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《铁路综合视频监控系统技术规范》 发展与变化(一)

2018-08-03来源:中国铁路

从《铁路综合视频监控系统技术规范(试行)》(运基通信〔2008〕630号,简称630号文),到《铁路综合视频监控系统技术规范(V1.0)》(铁总运〔2013〕71号,简称71号文),再到Q/CR?575—2017《铁路综合视频监控系统技术规范》(简称575号文)的发布,铁路综合视频监控系统结合多年的运营维护经验,在系统功能、系统及设备性能、系统网管、系统接口、系统间(对内及对外)互联互通等方面不断进行调整及完善 [1-3] 。

1 系统结构

铁路综合视频监控系统(简称视频系统)在系统结构上未发生变化,仍然由视频节点(包括视频核心节点、视频区域节点、Ⅰ类视频接入节点、Ⅱ类视频接入节点)、视频汇集点、视频采集点、承载网络和视频终端(包括视频管理终端、监视终端)组成。系统逻辑结构及接口见图1。

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2 系统功能

2.1 视频实时监视和视频回放功能

视频实时监视和视频回放功能的变化主要体现在以下方面:

(1)增加全屏显示功能。由于模拟视频CIF/4CIF/D1的图像分辨率没必要全屏显示,但未来发展趋势都是高清或超高清格式,因此575号文中增加全屏显示功能。

(2)明确图像抓拍功能。原标准中仅规定截屏并以图片方式保存,对图片格式未做规定,但575号文规定图片要以JPEG或BMP统一格式存储,避免厂家存储格式不同造成不易管理的问题。

(3)增加网页浏览功能。以往,同一终端需安装不同厂家的客户端软件或安装视频区域节点客户端软件,才可调看不同线路的视频。为解决方便浏览的问题,575号文要求在同一视频终端上,可通过在浏览器中输入不同浏览地址实现对管辖范围内多条线路的调看,视频终端不必再单独安装不同厂家的客户端软件。为保证不同版本浏览器能正常调看视频,在575号文中还要求浏览器应支持IE11及以上内核,防止不同厂家不同版本浏览器造成无法调用的情况。

(4)明确单/多画面的切换浏览功能。为解决个别厂家对标准的理解不同,造成在视频回放时不具备视频检索、视频下载和回放、播放控制、视频局部放大、边播放边下载的基本功能,575号文对单/多画面的切换浏览进行明确规定。

2.2 视频存储功能

视频存储的完整性和安全性一直是最受关注的功能,结合未来云技术发展的趋势,因此在575号文编制时增加以下功能:

(1)增加云存储功能。云存储功能是为实现存储的平滑扩容、故障自动迁移存储业务、通过纠删码等技术避免视频丢失的问题,解决目前存储扩容时需进行格式化,既有视频存储会丢失或影响既有业务的问题。如果存储设备故障,目前需人工配置进行业务迁移,系统不能实现自动判断故障并将存储业务自动迁移。

(2)增加实际存储时长查询功能。解决维护人员需人工查询及核对实际存储时长的问题,例如,系统配置单路视频为15?d存储,如果想了解该摄像机是否存储了15?d,需通过人工查询实际存储时间,人工做减法判断存储时长。575号文中新增此功能可方便维护人员对指定摄像机进行实际存储时长的自动查询。

(3)增加存储缺失自动告警功能。解决目前存储如果丢失系统却不能自动告警的问题。存储缺失可通过调整阈值(如1?min、30?s等)进行设置,阈值可根据用户需求自行调整。增加此功能可对摄像机或网络故障导致的实时视频存储受影响进行告警管理,方便维护人员及时排查和解决问题,也是存储智能化的一个体现。

(4)增加实际存储时长不足自动告警功能。解决目前配置存储时长与实际存储时长不相符的问题,例如,系统配置单路视频为15?d存储,但实际却存了13?d,目前如果想了解该摄像机是否存储了15?d,需通过人工查询实际存储时间,人工做减法判断实际存储时长是否为15?d。575号文增加此功能可使视频系统自动诊断摄像机实际存储时长,并根据设定的时长阈值进行判断,不满足时长阈值时会自动告警。此功能也避免了以往IP-SAN由于存储空间不足,导致不能将实时视频流写入存储空间的情况,575号文针对上述情况要求系统可识别并及时告警。

2.3 系统网管

2.3.1 设备故障管理

相比71号文和630号文,575号文在系统网管功能中变化最大的就是增加了系统设备网管及视频图像质量诊断的功能要求。其中,网管设备包括:IP摄像机、编码设备、服务器、交换机、磁盘阵列。

IP摄像机需对系统提供设备基本信息,包括视频编码方式、当前码流类型、主码流码率类型、主码流分辨率、主码流帧率、主码流GOP、子码流分辨率等。

服务器需对系统提供状态信息,包括服务器CPU数量及使用情况、硬盘容量及使用情况、内存容量及使用情况、网卡端口数量及使用情况、IP地址及MAC地址等。

交换机需对系统提供状态信息,包括内存使用情况、CPU使用情况、端口号、端口使用情况、端口连接设备IP等。

磁盘阵列需对系统提供状态信息,包括总体容量、未分配容量、风扇状态、磁盘坏块数量、磁盘阵列工作状态(正常/异常)等。

71号文中要求可查询设备的某些指标,设备离线系统可告警,但并未规定是主动告警还是轮巡告警。575号文中作出明确要求,对网管设备的告警方式提出以下要求:可接收设备上报的告警,也可以轮巡告警。为配合工单管理系统对告警的处理情况,575号文也明确了告警过程(包括告警确认、告警消除、告警归档)和告警状态(待确认、处理中、待归档)。

2.3.2 设备配置管理

在575号文中,丰富并优化了设备配置管理的部分功能:

(1)在用户管理中明确了用户属性(用户名称、优先级、所属单位、所属部门、联系方式等)。

(2)在用户权限中明确了用户权限和用户自定义分组,目的是约定用户权限唯一、用户归属唯一的用户组。

(3)在告警资源管理中增加管理本级告警资源功能,71号文仅涉及告警资源上报,但对告警资源管理未做要求。

(4)增加管理本级与下级上报的告警信息功能要求,71号文仅描述了告警信息的接收、显示、查询、统计,但对告警信息的管理未做要求。

(5)明确了摄像机资源属性,包括资源ID、名称、安装位置、经纬度、IP地址、厂家型号等。

(6)在用户等级中,合并了71号文中的用户视频浏览优先级、云镜控制权限优先级。

(7)在用户有效期中,合并了71号文中的云台锁定和视频资源占用时间。

(8)新增云镜控制无操作释放时间,目的是解决云台被某用户锁定控制权,但未释放导致其他用户无法控制云镜的问题。

(9)对屏蔽计划进行优化。71号文中只规定了用户在规定的计划时间内,无法浏览实时视频及历史视频,575号文中规定了用户在屏蔽计划时间到期后,仍 然无法回放屏蔽计划时间内的视频内容,目的是保证密级高的视频安全。例如,专列于8:00—10:00通过,71号文中的功能可使用户在10:00后回放该时间段内的历史视频,但575号文中要求即使在10:00后,也永远无法回放该段历史视频。

2.3.3 设备性能管理

575号文中新增了获取设备运行状态的2种方式:人工查询和系统主动轮巡。明确了轮巡策略,包括轮巡时间、设备范围、查询参数(如网络拥塞状况)。

2.3.4 视频图像质量诊断

为解决人工查询上千上万路视频图像质量的问题,575号文中增加了自动诊断图像质量,包括黑屏、冻结、偏色、亮度异常、模糊等图像质量事件,支持图像质量事件相关参数和告警阈值设置。但在575号文中并未对图像质量事件提出样本标准要求,还需要其他标准或文件继续完善。其中需要注意的是:黑屏并不是遮挡,如果对摄像机镜头全遮挡会引起白屏而不是黑屏,引起黑屏的原因可能是受到外界环境干扰。

3 系统性能

在575号文中,对视频系统中关键设备(如视频管理服务器、视频分转发服务器、视频存储服务器)的指标都增加了要求或提出更高要求。由于技术的发展,视频信息流量也在不断下降,并提出在H.265编码情况下视频流量要求。

(1)新增视频管理服务器和视频存储服务器性能指标。71号文对视频管理服务器接入路数、视频存储服务器并发存储路数的指标均未做具体要求,575号文新 增了单台视频管理服务器的接入路数不应小于20?000路的性能要求,视频存储服务器也按不同码率提出了性能要求,以便于设计配置及后期验收等工作。

(2)提高视频分转发服务器性能指标。575号文提高了视频分转发服务器的分转发能力,并在2、4、6?Mbit/s不同码率情况下,提出单台视频分转发服务器 同时并发输出路数要求。

(3)提高视频信息平均流量。对H.264或MPEG-4编码、帧率为25?fps情况下的视频流,71号文中要求单路1080P的视频信息平均流量不超过8?Mbit/s,但随着近几年技术的不断进步,575号文要求同等条件下单路1080P视频信息平均流量不应大于6?Mbit/s。

当采用H.265编码时,分辨率1080P同等帧率条件下,视频信息平均流量不大于4?Mbit/s,在图像分辨率为4K时,单路视频信息平均流量不大于16?Mbit/s。

4 系统接口

为满足GB/T?28181—2016《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》,并实现视频系统内部上下级间、视频系统与外部系统通过标准接口互联,系统接口进行了合并及优化,增加了系统设备网管接口。视频系统共包括A、B、C、D、E、F、H、Na接口(见图1),其中A、B、H是视频系统外部接口,C、D、E、F是视频系统内部接口,Na是设备管理接口。

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