智能网络视频监控系统在高速铁路的应用
2012/6/13 14:14:00 安防知识网 关键字:网络视频监控系统,高速铁路 浏览量:
在架构铁路视频监控系统时,需要根据其线路应用特征和环境的特殊性,要考虑到各种常规监控应用系统以外的特殊因素,例如以下几个方面。
风雨雷电等自然现象
风、雨、雷、电给室外摄像机带来很大的考验,雨雪、高温、低温、雷击、大风等,每个破坏环节都可能造成系统维护成本的剧增,而铁路项目的特点是跨度大,常常是山高路远,有时还要高空作业,并且系统一旦开通运行再申请作业会遇到很多限制,造成成本增加。因此,室外摄像机的选型、安装、接线及摄像机本身的高质量尤其重要。
长距摄像问题
高铁监控,按照点位主要分为室内机房、室内候车厅、售票处及室外广场、站台等,这些位置的摄像机部署没有特别特殊的地方,但是另外一个点位较多的应用就是铁路沿线,绵延的铁路,是长距摄像机的绝对用武之地,长距摄像机可能需要监控几十米、几百米甚至几公里,那么,意味着长距摄像机可能需要有几公里的望效果。望摄像机并非简单的摄像机加长焦距镜头。简单说,当焦距拉到一定长度时,手动键盘的操控很难去定位一个很远处的目标物,也就是说,摄像机的微步控制功能很重要。另外,高空望摄像机,抗抖动、夜视照明问题等都需要重点考虑。
预置位精度
高铁监控中,为了快速定位场景或响应报警,通常客户会设置多个预置位供将来快速调用应用,预置位的数量通常不是问题,目前多数摄像机支持128甚至256个预置位,而实际项目上也不会用到这么多,但是预置位的精度是考察PTZ摄像机的重要指标,例如,当用户设置好一个预置位后,通常日后调用,有的摄像机预置位会出现偏移,这样不得不再次进行手动微调,失去了预置位本身的意义,影响使用。
编码器及DVR的选型
高铁项目中,编码器及DVR通常分散部署在各个站点机房内,因此,编码器及DVR需要具有超稳定的性能(嵌入式编码器和嵌入式DVR是首选),良好的联网能力、远程管理及升级能力。由于网络系统架构复杂、跨度大、路由多,因此需要编码器设备能够具有本地缓存功能,在网络暂时终端情况下不至于丢失视频,一旦网络恢复能够将视频补充给NVR存储。另外,图像清晰度、双码流支持、双向音频支持、报警输入输出数量等都是需要考虑的指标。
编码标准
目前,铁路项目中主要采用的是MPEG-4编码技术及H.264编码技术,将来可能部署AVS编码,采用帧内压缩与帧间压缩相结合的方法去掉视频信息的时间和空间上的冗余信息。编码设备时延应不大于300ms,每一级转发时延应不大于500ms,解码设备时延应不大于300ms,PTZ响应时延应不大于500ms,系统前端采集设备到用户监视终端时延应不大于3s。
视频分析技术在高铁监控的应用
视频分析,即Intelligent Video Surveillance,简称IVS,是近年来新兴的一个技术,其核心思想是利用计算机系统智能识别技术将值班人员从长期的“盯屏幕”监控状态解脱出来,为视频监控系统增加智能识别、预告警及智能检索功能。视频分析技术在在铁路建设上已经有一定的成功实施案例,具体分析模式集中在入侵探测、(滞留)检测和逆行检测及摄像机自身维护(如聚焦模糊、信号丢失、视频遮挡等)。
IVS技术应用难点
高铁的特点是系统跨度大、地理分布广,视频分析的环境复杂,风霜雨雪雾、摄像机抖动、火车灯光、城市灯光、昆虫、云影等现象均是视频分析可能会遇到的问题,良好的IVS系统应该能够很好地平衡漏报与误报之间的问题。不同的具体项目,摄像机的场景FOV(Field Of View)不同,有的线路上当列车经过时,会充斥整个画面,而有的线路上,列车经过,充斥一部分画面而已,因此需要根据不同场景选择策略、调整参数甚至底层算法微调。另外,在长焦距情况下,远端很小的目标应该能够探测到(考察IVS产品最小识别像素);在大风环境下,抖动的摄像机不应该误报(比如抖动范围在10个像素内);多预置位分析功能,如在多个不同预置位下设置分析,然后可以自动调用预置位并快速进入分析模式;应该具有各种自然气候条件下的过滤及补偿程序。
IVS应用的模式
铁路不是实验室,对摄像机的任何角度、焦距等调整均需要一定人力物力,视频分析对场景(FOV)的要求很高,在日后的配置中需要不断调整,因此,不难理解多数视频监控系统的视频分析摄像机采用的也是PTZ摄像机而不是固定摄像机了。分析模式固定后,摄像机FOV调整好,需要进入分析设置,通常,一路摄像机视频只能进行一个模式。在铁路应用中,主要有两种IVS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(高铁沿线多半封闭或栅栏保护等物理方式,但还是可能有入侵物进入);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。目前这两个视频分析应用模式在铁路视频监控中均有一定应用并表现良好。
IVS系统设计
由于IVS是新技术,新产品,因此大多用户对此并不是很了解,IVS厂家需要站在用户角度,帮助用户做好项目前期调研分析,弄清楚客户的需求和期望;同时,IVS厂家有必要让客户清楚IVS是有限的智能而并非万能,IVS到底能做什么,不能做什么等。在系统设计阶段,IVS厂家需要与摄像机安装单位等进行沟通,明确摄像机的设备参数要求、及摄像机安装角度方位问题,以最大限度发挥其功能。