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国铁路总公司和铁路公安局近几年相继发布了《关于开展视频监控系统专项检查和加强维护管 理工作的通知》《关于加快铁路客站及重点线路重点地段视频监控系统建设的通知》《设计时速200 km及以上铁路区间线路视频监控设置有关补充标准的通知》《高速铁路反恐怖和治安防范标准（试行）》等通知和规范[1]。由此可见，铁路综合视频监控系统不仅能满足铁路客运、货运、车务、机务、供电、工务、电务等部门运输生产管理需要，同时也是国家、社会反恐处突，保证人民生命和财产安全的重要 技术手段。
1 广深铁路及其既有综合视频监控系统
广深铁路连接广州和深圳，全长147.261 km，为Ⅰ级干线铁路，是我国铁路最早达到设计速度200 km/h 的线路，也是我国第一条四线铁路。该线路广州—广州东段为双线铁路（Ⅰ、Ⅱ线）；广州东—深圳段为
四线铁路。其中Ⅰ、Ⅱ线为上行和下行最高运行速度为180 km/h级别的高速线路，目前仅供广深铁路高速动车组列车行走；Ⅲ、Ⅳ线为上行和下行最高运行速度为140 km/h级别的普速线路，供普通客运和货运列车行走。广深铁路地处泛珠三角经济圈，人口稠密，经济发达，多年来经济保持良性增长态势，在我国经济建设中具有举足轻重的作用。
广深铁路既有综合视频监控系统于2009年投产，系统区间前端采集点基本沿广深铁路Ⅰ、Ⅱ线平行设置，监控Ⅰ、Ⅱ线区间重点地段，前端设置的摄像机为模拟标清摄像机，目前仍存在较多监控盲区，无法实现全线四线铁路重点地段视频监控全覆盖。既有视频监控系统已超期服役，前端摄像机为模拟标清摄像机，布点已不能满足当前铁路运输生产需求及反恐形势需要，为了切实维护良好的铁路运营秩序，杜绝危及铁路运输安全治安事件，满足反恐处突需求，保证铁路公共安全和旅客众生命财产安全，有必要在本线进行线路重点地段视频监控系统及配套工程建设。 广深铁路四线区间摄像机布点方案探讨
王昱琦
（中铁通信信号勘测设计院有限公司，北京 100036）
作者简介：王昱琦（1977—），男，高级工程师。 E-mail：136****************
摘 要：介绍广深铁路及其既有综合视频监控系统现状，对本线区间重点地段视频监控需求进行分析，通过多方案比选和仿真计算，论述适用于四线铁路并线区段及分离区段各场景下区间摄像机的布点方案，为综合视频监控系统在铁路区间重点地段的建设提供借鉴。关键词：铁路视频监控；四线铁路；重点地段；摄像机；视场；采集点
中图分类号：U298 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2018）06-0071-05DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2018.06.071
中
广深铁路四线区间摄像机布点方案探讨 王昱琦
2 区间摄像机布点方案研究
铁路综合视频监控系统由视频节点、视频汇集点、视频采集点、承载网络和终端设备组成。视频采集点设备、视频采集点承载网设备、配套视频信息传输的光缆线路、视频采集点供电电缆线路投资通常占整个综合视频监控系统投资的60%～70%，由此可见，视频采集点的合理布设不仅关系到视频监控系统监控视场覆盖的有效性及完整性，更是合理控制工程造价的关键。
广深铁路为四线铁路，四线区段又分为完全并行区段、小范围分离区段、交越区段及完全分离区段，线路情况极为复杂，因此本线区间视频采集点的布点方案较普通双线铁路更为复杂。
2.1 视频监控需求分析
从本线线路视频监控需求分析，线路区间重点地段主要包括：位于线路区间的及直放站等生产房屋、车站咽喉区、线路周边治安复杂区段、低路基地段、铁路桥梁两端、特大桥维修口、隧道口、公跨铁、铁垮公、跨线天桥等[2]。建成后的视频监控系统应实现对上述地段全天候监控，包括在夜间及刮风、下雨等恶劣条件下均可提供清晰的监控图像，满足相关部门对本线治安防范、运输指挥、行车安全监控的视频监控需求。2.2 视频采集点设备安装方式
本线区间视频采集点可采用新立视频设备杆塔和利用既有接触网支柱2种安装方式。
（1）新立视频设备杆塔。采用新立杆的方式安装视频采集点设备，每处视频采集点架设6.5 m热镀锌
杠杆。该方案优点为：便于设备安装与后期维护。缺点为：既有线部分线路区段不具备新立杆条件，容易侵限，桥梁等地段无法立杆，工期较难控制，受既有线行车干扰影响大，且既有接触网杆易对监控区域造成遮挡，影响监控效果，增加新立杆的建设成本。
（2）利用既有接触网支柱。为了保证广深铁路重点地段有效视频监控，避免视场被沿线接触网支柱遮挡，解决桥梁地段无法立杆等问题，借鉴京津城际、京沪高铁及既有广深线、海南东环等线路区间视频监控经验，利用沿线既有接触网支柱进行视频采集点设备的安装。该方案优点为：视频采集点监控被遮挡影响较小，监控效果好，可减少新立杆的建设投资，有效控制工期，降低工程建设对行车干扰影响等；缺点为：接触网支柱隶属供电部门维护，视频设备归属电务部门维护，设备的安装与维护需要多个部门沟通协调。
以上2种视频采集点安装方式各有利弊，在实际工程建设时，需结合线路环境和监控场景统筹考虑。综合考虑视频图像监控效果、建设投资、工期控制、行车干扰影响等方面，建议本工程优先考虑在接触网支柱安装视频采集点设备，但需要注意如下问题：（1）中国铁路总公司TG/01—2014《铁路技术管理规程（普速铁路部分）》第204条规定：“接触网支柱不应附挂通信、有线电视等非供电线路设施，特殊情况需附挂时，应经铁路局批准。”建议采用该方案时需召集有关部门研讨，并报相关铁路局集团有限公司批准。
（2）中国铁路总公司TG/01—2014《铁路技术管理规程（普速铁路部分）》第205条规定：“为保证人身安全，除作业人员执行有关规定外，其他人员（包括所携带的有关物件）与牵引供电设备带电部分的距离，不得小于2 000 mm。”因此，为确保安全运营及维护人员人身安全，视频采集点设备安装高度与接触网带电部分间距必须满足不小于2 000 mm的安全距离要求。
2.3 视频采集点覆盖方式
《铁路技术管理规程》规定：区间双线速度为120～160 km/h时，线间距最小为4.2 m；区间双线速度为160～200 km/h时，线间距最小为4.4 m；四线区间的第二线与第三线线间距最小为5.3 m；标准轨距铁路接触网外缘与铁路中心线间距，在区间直线区段最小间距为3 m。广深铁路旅客列车最高行车速度为：Ⅰ、Ⅱ线为180 km/h，Ⅲ、Ⅳ线为140 km/h。
根据以上数据测算广深铁路四线区间直线并线区段铁路两侧接触网杆外缘间距最小约为19.9 m。经现场实际调研，四线完全并线区段Ⅰ、Ⅱ线与Ⅲ、Ⅳ线两侧接触网杆边缘垂直间距大部分区段为20～30 m。
根据公安等相关部门需求，结合现场调研及相关工程设计经验，广深铁路四线并线区段视频采集点覆盖方式可分为双侧交织重叠覆盖、单侧单向覆盖、单侧背靠背3种方式。
2.3.1 双侧交织重叠覆盖
本方案分别在Ⅰ、Ⅱ线与Ⅲ、Ⅳ线线路外侧分别
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以2N 间距交错设置摄像机设备，分别覆盖上下行监控区域，与对侧相邻的摄像机一同实现线路监控区域的无缝覆盖。双侧交织覆盖方式视场覆盖示意见图1。
双侧交织覆盖方式优点在于对线路监控覆盖效果较好，通过线路两侧交织设置摄像机，尽可能减少列车运行通过时的盲区。缺点在于前端采集点线缆需要频繁过轨或在线路两侧分别敷设，工程投资较大。
双侧交织重叠覆盖方式中，间距N 的选定需要结合线路情况、采集点视频摄像机性能及工程建设成本统筹考虑。通常而言，相邻摄像机较小的间距不易受到区间线路变化影响，摄像机视场覆盖效果更佳，采用的设备选型较为宽泛、设备价格较为经济。但过密的间距又带来工程实施复杂，配套供电电缆、信息传输光缆费用增加，后期增加维护管理单位工作量等问题；间距较大时，虽然工程建设简单，配套供电电缆、传输光缆费用降低，但易受线路地形影响，视场覆盖效果不佳，视频设备选型更
为苛刻，导致视频设备价格相对较高等问题。
结合相关工程建设经验，在满足昼夜监控条件下，线路平直区段对侧相邻摄像机对线路监控的视场范围为200～300 m，同侧相邻摄像机间距为400～500 m时，视场覆盖效果、工程配套及设备单价能够达到相对平衡，具有较好的工程建设性价比。
2.3.2 单侧单向覆盖
单侧单向覆盖方式仅在线路一侧，以间隔M 的间距，朝向上行或下行方向同向设置摄像机设备，每个采集点设置1套摄像机，与相邻摄像机一起实现线路监控区域的视场覆盖。与双侧交织覆盖方式类似，前端采集点视频摄像机间距M 的选定需统筹考虑线路情况及采集点设备性能，通常相关工程M 取值为200 m左右。单侧单向覆盖方式视场覆盖示意见图2。
由图2可见，在四线完全并行区段视频采集点间距200 m情况下，当Ⅰ、Ⅱ线与Ⅲ、Ⅳ线两侧接触网杆边缘垂直间距20 m时，前端采集点对侧线路有大约91 m视场覆盖盲区；当Ⅰ、Ⅱ线与Ⅲ、Ⅳ线两侧接触网杆边缘垂直间距25 m时，前端采集点对侧线路有大约114 m 视场覆盖盲区。通过仿真计算，采用单侧单向覆盖方式，若满足四线区间视场无盲区监控需求，视频采集点间距宜在100 m左右监控覆盖效果较好。
2.3.3 单侧背靠背覆盖
单侧背靠背覆盖方式仅在线路一侧以间隔M 的间距背靠背设置摄像机，每个采集点设置2套摄像机（背靠背安装），视场分别覆盖上下行监控区域，与同侧相邻采集点对向摄像机一同实现线路监控区域的无缝覆盖。与双侧交织覆盖方式类似，前端采集点视频摄像机间距M 的选定需统筹考虑线路情况及采集点设备性能，通常相关工程M 取值为200 m左右。单侧背靠背覆盖方式视场覆盖示意见图3。
由图3可知，在广深铁路四线绝大部分并线区段，采用采集点间隔200 m左右单侧背靠背覆盖方式可满足四线区间视场无盲区监控需求，监控效果较好，具有较好的工程建设性价比。
2.3.4 覆盖方式比选
对四线并线区段3种视频采集点覆盖方案的对比分
图1 双侧交织覆盖方式视场覆盖示意图
图2 单侧单向覆盖方式视场覆盖示意图
图3 单侧背靠背覆盖方式视场覆盖示意图
N
2N
200 m 200 m 200 m 20 m
盲区
12.4°
盲区
12.4°
盲区
12.4°
91 m
91 m
91 m
200 m
200 m
200 m
25 m
盲区
12.4°盲区
12.4°盲区
12.4°
114 m 114 m 114 m
200 m
200 m 200 m 20～30 m
12.4°
12.4°
12.4°
12.4°
12.4°
12.4°
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析见表1。通过表1可知，3种前端采集点设置方案均可满足本工程四线区间连续视频监控的需求，方案三单侧背靠背覆盖方案从工程建设难易度、对既有线行车干扰程度、工程建设投资、管理维护难易度等方面最优，因此推荐需要进行连续监控的线路重点地段采用单侧背靠背覆盖方式。
另外，考虑到广深铁路Ⅰ、Ⅱ线走行动车组，通过列车速度快、编组短，推荐视频采集点单侧设置时宜优先考虑沿广深铁路Ⅰ、Ⅱ线侧设置，尽可能减少通过列车对视频采集点异侧盲区产生影响的时间。
2.3.5 四线分离区段覆盖方式的进一步研究
广深铁路四线区间存在部分区段小幅分离、完全分离等情况，部分小幅分离区段还存在线间绿化带阻挡等问题。
通过单侧背靠背覆盖方式水平视角仿真计算得出当四线并线区段的两侧接触网外缘垂直间距不大于30 m时，视频采集点单侧间距200 m满足工程建设需求。随着四线线路小幅分离，两侧接触网外缘距离超过30 m时，将在视频采集点对侧逐步产生盲区。经过
模拟仿真计算，两侧接触网外缘增加至30~50 m区域将在视频采集点对侧产生15～101 m盲区（见图4）。
为消除四线小幅分离（30～50 m）场景下视场盲区，可以采用2种覆盖方案：双侧交织覆盖和单侧背靠背补强全景摄像机覆盖。
（1）方案一：双侧交织覆盖。即在线路分离区段，沿分离线路两侧分别设置视频采集点，实现对各自线路区间连续覆盖。
（2）方案二：单侧背靠背补强全景摄像机。即在线路小幅分离区段，通过在视频采集点增加1台全景摄像机，实现对临近视频采集点对侧30～50 m盲区的视场监视[3]
。本方案经过仿真计算，在线路小幅分离区
表1 视频采集点覆盖方案对比分析
图4 四线小幅分离区段视场覆盖示意图
200 m 200 m 200 m 12.4° 12.4° 12.4° 12.4°
12.4°
12.4°
盲区 盲区
盲区
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段线路两侧接触网杆外缘间距不大于50 m时基本能实现较好的视场覆盖效果，该场景视场覆盖示意见图5。
在线路小幅分离区段，采用单侧背靠背补强全景摄像方案（方案二）与沿线路两侧交织重叠覆盖（方案一），均可满足该场景下区间连续视频监控的需求，但从建设难易度、对既有线行车干扰程度、工程建设投资、管理维护难易度等方面统筹考虑，方案二优于方案一，因此推荐四线小幅分离（30～50 m）场景下采用方案二建设。
当线路分离程度较大（即两侧接触网杆外缘间距超过50 m）或线路完全分离区段或线路分离区段中间有绿化带等阻碍摄像机视场时，则推荐采用沿线路两侧双侧交织覆盖方案。
图5 单侧背靠背补强全景摄像机视场覆盖示意图
3 结束语
为适应铁路安全运输生产需求及反恐防暴形势，铁路综合视频监控系统为铁路保安全、增效率起到日益重要的作用，已成为铁路运输安全保障的一种重要技术
手段。通过对广深铁路重点地段区间摄像机布点方案进行探讨，提出适用于四线铁路区间视频采集点合理设置方案，为相关视频监控系统工程建设提供借鉴。
参考文献
[1] 赵庆伟. 铁路高清视频传输解决方案[J]. 中国铁路， 2016(9)：64-66.
[2] 纪伟. 高速铁路综合视频监控系统执行“铁总建
设〔2016〕18号文”设计及实施方案[J]. 中国铁 路，2017(8)：78-83.[3] 孔令鑫. 铁路客运站视频监控高清化前端改造方案[J].
防暴摄像机中国铁路，2017(7)：97-101.
责任编辑 卢敏
收稿日期 2018-05-01
Abstract ：This paper gave an introduction to Guangzhou-Shenzhen Railway and the existing comprehensive video surveillance system for the railway. It analyzed the requirements for video surv
eillance in key regions of this line section. Through scheme comparison and simulation, the paper proposed the plan for camera node distribution in various scenes including converging sections and diverging sections of four-track railway, providing reference for the construction of comprehensive video surveillance system in key regions of railway sections.
Keywords ：railway video surveillance ；four-track railway ；key region ；camera ；field of view ；acquisition point
Guangzhou-Shenzhen Railway
WANG Yuqi
（China Railway Communication and Signal Survey & Design Institute Co Ltd ，Beijing 100036，China ）
200 m 200 m 200 m 12.4° 24.0°
12.4°
24.0° 12.4°
24.0°
50 m 50 m
50 m 50 m
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