新标准下连镇铁路综合视频监控系统设计探讨

◆王愉涵

新标准下连镇铁路综合视频监控系统设计探讨

◆王愉涵

（中铁第五勘察设计院集团有限公司 北京 102600）

随着铁路总公司《关于设计时速200km及以上铁路区间线路视频监控设置有关补充标准的通知》（铁总建设[2016]18号）的发布，本文以连云港至镇江铁路（董淮段）为例，分析采用新标准后高速铁路综合视频监控系统设计方案的变化，主要包括特殊地段视频采集点的设置方案、摄像机的类型选择、视频接入节点的设备设置方案、视频区域节点的设备设置方案、视频承载网络选择、视频系统供电方案等基本原则和解决方案，供铁路设计人员参考借鉴。

高速铁路；综合视频监控；设计

铁路综合视频监控系统具有数字化及智能化的特点，可以有效提高监控的质量和效果，满足铁路部门对监控系统的多功能需求。铁总建设[2016]18号文的发布，提出对时速200km/h及以上的铁路区间线路的监控需求。本文以连云港至镇江铁路（董淮段）综合视频监控系统设计为例，就高速铁路特殊地段视频采集点的设置方案、摄像机的类型选择、视频接入节点的设备设置方案、视频区域节点的设备设置方案、视频承载网络选择、视频系统供电方案等相关技术问题进行分析探讨，供铁路设计人员参考借鉴。

1 特殊地段视频采集点设置

桥梁应急救援疏散通道、长度6公里以上桥梁、区间路基、区间路基和桥梁结合部等区段设置视频采集点。

1.1 桥梁应急救援疏散通道

桥梁应急救援疏散通道设置定焦枪机，安装于救援通道上方，立杆安装，杆高2.3m，定焦枪机安装高度为2m。

1.2 长度6公里以上桥梁、区间路基、区间路基和桥梁结合部等区段

长度6公里以上桥梁区段：两个GSM-R系统基站铁塔相距4.8公里及以上时，除在GSM-R系统基站铁塔上设置750mm/350mm焦距红外激光摄像机外，还需要在两个GSM-R系统基站铁塔之间补设视频铁塔安装750mm/350mm焦距激光摄像机，原则上视频铁塔设置位置尽量靠近GSM-R系统铁塔或区间房屋，减少激光摄像机设置数量及用地面积；两个GSM-R系统基站铁塔相距4.8公里及以内时，可不增加视频铁塔，利用两个GSM-R系统基站铁塔上设置的摄像机覆盖即可。

区间路基、区间路基和桥梁结合部区段：可尽量利用长度6公里以上桥梁区段所设置摄像机进行覆盖，在有遮挡的区段进行补强。

2 摄像机选择

摄像机均采用1080p高清摄像机。

机房内摄像机采用电口摄像机，机房外摄像机采用光口摄像机。

3 视频接入节点设置方案

3.1 视频管理服务器

按照主备方式设置2台。根据近年的服务器能力计算，每台至少可管理2万路视频采集点。

3.2 视频分发转发服务器

摄像机平均码率为2Mbit/s时，单台视频分发及转发服务器支持不小于256路的同时并发输出；摄像机平均码率为4Mbit/s时，单台视频分发及转发服务器应支持不小于128路的同时并发输出。

工程设计时，根据各视频接入节点所接入视频采集点数量及视频采集点的图像分辨率大小，配置视频分发转发服务器，并留有余量。

3.3 视频存储服务器

每路摄像机平均码率2Mbit/s时，单台视频存储服务器支持不小于200路的同时存储，每路摄像机平均码率4Mbit/s时，单台视频存储服务器支持不小于100路的同时存储。

工程设计时，根据各视频接入节点所接入视频采集点的数量及视频采集点的图像分辨率大小，配置视频存储服务器，并留有余量。

3.4 视频图像诊断服务器

工程设计时，一般考虑在视频I类接入节点处设置1台视频图像质量诊断服务器（含软件），在视频三层交换机上部署，解码视频前端设备传回的码流，评估传回图像的质量，并对质量问题进行智能分析、判断并发出报警，同时检查存储时间判断是否符合存储时长的要求。

3.5 安全防护

根据网络边界安全防护的相关要求，工程设计时，考虑在沿线视频I类接入节点布置入侵检测设备及防火墙各1套，在视频II类接入节点布置防火墙1套。其中：

防火墙在视频三层交换机和通信数据网络由器之间部署，实现安全策略部署，网络边界的恶意代码防范及安全威胁告警，并与视频安全防护平台进行互联互通，实现平台统一管控和报表生成，显示告警信息及下发策略等。

入侵检测设备在视频三层交换机上部署，通过交换机端口镜像（镜像的端口为光口）将被监控网段的双向流量镜像至入侵检测设备进行检测，并与铁路局视频安全防护平台进行互联互通，实现平台统一管控和报表生成，当识别到安全风险时，可通过铁路局视频安全防护平台显示告警信息，并下发策略。

3.6 视频存储

视频监控存储容量计算公式为：

T=N×S/8×24×3600×D/1000000（TB）

表中：T为视频采集点总存储容量，N为视频采集点个数，S为视频采集点视频在不同帧率下的流量（Mb/s），D为视频采集点存储时间。此计算式计算结果为视频存储所需净容量，考虑存储效率等因素，存储容量按照存储净容量/0.75考虑。

4 视频区域节点设置方案

工程设计中，综合视频监控系统接入视频区域节点，需对既有视频区域节点的互联互通平台进行扩容，并考虑本线视频前端设备满足国铁集团核心节点通过区域节点调用视频图像的能力。视频区域节点扩容设计主要包括增加接口服务器、分发转发服务器、磁盘阵列及以及必要的软件等。

接口服务器：每条线设置1台。

分发转发服务器：根据区域节点内新增的终端数量根据分发转发服务器能力计算。

磁盘阵列：主要存储告警信息，存储容量计算方法参考第九节视频存储方案。

视频区域节点已布设安全防护系统，主要包括安全防护服务器、终端管控服务器、防病毒服务器、漏洞扫描设备、配置核查设备和日志审计系统等。工程接入时，需对视频区域节点安全防护系统进行扩容，满足线路视频监控系统接入需求，并在全线视频服务器和视频监控终端安装病毒库、漏洞扫描、配置核查软件，并扩容相应扩容软件license。

5 承载网络

目前，随着视频摄像机配置逐步高清化，视频图像实时传输质量要求逐步提高、实时通道带宽质量需求也愈加严格，导致通信接入层传输系统通道资源紧张，不满足视频监控系统通道预留要求，故采用如下三种方案解决：

方案一：沿线路一侧敷设一条32芯/48芯视频贯通光缆，区间视频汇集点视频二层交换机通过视频贯通光缆中的2芯光纤与车站视频接入节点视频三层交换机组建视频网络，站内视频汇集点视频二层交换机通过站场光缆中的2芯光纤与车站视频接入节点视频三层交换机组建视频网络，直接接入数据网，满足沿线视频采集点实时传送要求。区间零散视频节点（桥梁应急救援疏散通道、区间视频铁塔等处）采用视频贯通光缆分歧12芯光缆解决。

方案二：在区间视频汇集点处分别设置1台视频二层交换机，相邻视频二层交换机利用干线光缆中2芯光纤互联，接入车站视频监控系统视频三层交换机，按基站环、电牵环分别组建链型网。

方案三：在区间视频汇集点处分别设置1台视频二层交换机，相邻视频二层交换机利用干线光缆中4芯光纤互联，接入车站视频监控系统视频三层交换机，按基站环、电牵环分别组建链型网。

方案二、方案三均占用干线光缆资源，建议工程中优先采用方案一。

6 系统供电

视频采集点尽量利用就近通信机房的UPS设备进行供电。室内视频采集点采用WDZB-RYY3×1.5电源线通过机房UPS供电；室外视频采集点至供电UPS设备距离在0.5km之内的，采用ZR-VV223×4mm2电力电缆进行供电，室外视频采集点至供电UPS设备距离在0.5km～2.8km之间的，采用ZR-VV223×10mm2电力电缆进行供电，室外视频采集点至供电UPS设备距离在2.8km及2.8km之上的，采用ZR-VV223×16mm2电力电缆进行供电。

7 结束语

高速铁路综合视频监控系统设计时，需考虑GSM-R系统基站铁塔布设间距、沿线路基、桥梁、隧道等分布情况，以及摄像机覆盖距离，合理布设视频采集点；需结合通信系统承载网设置方案以及摄像机带宽需求，合理选择视频监控系统网络承载方案；需结合区间四电房屋设置位置，合理选择视频监控系统视频采集点供电方案。总之，在高速铁路视频监控系统设计时，在满足视频监控系统性能需求的基础上，需合理设置视频采集点，有效降低工程投资及维护工作量。

[1]彭良勇.高速铁路综合视频监控系统设计探讨[J].铁路通信信号，2016，52（11）.

[2]蹇峡.新标准下的高速铁路综合视频监控系统设计研究[J].铁道标准设计，2016，61（9）.