专栏·视频与安全
确保铁路货运安全，提高铁路服务质量，铁路
部门开展了货运安全检测监控与管理系统的建设。原铁道部《关于印发<；货运安全检测监控与管理系统总体技术规范>的通知》（铁运［2013］56号）中对货运安全检测监控与管理系统的架构、各子系统进行了规定，其中附件2“铁路货车装载视频监视系统技术条件”针对铁路货车装载视频监视系统（简称系统）的功能、性能、主要设备技术等多方面提出了要求。
铁路货车装载视频监视系统定义为以货车装载视频设备、车号识别设备等设备为基础，采用先进的计算机网络技术及信息处理与集成技术，实现货物装载状态高清视频、图像信息的自动收集、检测监控和集中管理，为各级货运管理部门和作业部门提供清晰、直观的货车装载信息。1  系统功能
1.1  系统需求
传统货物运输过程中缺乏视频监视手段，站点之间的责任难以划分。货运站、货检站工作人员缺乏远程监
测手段，需要对每一列车进行全面的现场检查，工作难度大。
若采用常规视频监控解决上述需求，存在设备占用存储空间大、传输带宽需求大的问题，且查询时定位具体问题车较为困难。
1.2  系统功能
为了满足上述系统需求，系统功能应包含：
（1）监视货车的两侧和顶部图像及状态。提供车辆整体图像信息来观察货物装载加固状态；提供细部图像信息来观察车辆篷布苫盖状态，施封及门、窗、盖、阀关闭情况。
（2）图像信息匹配功能。过车实时图像可叠加车型、车号、车位信息，整合后进行存储，便于通过车次、车号、车位、时间等信息准确定位、查询过车图像。
（3）其他功能。通过与货检（运）站安全监控与管理系统链接，实现机检信息整合；通过网络实现系统监测信息的共享，问题车辆检测、监控信息上传与下载；对货物装载异常状态自动智能识别。
2  系统构成方案
2.1  系统设置原则
在货运站、货检站出入口的咽喉区，交接作业点等关键卡口处部署铁路货车装载视频监视系统。
铁路货车装载视频监视系统
设计方案
赵耀：铁道第三勘察设计院集团有限公司电化电信处，工程师，天津，300251
摘 要：针对铁路货运对运动列车装载状态的
监视需求及存在的问题，对货车装载视频监视
系统的工程设计方案进行研究。通过分析系统
的功能需求，提出系统构成方案及工程设计中
设备部署方案，并阐述系统需要进一步研究的
问题。
关键词：铁路货运；线阵高清；视频监视；车
号识别
中图分类号：U294；U298    文献标识码：A
文章编号：1001-683X（2016）01-0087-03
为
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CHINA RAILWAY  2016/01
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铁路货车装载视频监视系统设计方案  赵耀
2.2  系统构成方案
系统主要由现场设备、后台设备组成（见图1）。
现场设备主要包含货车装载视频设备、车号识别设备、现场控制器及传感设备、智能照明设备等，实现对过车的视频及车号、车速等相关信息的采集。
后台设备主要由机房内服务器与监控室内监控终端组成，系统接入货检（运）站安全监控与管理系统，实现数据交互。
3  系统设备部署方案
3.1  现场设备
现场设备包含货车装载视频设备、车号识别设备、现场控制器及传感设备、智能照明设备等。系统现场设备部署见图2。
3.1.1  货车装载视频设备
货车装载视频设备为高清摄像机，包括面阵高清摄
像机、线阵高清摄像机两种。高清摄像机采用网络
接口连接至现场控制箱中的网络设备，通过光纤通道将视频或图像数据传至后台服务器。
（1）面阵高清摄像技术。面阵高清摄像技术拍摄动态视频，适用于交接作业点、货场等连续视频记录的场景。面阵高清摄像机多采用IP摄像机，要求分辨率高于1 280×720。
采用面阵高清摄像机，可以选择列车的左侧、右侧及顶部或左侧、右侧、左上侧、右上侧进行拍摄，实现对列车装载状态的全面监视功能。设备门架可以采用门式框架，也可以采用单独立杆的模式。
（2）线阵高清摄像技术。线阵高清摄像技术是一种采用线阵CCD作为感光元件获取大画幅数字图片的高清拍摄技术。由于线阵CCD只能获取很窄的一条图像，为了获取照片，被拍摄对象与线阵摄像机之间必须存在相对运动，也称为扫描成像技术。线
阵高清摄像技术原理见图3。
线阵高清摄像技术适合货检站等场合对运动列车的装载状态进行记录。一般列车图像分辨率宽边大于2 000，长边根据列车长度不同为6 000~8 000。线阵高清摄像机多采用门式框架，每列车需要从左侧、右侧、顶部3个方向进行拍摄，摄像机一般是在设备门架的左
柱、右柱和横梁上共安装3组。
（3）面阵、线阵高清摄像技术结合使用。在一些既要对连续场景进行记录，又需要完整行进列车图像的场合，需要面阵、线阵高清摄像技术结合使用。该情况常采
图1  系统构成
图2  系统现场设备部署
图3  线阵高清摄像技术原理
货车装载视频
设备
高清摄像机
高清摄像机 高清摄像机
网线 网线 网线
光纤通道
机房
网线
网线
网线
网线
服务器
监控终端
接入货检（运）站安全监控与管理系统智能照明设备
控制线控制线控制线
控制线
现场控制器及传感设备
磁钢
信号线
信号线
现场控制器车号识别设备  车号识别天线
车号识别主机  现场控制箱
高清摄像机
设备门架
智能照明
轨道  车号识别天线
传感器
现场控制箱线阵相机
单次拍摄范围  相对速度v  被拍摄对象
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铁路货车装载视频监视系统设计方案  赵耀
用门式框架，在框架上分别安装一套面阵货车装载视频设备和一套线阵货车装载视频设备。
3.1.2  车号识别设备
车号识别系统由车号识别主机和车号识别天线组成，通过天线读取车箱底部的标签，传送至车号主机进行解析，采集过车的车号信息。
车号识别主机安装在现场控制箱内，车号识别天线安装于轨道上，在视频设备门架下方或偏向来车方向的位置，通过电缆与车号识别主机连接。
3.1.3  现场控制器及传感设备
现场控制器及传感设备主要对来车、车速、车厢分割等信息进行判定，并根据来车情况控制现场设备进入工作状态。
现场控制器安装在现场控制箱内。传感器多采用磁钢对列车车轮进行判别，在距离设备门架一定距离处设置一处开机磁钢，实现来车判断；在门架附近设置多组磁钢，实现车速、车厢分割判断。现场传感器通过电缆与控制器连接。另有一些方案采用红外对射、激光等传感器辅助，进行相关列车信息的判断。
3.1.4  智能照明设备
智能照明设备应满足亮度均匀、功耗低的要求，结合摄像机位置安装，受现场控制器控制，实现夜间来车开启、过车关闭。面阵高清技术的照明设备一般采用面阵排列的LED光源；线阵高清技术的照明设备采用线型排列的LED光源。
3.2  机房设备
机房内设备主要由服务器及网络设备组成。系统网络一般与货安系统处于同一个局域网中；系统主机和服务器通过安装货车装载视频监视相关应用软件，实现对列车视频和图像的信息匹配及整合，并将图像和照片分类存储，实现系统图像信息匹配、录像查询、信息整合等功能。
3.3  监控室设备
监控室内设备由监控终端、显示大屏及网络设备组成。监控终端或显示大屏可以对列车图像或图片进行展示或查询回放，供工作人员实时调看视频图像。
3.4  与货检（运）站安全监控与管理系统接口方式
货检（运）站安全监控与管理系统通过文件传输协议（FTP）方式获取铁路货车装载视频监视系统的文件，文件由视频监视系统产生并提供文件下载地址。文件类型主要包含面阵高清视频、线阵高清图片及高清视频与列车匹配信息文件。文件的格式和存储位置需满足接口条件要求。
4  展望
铁路部门相关规范已对铁路货车装载视频监视系统功能、性能、主要设备技术等多方面提出了要求，但为了提高系统建设质量，从系统技术选择、系统设计标准化、系统整合优化等方面还存在需要进一步研究的问题。
货车报价网4.1  系统技术选择
由于线阵、面阵高清设备各有优缺点，可以综合考虑投资、业务需求等多因素，进一步确定线阵、面阵高清设备的选择原则。
4.2  系统的标准化设计
铁路货车装载视频监视系统与多专业有设计接口，例如设备门架的设置与接触网、站场等专业有设计接
口；磁钢、车号识别天线等现场设备的设置与轨道等专业有设计接口等。通过总结标准化设计模板，有助于提高系统设计质量。
4.3  系统整合优化方案
不同的实施方案中，现场控制箱包含多种设备，其中部分功能模块可以整合优化，以提高系统性、集成性，并实现各方案的功能统一。同时，通过进一步研究也可以与相关系统共用车号识别等设备，实现系统整合，减少工程投资。
参考文献
[1] 于冬，顾培亮，陈钟，等．铁路货车装载状态监视
和超限检测系统的研究[J]. 中国铁道科学，2004，25(5)：141-144．
[2] 雷志勇，刘华，姜寿山，等．线阵CCD图像处理算
法研究[J]. 光学技术，2002，28(5)：475-477．[3] 肖道林．襄阳北站货车装载状态视频监控系统应用
探讨[J]．铁道货运，2012(8)：1-4．
责任编辑  卢敏
收稿日期  2015-12-10
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