鐵路運(yùn)輸管理中無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

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1前言

鐵路運(yùn)輸中心承擔(dān)著產(chǎn)品外運(yùn)、原材料的輸入，以及大量的內(nèi)部倒調(diào)運(yùn)輸工作，而機(jī)車作為完成鐵路運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力保障，擔(dān)當(dāng)鐵路車輛牽引任務(wù)和調(diào)車作業(yè)任務(wù)，為主體生產(chǎn)廠保產(chǎn)運(yùn)輸服務(wù)。因此，在確保機(jī)車安全運(yùn)行的同時(shí)，需要合理安排調(diào)車作業(yè)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)機(jī)車的有效運(yùn)用，保證作業(yè)安全，提高作業(yè)效率。目前，在機(jī)車運(yùn)行管理中，存在少部分機(jī)車司機(jī)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(qiáng)行闖道和穿越鐵路等現(xiàn)象。由于機(jī)車運(yùn)行作業(yè)期間沒有圖像記錄依據(jù)，給運(yùn)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(zé)任，使企業(yè)承擔(dān)過重的責(zé)任，帶來難以估量的經(jīng)濟(jì)損失。機(jī)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(luò)、IP傳輸方式、圖像技術(shù)、智能行為分析等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)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(jī)車運(yùn)行狀況的視頻信息。還可以通過網(wǎng)絡(luò)將功能獨(dú)立的各子系統(tǒng)(如車地聯(lián)控系統(tǒng)、車號(hào)識(shí)別系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等)有機(jī)地集成在一起，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和視頻信息共享，便于統(tǒng)一指揮、調(diào)度，形成一個(gè)綜合高效的智能化管理系統(tǒng)平臺(tái)。

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(yuǎn)的距離大約在4km，中間有高大的建筑物，鐵路道口復(fù)雜、縱橫交錯(cuò)，司機(jī)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(jī)的行駛與違章操作。因廠區(qū)內(nèi)部沒有互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，但每一個(gè)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(shí)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(luò)傳輸層、攝像采集層這3個(gè)層面組成。調(diào)度指揮層主要是指揮、監(jiān)督管理機(jī)車運(yùn)行情況，同時(shí)監(jiān)管司機(jī)的違章操作，通過有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)相連接，安裝監(jiān)管軟件;無線網(wǎng)絡(luò)傳輸層是站場與機(jī)車之間通過信號(hào)來確定連接，信號(hào)越強(qiáng)，視頻、語音、數(shù)據(jù)效果越好;攝像采集層是攝像機(jī)通過機(jī)車的車載主機(jī)采集視頻、音頻、數(shù)據(jù)等信息。該系統(tǒng)硬件包括機(jī)車監(jiān)控主機(jī)、車載攝像機(jī)、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(tái)管理軟件。機(jī)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(jī)端、駕駛室副司機(jī)端等。監(jiān)控畫面能實(shí)時(shí)顯示機(jī)車的運(yùn)行速度、所在位置(GPS定位)、時(shí)間等信息，按照司機(jī)操作機(jī)車手柄位置來實(shí)時(shí)切換對應(yīng)的畫面，如前進(jìn)則顯示機(jī)車正前方的監(jiān)控畫面，機(jī)車速度大于3km/h時(shí)為車前方圖像，小于3km/h時(shí)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(shí)現(xiàn)快放、慢放、按時(shí)間查詢或者按路徑查詢。數(shù)據(jù)信息遠(yuǎn)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(bào)警信號(hào)、車輛行駛信息通過的3G無線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)(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(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)控中心，為監(jiān)控中心在突發(fā)事件時(shí)提供現(xiàn)場視頻的圖像信號(hào)。

3無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)

1)嵌入式專業(yè)車載設(shè)計(jì)，穩(wěn)定性高、不死機(jī)、不丟失數(shù)據(jù)、經(jīng)久耐用維護(hù)方便、抗機(jī)車震動(dòng)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(luò)，可以把機(jī)車視頻圖像通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)借F路調(diào)度指揮綜合信息系統(tǒng)視頻管理服務(wù)器內(nèi)。

3)主機(jī)對外接口均采用機(jī)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換圖像，自動(dòng)換向切換、速度大于3km自動(dòng)切換圖像遠(yuǎn)景、近景。

5)監(jiān)控界面可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)切換圖像，當(dāng)按鍵處于手動(dòng)切換時(shí)，可用遙控器來實(shí)現(xiàn)圖像的變化。

6)項(xiàng)點(diǎn)事件記錄。本裝置記錄的項(xiàng)點(diǎn)包括:開車、停車、人為緊急、側(cè)線運(yùn)行、進(jìn)入調(diào)車、調(diào)車開行、退出調(diào)車、紅黃信號(hào)、開關(guān)視頻、繼乘交接等項(xiàng)點(diǎn)。

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(jī)車運(yùn)行狀態(tài)及司機(jī)作業(yè)狀況;程序升級更新方便。

4應(yīng)用效果

目前該套系統(tǒng)已應(yīng)用于鐵路運(yùn)輸中心的3臺(tái)機(jī)車上，其應(yīng)用效果主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1)能全面、多方位、實(shí)時(shí)監(jiān)控、顯示、記錄機(jī)車區(qū)間運(yùn)行，使機(jī)車司機(jī)更直觀地了解機(jī)車運(yùn)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(shí)，機(jī)車司機(jī)可以提前預(yù)防事件;在突發(fā)事故、事件發(fā)生后，能提供相應(yīng)、全面的視頻圖像信息，真實(shí)再現(xiàn)突發(fā)事件、事故現(xiàn)場實(shí)況信息。

3)中心調(diào)度室也可以遠(yuǎn)程管理道口的機(jī)動(dòng)車、行人通過情況，也保障了道口設(shè)備設(shè)施安全運(yùn)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(jī)車司機(jī)合理安排行車組織計(jì)劃，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了機(jī)車油耗，提高了機(jī)車運(yùn)輸效率，最大限度保證鐵路行車安全。

5應(yīng)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(luò)技術(shù)的完美結(jié)合，前端攝像機(jī)采集的視頻信號(hào)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(luò)上傳輸，接收端利用工控機(jī)、普通電腦或其它可視終端(如3G手機(jī)等)通過監(jiān)控軟件進(jìn)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(diǎn)的圖像信息準(zhǔn)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(shí)時(shí)掌握各個(gè)被監(jiān)控點(diǎn)的情況，并對發(fā)生的情況做出反應(yīng)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(fèi)用、重定位能力強(qiáng)、靈活性高，具體地說有以下優(yōu)點(diǎn):

1)性價(jià)比高?？蔁o線提供穩(wěn)定的實(shí)時(shí)視頻畫面，搭建迅速，可以在最短的時(shí)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(shè)高昂的設(shè)備和工程成本，而且縮短了建設(shè)周期，具有很高的性價(jià)比。

2)靈活性高。系統(tǒng)可解決有線難以鋪設(shè)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(diǎn)和監(jiān)控中心之間相距較遠(yuǎn)，且被監(jiān)控點(diǎn)分布較為分散的時(shí)候，利用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)布線的方式成本就非常高。

3)擴(kuò)充性好。系統(tǒng)易于擴(kuò)容，可靈活地增加或者減少被監(jiān)控點(diǎn)，實(shí)時(shí)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(yīng)用到鐵路運(yùn)輸管理中，它以其獨(dú)特的功能和先進(jìn)的技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于交通、海關(guān)、醫(yī)療、油田、港口、電力、石化、軍事等多種領(lǐng)域，成為未來信息化建設(shè)不可缺少的重要組成部分。

作者：羅濤 單位：鐵路運(yùn)輸中心