[摘要] 该系统利用在调车场中的无线网络，通过无线移动摄像机实时监控调车作业情况和调车组人员的工作动态，为调车司机提供相应的图像，使得整个调车作业过程变成可视化。调车司机在进行推送作业时可以看到车辆前端的情况，确定停留车位置，保证调车作业安全。调车区长可以实时了解掌握调车机车的动态和调车作业的进度，调高调车作业效率。暗访设备
[关键词] 调车无线网络视频监控
在铁路运输生产过程中，除列车在车站的到达、出发、通过以及在区间内运行外，凡机车车辆进行一切有目的移动统称为调车。为解体、编组列车，摘挂、转场、整场、调移、取送车辆以及机车的对位、转线、出入段等目的而使机车车辆在站线或其他线路上移动的作业称为调车作业，它是铁路行车工作的基本内容之一。在调车作业中，有许多作业调车机车是以推进的方式进行的，即在前进方向上，车辆在调车机车的前部。调车机车在进行推进作业时，司机无法看清前方情况，只能由调车组成员如制动员、连接员等在前端瞭望，观察线路情况，瞭望信号确认进路，指示停留车距离等，通过手势或语音信号传送给调车长，再由调车长指挥机车运行。如果在调车作业中有调车组人员出现失误，比如没有认真瞭望信号确认进
路，容易发生挤岔冒进信号等事故，或者没有注意停留车位置，不能及时给出“十、五、三”车距离信号，容易发生超速连挂、车辆损坏的事故，更为严重的是如果有调车组人员进入线路中间进行调整车钩、摘接风管等作业时，调车长没有发现而指挥调车机车盲目动车，会引发危害调车组人员人身安全的重大责任事故。
面对这种情况，除了加强调车组人员的安全责任意识之外，应通过先进的技术手段，采用无线移动视频监控系统，让整个调车作业过程可视化，以减少和避免上述事故的发生。
一、系统功能的设计
在调车作业区使用2.4G无线局域网技术域构建无缝隙的无线网络，使用无线移动视频监控系统，为每位调车组成员配备1个小型无线移动视频监控摄像机，可以实时跟随监控调车作业情况和调车组人员的工作动态，并在需要的时候为调车司机提供相应的图像；在调车机车前后两端的4个角上各安装1个摄像机，用以记录和监控调车机车的工作状态和过程，在调车机车上配置显示终端，可以显示调车机车上4个摄像头拍摄的图像和各个调车组成员携带摄像机拍摄的图像，让调车司机在推进作业时能够看到线路进路情况及停留车位和距离，并掌握调车组所有成员在调车作业中的动态和位置，确保调车组人员在作业中的人身
安全。在调车机车上还可以安装流媒体服务器，将调车机车4个摄像头拍摄的图像和各个调车组成员携带摄像机拍摄的图像传送到调车区长的流媒体服务器，经过解码器解码后在调车区长的大屏幕监视器上显示，使调车区长能够实时掌握调车机车的动态和调车作业的进度，调高调车作业的效率。如果把调车区长接收到的流媒体数据接入车站的局域网内，得到授权的车站助理调度员、车站调度员、值班站长等都可以实时看到每个调车组的调车作业情况，了解调车作业的进程和动态。
二、系统总体结构设计
铁路平面调车作业监控系统包括摄像、传输、控制、显示、记录5大部分组成。
1.铁路平面调车作业监控系统摄像部分
铁路平面调车作业监控系统摄像部分包括调车机车两端的电力检查井4个固定摄像头和调车组成员的6个小型无线摄像头。调车机车两端的4个固定摄像头选用日夜型高清摄像机，带ALC(自动亮度控制)控制功能，能兼顾白天和晚上的光照环境。 调车组成员的摄像头采用小型2.4G无线网络摄像头，图像传感器采用CMOS部件，具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点,可以很方便携带。
2.铁路平面调车作业监控系统传输部分
铁路平面调车作业监控系统分采用基于IEEE802.11标准的2.4G无线局域网进行传输。无线局域网络(Wireless Local Area Networks； WLAN)是相当便利的数据传输系统，它利用射频(Radio Frequency； RF)垃圾锅炉的技术，使用无需授权就可使用的2.4或5.8GHz射频波段进行无线连接，取代旧式双绞铜线(Coaxial)构成的局域网络，使得用户使用时可以在无线局域网覆盖的范围内自由移动。在调车作业区域（主要是编组场）构建2.4G无线局域网，按照调车组的作业区域划分不同的VLAN，使得每个调车组使用的无线网络相对独立，互不干扰，避免调车机车在相邻作业区域作业时接收到其他作业区的视频信号。
3.铁路平面调车作业监控系统控制部分
在调车机车上安装1台流媒体服务器，将调车机车接收到的图像信号进行编码处理，用无线网络传输到调车区长处。在调车区长处安装1台流媒体管理服务器，将调车组和调车机车的摄像头拍摄的流媒体视频图像数据通过流媒体管理服务器接入到车站内部局域网，流媒体管理服务器可以对内部局域网的用户进行管理和控制，这样在经过授权后，车站助理调度员、车站调度员、值班站长等都可以实时看到每个调车组的调车作业情况，了解调车作业
的进程和动态。
4.铁路平面调车作业监控系统显示部分：
铁路平面调车作业监控系统显示部分采用解码器将无线网络传回的数据解码后送入监视器，实时显示前端摄像头的图像信号。在调车机车上设置解码器矩阵，可以在触摸式显示器上显示调车机车的4个摄像头的信号和调车组成员的6个无线以移动摄像机的信号，调车司机可以根据需要用手触摸选择任意1个摄像头信号进行放大显示。在调车区长室安装流媒体解码器矩阵，将调车组成员和调车机车的摄像头拍摄的视频图像解码后在显示器上显示出来，以便让调车区长实时了解调车组和调车机车的动态，掌握调车作业进度。
5.铁路平面调车作业监控系统记录部分
点火加热装置铁路平面调车作业监控系统记录部分采用NVR的方式记录整个调车作业过程的图像信息。NVR最主要的功能是通过网络接收IPC（网络摄像机）、DVS（视频编码器）等设备传输的数字视频码流， 并进行存储、管理。NVR主要安装在调车区长室，具备整个调车作业过程的图像信息的录像、转发、显示、回放功能，为调车组成员的摄像头和调车机车的摄像
头提供接入管理服务，为车站局域网相关用户提供转发流、WEB服务器、录像查询和回放。通过平面调车作业监控系统记录部分，能够随时查询和回放调车作业过程，对分析、判断、处理调车作业存在的问题有着很大的帮助。
铁路平面调车作业监控系统结构如图所示：
三、系统关键技术及其实现
1.无线局域网络的AP天线的设置
在调车作业区域有很多车辆停留，调车组人员在进行调车作业时经常在这些车辆周围行走、停留，传送摄像头图像的无线信号有时候会受车辆遮挡而影响调车机车和区长的接收。在组建无线网络设置无线AP（Access Point）即无线接入点时，根据调车作业区域的具体情况，合理选择AP的功率，选用高增益的天线。为了避免无线信号被线路上的停留车遮挡，应当选用多天线的AP产品，AP天线应安装在两条线路之间的上部位置，尽量做到每两条线路之间都安装有高增益的天线，避免信号盲区。
2.调车组人员无线摄像头的小型化
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调车组人员在作业中要在两条铁路线路之间行走，还需要攀爬运动中的车辆。为方便调车组人员携带，无线摄像头要选择体清晰度高体积较小的产品。摄像头图像传感器采用CMOS部件，具有低成本、低功耗、以及高整合度的特点，体积可以做得很小，方便携带。为了保证白天和晚上都能够拍摄到清晰的图像，应选用日夜型高清摄像机，并具备ALC(自动亮度控制)控制功能和AGC(自动增益控制)功能。 由于调车组人员的工作时间较长，白天一般为12小时，晚上6-12小时，这就要求摄像头除了考虑体积小之外，还要考虑电池能使用的时间足够长。配置的电池应采用体积小、重量轻、容量大的聚合物锂电池。
通过铁路平面调车作业监控系统，可以使得整个调车作业过程变成可视化。调车司机在进行推送作业时可以看到车辆前端的情况，确定停留车位置，保证调车作业安全。在调车场内作业时，调车机车司机可以根据调车组人员摄像机传回的图像，判断调车组人员是否在铁路线路中间进行作业，确保调车组人员的人身安全。调车区长可以实时了解掌握调车机车的动态和调车作业的进度，调高调车作业的效率。
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