擇
目前，高速鐵路全線都有設置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，設置點位比較多的是區(qū)間和站點、特大橋、隧道、公跨鐵、區(qū)間基站、變電所等。
就高鐵對安防品牌的選擇來說，無論是前端監(jiān)控攝像機還是后端編碼器、存儲設備，大多數還都以高端品牌為主，但隨著近年來國內品牌的崛起及市場推廣力度的加大，一些一線國產品牌也開始受到高鐵領域的關注。對于安防企業(yè)來說，最重要的是在關注高鐵市場的同時，應結合高鐵安防市場的需求特征，掌握先進的技術，提供最適合、最完整的解決方案，持續(xù)創(chuàng)新，不斷進步，這樣才能在高鐵安防市場占有一席之地。
據了解，在設備的選擇上，《鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范》對前端攝像機、云臺、視頻編碼解設備、存儲設備等都有明確的技術規(guī)范。如，室外攝像機應具有強光抑制功能以及逆光補償功能；彩色槍型攝像機分辨率室內不小于480TVL，室外不小于540TVL；晝/夜轉換型攝像機的分辨率：黑白不小于530TVL，彩色不小于480TVL。而編解碼設備，要求音視頻編碼器應支持MPEG-4、H.264視頻編解碼標準，在技術成熟后逐步引入AVS視頻編解碼標準。在進行項目招標時，只有符合技術規(guī)范的品牌才有資格入圍。
結合當前高鐵視頻監(jiān)控應用現(xiàn)狀，有集成商指出，總體來看安防監(jiān)控產品基本上能滿足鐵路行業(yè)的需求，但方案還是不太理想。比如，鐵路監(jiān)控要求前端攝像機能全天候監(jiān)控(24小時連續(xù)監(jiān)控及空間的全覆蓋)，但目前很多產品都是市面上普通的產品。“我們傾向于選擇比較高端的設備。否則如果一旦設備出現(xiàn)問題，鐵路領域的設備維護成本太高，所以我們不會考慮低端產品，而是選擇行業(yè)里最高端的品牌。”
高鐵監(jiān)控對集成商的資質要求
由于我國的高鐵項目由鐵道部統(tǒng)一規(guī)劃及建設，相對來說，對參與項目的企業(yè)要求非常高。通過鐵道部“四電”（通信、信號、電力、電氣化）認證是系統(tǒng)集成商參與高鐵集成系統(tǒng)及信息系統(tǒng)承建工作的基本要求，而目前真正擁有 “四電”集成資質的企業(yè)非常少。
據業(yè)內人士介紹，實際上，高鐵領域并沒有“安防系統(tǒng)”這一概念，視頻監(jiān)控和其它安防相關子系統(tǒng)都被納入高鐵“四電”系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)。鐵路安防系統(tǒng)與其他領域安防系統(tǒng)最大的區(qū)別體現(xiàn)在多專業(yè)的關聯(lián)應用上。鐵路行業(yè)與安全管理運營相關的系統(tǒng)很多，總共不下10個，如通信、信號、電力、電牽等等。正因為鐵路行業(yè)的專業(yè)性較強，因此，對集成商的技術實力、資質、經驗都是很強的考驗。參與高鐵項目的集成商除了需要有系統(tǒng)集成資質、智能建筑設計資質、建筑智能化工程專業(yè)承包資質、安防設計施工資質外，最重要的是要有鐵路電務及電氣施工資質。
結束語
隨著中國高鐵事業(yè)的迅速發(fā)展，關注該領域的安防企業(yè)也越來越多，競爭越來越愈演愈烈。越來越多的國內知名設備品牌商入圍高鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)項目，成功登陸世界最先進的鐵路控制系統(tǒng)。相信隨著中國高鐵事業(yè)的發(fā)展，安防企業(yè)對高鐵的關注提升，將會有更多的參與者為象征著“中國速度”的高鐵保駕護航。
