一、概述
鐵路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈,作為國(guó)家重要的基礎(chǔ)設(shè)施、大眾化的交通工具,在現(xiàn)代運(yùn)輸體系中絕對(duì)是運(yùn)輸行業(yè)中的中流砥柱,隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源的緊缺,其發(fā)揮的作用就更為重要。
鐵路的核心作用就是運(yùn)輸,目前中國(guó)大量中長(zhǎng)途旅客運(yùn)輸和長(zhǎng)距離物資運(yùn)輸主要由鐵路承擔(dān),完成貨物周轉(zhuǎn)量約占全社會(huì)貨物周轉(zhuǎn)量的55%,每年完成的旅客周轉(zhuǎn)量約占全社會(huì)旅客周轉(zhuǎn)量的1/3多。因此,鐵路作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈,在社會(huì)主義建設(shè)中發(fā)揮了重大作用。
二、行業(yè)現(xiàn)狀
隨著鐵路行業(yè)的快速發(fā)展,鐵路線的加長(zhǎng),鐵路運(yùn)輸安全不僅影響著企業(yè)本身的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益,也對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)造成重大影響,其日常的穩(wěn)定運(yùn)行決定了國(guó)民生產(chǎn)、生活的正常運(yùn)轉(zhuǎn),因此如何保證鐵路沿線安全運(yùn)行就顯得尤為重要。安全運(yùn)行的關(guān)鍵之一是鐵路檢修工作,鐵路檢修工作在保障鐵路安全運(yùn)輸過(guò)程中作用舉足輕重。
目前鐵路沿線的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)檢修工作圖像都是通過(guò)有線視頻圖傳方式傳入到管理中心,鐵路沿線跨度大、點(diǎn)位多、地點(diǎn)分散、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜,采用傳統(tǒng)的有線視頻監(jiān)控存在相當(dāng)大的因難,也不能適應(yīng)鐵路經(jīng)濟(jì)、安全管理的實(shí)際需要。作為鐵路的管理部門(mén)往往無(wú)法實(shí)時(shí)查看當(dāng)前檢修隊(duì)的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況,隨著4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,新型的無(wú)線視頻監(jiān)控應(yīng)運(yùn)而生,它完全解決了傳統(tǒng)型視頻監(jiān)控的布線因難、工作量大、危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)不能及時(shí)做出響應(yīng)、無(wú)法實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)圖像等問(wèn)題。
因此,在整個(gè)鐵路檢修沿線建立一套技術(shù)先進(jìn)、使用方便、布防嚴(yán)密的無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
三、需求分析
遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)視頻畫(huà)面調(diào)取、查看,及時(shí)纖正不正確的檢修工作。
視頻錄像文件的存儲(chǔ)、及遠(yuǎn)程點(diǎn)播,為事故發(fā)生追究責(zé)任提供有力證據(jù)。
對(duì)鐵路線路鋼軌磨損情況,道岔磨損情況監(jiān)控,防止設(shè)施故障引起的事故發(fā)生。
鐵路沿線電力線路是否有損壞,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)理?yè)Q及維修。
鐵路接觸網(wǎng)導(dǎo)線有無(wú)異常,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)理?yè)Q及維修。
接觸網(wǎng)支柱有無(wú)傾斜,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)理?yè)Q及維修。
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鐵路沿線的隧道、重要橋梁,防止異常行為發(fā)生。
能適應(yīng)雨雪等各種惡劣天氣、支持全天24小時(shí)不間斷工作。
視頻信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),對(duì)視頻丟失、視頻遮擋等情況自動(dòng)報(bào)警。
四、系統(tǒng)組成
本方案系統(tǒng)中,由前端4G無(wú)線智能巡檢手電筒進(jìn)行采集數(shù)據(jù),然后通過(guò)運(yùn)營(yíng)商的3/4G網(wǎng)絡(luò)將視頻數(shù)據(jù)傳送至基站(BTS)接入Interent后傳送至中心管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā),通過(guò)后臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)管理操作。
系統(tǒng)具體分為三大部分:數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)前端無(wú)線視頻服務(wù)器終端、攝像頭等;數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng);基于3G/4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),工作原理是將攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)傳輸至視頻編碼模塊,進(jìn)而將原視頻流實(shí)施壓縮編碼,隨后經(jīng)過(guò)4G無(wú)線傳達(dá)輸模塊接到互聯(lián)網(wǎng),最后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)揭曨l監(jiān)控中心;數(shù)據(jù)接收、處理子系統(tǒng)后端中心平臺(tái)服務(wù)器(可在鐵路每個(gè)工務(wù)段設(shè)置監(jiān)控中心,部署管理服務(wù)器、寬帶網(wǎng)絡(luò)、電視墻以及監(jiān)控軟件等。監(jiān)控中心需要有一個(gè)固定的公網(wǎng)IP。工作人員可通過(guò)監(jiān)控中心的管理服務(wù)器上安裝視頻監(jiān)控軟件,通過(guò)監(jiān)控軟件,觀看現(xiàn)場(chǎng)情況,也可以將遠(yuǎn)程圖像直接解碼上傳電視墻,供多人觀看)
五、功能實(shí)現(xiàn)
采用4G無(wú)線遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)圖像管理系統(tǒng),(系統(tǒng)分為固定點(diǎn)無(wú)線視頻監(jiān)控、4G智能巡檢手電筒)將檢修隊(duì)遠(yuǎn)程作業(yè)的視頻、音頻等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)由檢修他監(jiān)視點(diǎn)前端的設(shè)備采集編碼,并將編碼后的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。監(jiān)控中心接到編碼后的視頻、音頻數(shù)據(jù),并進(jìn)行集中統(tǒng)一的監(jiān)視控制,存儲(chǔ)和管理。
系統(tǒng)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓樸圖如下:
系統(tǒng)方案功能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)如下:
視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控
系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)分布式、大容量的監(jiān)視監(jiān)聽(tīng),可實(shí)現(xiàn)在監(jiān)控中心的監(jiān)視器、監(jiān)控大屏幕或便攜手持終端24小時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)視各監(jiān)控點(diǎn)的所有圖像信息,對(duì)前端監(jiān)控點(diǎn)視頻進(jìn)行7*24小時(shí)實(shí)時(shí)分析。
系統(tǒng)具有在同一客戶終端同時(shí)監(jiān)看四路、八路或十六路等前端圖像信息。利于用戶對(duì)整個(gè)監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比監(jiān)測(cè)和全局掌控。操作者可點(diǎn)擊某一路圖像,可進(jìn)行放大實(shí)時(shí)監(jiān)控,利于用戶細(xì)節(jié)觀察。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備的錄像存儲(chǔ)(包括本地硬盤(pán)存儲(chǔ)、本地PC存儲(chǔ)等),能夠?qū)⒈O(jiān)視點(diǎn)的音視頻畫(huà)面完整保存下來(lái),并可以通過(guò)中心平臺(tái)遠(yuǎn)程調(diào)取錄像視頻。
電子地圖
為使中心平臺(tái)、PC端操作者能直觀、方便的進(jìn)行操作,系統(tǒng)提供了電子地圖功能。在電子地圖上標(biāo)注各網(wǎng)點(diǎn)的監(jiān)視終端機(jī)的所在位置,支持多層級(jí)的電子地圖關(guān)聯(lián)顯示,并可通過(guò)電子地圖反映報(bào)警點(diǎn)的狀況信息,通過(guò)電子地圖可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)調(diào)取現(xiàn)場(chǎng)視頻信息;報(bào)警后自動(dòng)彈出電子地圖。
用戶權(quán)限分級(jí)
系統(tǒng)具有嚴(yán)格的權(quán)限分配管理功能,可以對(duì)系統(tǒng)中所有權(quán)限用戶進(jìn)行統(tǒng)一、規(guī)范、精確的管理和權(quán)限分配,并可以根據(jù)不同的用戶角色分配不同的用戶等級(jí)權(quán)根,做到系統(tǒng)統(tǒng)一管理。
報(bào)警管理
報(bào)警可集中上傳到監(jiān)控中心,根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的聯(lián)動(dòng)動(dòng)作進(jìn)行處理外,還以聲音等方式及時(shí)提醒操作人員注意并及時(shí)處理異常情況。報(bào)警聯(lián)動(dòng)動(dòng)作包括:報(bào)警發(fā)生時(shí),報(bào)警畫(huà)面會(huì)自動(dòng)彈出;報(bào)警發(fā)生時(shí),電子地圖上顯示出報(bào)警發(fā)生地具體位置;所有報(bào)警信息均會(huì)載入日志;報(bào)警發(fā)生時(shí),通過(guò)聲音和畫(huà)面提醒。
六、方案總結(jié)
實(shí)踐證明,4G無(wú)線遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)圖像管理系統(tǒng)是一種實(shí)用性強(qiáng)、性價(jià)比高,適用于鐵路檢修作業(yè)應(yīng)用的一種通信方式。系統(tǒng)結(jié)全當(dāng)前的4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò),以及所提供的數(shù)據(jù)服務(wù),借助智谷聯(lián)ZKC1501智能巡檢手電筒,能夠順利完成鐵路檢修作業(yè)中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)、報(bào)警信息的采集及無(wú)線傳輸,為鐵路檢修作業(yè)的實(shí)時(shí)監(jiān)視、預(yù)警預(yù)報(bào),以及快速?zèng)Q策和現(xiàn)場(chǎng)指揮工作提供了暢通、快速、可靠穩(wěn)定的通信通道。
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