摘要：经济发展下铁路整体提速促进我国区域化经济发展，铁路提速伴随着一些货运列车安全问题，一些乘客和乘客、乘客和乘务人员之间的矛盾给铁路列车运行可靠性造成威胁，影响铁路运输声誉。文章介绍了SS4电力机车视频监视系统，该系统具有实时预览、电子地图、证据上传等优势，能够帮助管理人员了解现场真实情况，避免一些恶性事件给列车运营造成严重影响。
关键词：SS4；电力机车；视频监视系统；架构；设计
以SS4电力机车视频监视系统支持的电力机车其能够对不同车厢的实时情况进行监督，对车厢内乘客冲突、紧急事件、安全事件发生过程进行记录，在事件发生后，能够回放当时现场情况，有助于处理乘客矛盾、加强对乘务人员紧急救援培训，为大众提供一个稳定的乘车场所，促进电力机车长久稳定发展。
1.SS4电力机车视频监视系统
SS4电力机车属于我国推广使用的车型之一，其驾驶室宽大，维护简便、行驶平稳。在我国铁路不断提速的今天，列车实际行驶速度越来越快，促进社会经济发展。但是，SS4电力机车出产时间较靠前，车上没有设置视频监听装置，对路况及驾驶室监控力度不够，一旦出现安全事故就会导致安全事故责任模糊[1]。此外，在铁路提速发展下，SS4电力机车不能很好适应时代发展，就存在严重安全隐患。当下，电力机车视频监视主要以单车监视形式存在，未利用网络技术整合，需查看监控内容时，要拔掉硬盘、连接计算机，使用专业软件观看，整体较繁琐，存在设备及视频损坏风险。为促进SS4电力机车长久发展，应对SS4电力机车安装视频监控设备，以车载系统、无线通信、平台、客户端组成。
2.SS4电力机车视频监视系统架构
SS4电力机车视频监视系统架构如图1所示，将车载系统、平台、客户端等联系起来，以平台为中心，通过3G、4G及VPN网络连接平台，客户端需PC端及网络端支持，通过WIFI或局域网连接。
图1 SS4电力机车视频监视系统架构示意图
车载系统以车载移动数字视频录像机为核心组成，对电力机车运行数据采集，通过摄像机、车载不间断电源（UPS）、车载交换机、防灾盒及数据采集外设组成。车载数据采集外设由分为诊断、传感、温度传感、报警、事件、油量传感、门磁等系统组成。发光二极管、控制操作面、声光提示、CP4屏幕检测等都属于外设装置，车载主机将GPS、北斗、无线传输、视频等融为一体，可实现各个工作装置统一工作。
当下电力机车服务器架构平台有注重安全监控的（CEIBA-Ⅱ）、注重维护维修的（Crous）、注重大规模企业使用的（Mangrove）。不同平台以C/S、B/S架构的组成，根据客户需求，选择合适内容，注重对软件设备的二次开发，实现客户自身平台的无缝嵌入，避免自有平台和服务平台产生冲突，服务以多个服务组件组成，根据应用合理组合。客户可下载专业APP，监视电力机车运行状态。
3.SS4型电力机车视频监控平台软件设计
系统软件将终端采集内容、传感器信息、IO数据等以网络传输给服务器，以平台软件实现数据分析及管理。视频监视平台长久积累工作经验，在先进技术支持下更新，拓展新功能，进而解电力机车运行中出现的一系列问题，为客户更加人性化的服务内容，并发现电力机车运行中存在的问题，及时报警，为客户提供运营中出现的实际性问题。系统平台软件具备预览、回访、电子地图、报警、证据记录、上传、实时储存等功能[2]。
3.1实时预览
可查看多辆电力机车的实际运行状态，关键情况截图记录。通过网络支持，实时查看。车载MDVR和系统平台实现交互，自适应调整网传子码流，为确保网传效果稳定，一个自适应智能调整子码流，以人工干涉实现预览。
3.3检索回放
检索回放主要针对平台服务器的历史数据，对记录的历史数据再次打开，以终端设备的历史回放，针对SD卡、存储硬盘导入计算机回放。回放前，查询时间、速度、事件等，确保回放针对性。回放中，结合地图播放，显示电力机车速度、加速度及报警信息。对专业用户，其还可查询相应帧信息，检查软件版本、速度、卫星精度、温度等专业性信息。
3.4电子地图
电子地图可以在计算机显示端显示电力机车实时位置，可以结合电子地图分析车辆报警信息，在电子地图上点击车辆，获取其详细信息。也可以实时查看车辆的报警信息显示，对车辆定位及附近交通情况有一个清楚的认识，进而针对报警车辆发指示经济停止，安抚车内人员情绪。可以在地图上直接操作电力机车，例如打开视频、对讲设备、设置参数及设置视频传输质量等等。
3.5证据上传
证据上传可以在视频回放当中完成。在视频回放中，搜索关键字或关键词，找到相应视频后进行剪辑，去掉无用部分，将事件发生时有力的证据视频剪辑下来进行保存，在需要用到该证据时直接上传即可。此外，可以自动生成证据，用户自定义紧急报警事件，在事件发生之后直接智能识别、生成证据，工作人员直接提取证据，进行上传即可。自动生成数据对工作人员视频剪辑、关键字搜索等能力要求不高，但是其证据视频往往会夹杂一些不必要的视频内容。
4.SS4电力机车受电弓接触实时视频监测系统
SS4电力机车高速运行，电弓受力复杂，加之SS4电力机车运行环境恶劣，导致受电弓部件容易产生故障，影响接触网。对SS4电力机车受电弓接触实时视频监测能够及时发现故障隐患，实现对故障实时监测，对弓网技术维护检修，减少故障危害。
4.1系统组成
SS4电力机车受电弓接触网监控由触发拍摄、摄像、照明、无线传输、控制五部分组成。
4.1.1触发拍摄
触发拍摄以光电感应器发射装置及接受装置组成，SS4电力机车通过，车头红外光被接收器接受，传输火车到达命令，将信号传输给控制器，控制器发出指令，进行视频录像。火车通过后，无红外线反射接受装置，传感器不触发。
4.1.2摄像
摄像以网络摄像机组成，集视频压缩、计算机技术、网络传输技术、嵌入式技术等于一体，将视频压缩处理集中在体型较小设备，将模拟信号转换为TCP/IP数据包，以RJ45接口传输至网络，摄像机安装电动云台及解码器。摄像机从水平方、竖直方拍摄机车受电弓。采用MOEG4压缩方式压缩视频，以VGA格式640x480图像实现高效、无损压缩。
4.1.3照明
光线不足时，照明系统工作，为拍摄提供光照支持。视频监测系统全天工作，夜晚光线较弱，需照明设备给予必要支持，确保拍摄质量。照明设备以高压钠灯补充光照。
4.1.4无线传输
铁路设置区域较偏僻，相应有限传输布线成本大、较困难，因此采用无线网桥实现数据传输，一端安装监测附近，一端安装在中心基站，网桥及天线配合，实现信号的远距离传输。
4.1.4中心控制
中心控制监视器清晰反映监控处弓网状况，若发现故障，则采取对应措施弥补，避免故障造成严重危害。中心系统通过录像功能，保存历史数据，按照时间先后删除部分内容，节省系统磁盘。此外，用户可以通过检索方式查找需要视频，按照时间、报警信息查找。
5.结束语
综上所述，通过对SS4电力机车安装视频监视系统，可以为列车安全奠定坚实基础，视频监视系统对驾驶室、机车行驶、弓网状态实现全方位、全天候监监督，以车载设备及平台软件提醒司机重视机车形式状态，防治严重交通事故产生。
参考文献：
[1]任巍，赵栋，李纪欣.SS4型电力机车视频监视系统设计[J].科技创新与生产力，2016（9）：79-81.
[2]袁剑飞，袁宇浩，简丹丹.基于Hi3521的机车视频监控系统的设计与实现[J].计算机工程与设计，2016，37（7）：1781-1786.
论文作者:刘宇翔
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
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