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鐵路交通環(huán)境中視頻系統(tǒng)的應(yīng)用與技術(shù)特征

文檔作者：楊曉霞文檔來源：北京鐵路局北京通信段		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月11日
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上一篇：鐵路通信工程中的無線接入技術(shù)

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應(yīng)用研究數(shù)字技術(shù)
與應(yīng)用
112
就鐵路工作環(huán)境的運(yùn)行特征看,安全與高效是當(dāng)前并存在該環(huán)
境中的主題。為了適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展,鐵路運(yùn)輸速度不斷
提升,于此同時出現(xiàn)的安全需求也成為一個亟待解決的問題。在鐵
路工作環(huán)境中,諸多核查措施以及通信手段都服務(wù)于安全這一最終
目標(biāo),只有在安全的基礎(chǔ)之上實現(xiàn)的效率才具有實際的意義。而在
鐵路環(huán)境的安全系統(tǒng)中,視頻占據(jù)著極為總要的一席之地。
1 鐵路系統(tǒng)中的視頻監(jiān)控需求
在鐵路系統(tǒng)中,安全是主要的問題,而視頻監(jiān)控技術(shù),在很大程
度上就是為了加強(qiáng)其安全特征的。視頻系統(tǒng)幫助數(shù)據(jù)中心的工作人
員不必行千里,就可以在辦公桌前獲知鐵路運(yùn)輸環(huán)境中可能存在的
危機(jī)和潛在問題,對于提升整個運(yùn)輸系統(tǒng)的安全水平有著毋庸置疑
的積極意義。
從需求角度看,單純視頻監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)注的重點在于鐵路運(yùn)輸環(huán)
境內(nèi)部的狀況。首先在于對于天氣信息的獲取。雖然天氣預(yù)報已經(jīng)
能夠提供十分詳實的數(shù)據(jù)作為鐵路運(yùn)輸展開的重要依據(jù),但就實際
的情況看,仍然會存在很大不足。這主要是由于氣象數(shù)據(jù)是基于區(qū)
域的數(shù)據(jù),從地理角度看缺乏一定的精度,而列車行駛環(huán)境中所面
臨的的天氣狀況則要求更為細(xì)致,因此天氣狀況以及復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)
境可能會發(fā)生的災(zāi)害等,首先被納入到視頻監(jiān)控的職責(zé)范圍之內(nèi)。
其次則是對于運(yùn)輸環(huán)境的維護(hù),包括對于鐵軌大體狀況的監(jiān)控
以及對于環(huán)境外部闖入。對于高速行駛的列車而言,任何外部闖入
的物體都足以造成嚴(yán)重傷害,這無論對于列車還是對于乘客而言都
是如此。因此需要對行駛環(huán)境展開嚴(yán)密控制,包括外部闖入的不明
人員以及動物,此外對于因自然環(huán)境而卷入行駛環(huán)境中的石塊等也
應(yīng)當(dāng)予以及時發(fā)現(xiàn)。這些都必然會成為鐵路交通環(huán)境視頻監(jiān)控的重
要任務(wù)。
2 鐵路環(huán)境中視頻應(yīng)用的核心技術(shù)淺析
在鐵路工作環(huán)境中,視頻監(jiān)控系統(tǒng)遍布整個鐵路運(yùn)輸體系的角
角落落。在這個龐大的視頻通信體系之中,應(yīng)用著當(dāng)前最為先進(jìn)的
技術(shù),也正是這些核心技術(shù),鐵路視頻監(jiān)控的存在才能更有價值。因
此想要對視頻系統(tǒng)的應(yīng)用有更為深入的理解,首先應(yīng)當(dāng)對其采用的
核心技術(shù)以及其相應(yīng)特征有所了解。
在視頻系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)體系中,數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)等作為
基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)支持,通常不將其納入到視頻系統(tǒng)的核心范疇中。相
應(yīng)地,將紅外線夜視技術(shù)以及圖像識別技術(shù)等作為視頻系統(tǒng)的核心
技術(shù)對待,這些技術(shù)在視頻系統(tǒng)的運(yùn)行過程中,以及對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)
行應(yīng)用的過程中不可或缺,成為幫助視頻系統(tǒng)發(fā)揮作用的重要核
心。
首先是紅外夜視技術(shù),目前對于鐵路交通環(huán)境而言,最為重要
的是全天候?qū)τ诃h(huán)境的監(jiān)視。不同于公路交通系統(tǒng),高速公路上的
監(jiān)控需要準(zhǔn)確抓拍到快速運(yùn)動的車輛,但是在鐵路環(huán)境中,只需要
對列車運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控,列車則不作為重點拍攝對象。因此高清
攝像頭在鐵路環(huán)境中并非不可或缺,但是全天候的監(jiān)控從客觀上要
求紅外夜視技術(shù)參與應(yīng)用。此種技術(shù)對于夜晚無其他環(huán)境光源幫助
的情況下實現(xiàn)監(jiān)控效果的提升,并且對于雨雪天氣以及霧霾等天氣
環(huán)境都能夠?qū)崿F(xiàn)較好應(yīng)對,通?？梢暰嚯x可以達(dá)到1-2km左右。目
前在市場上的紅外夜視技術(shù)工有三種,即:被動紅外成像技術(shù)、基于
紅外燈的主動紅外夜視技術(shù)、基于激光器的主動紅外夜視技術(shù)。其
中被動紅外成像技術(shù)主要適用于對夜間的運(yùn)動物體進(jìn)行監(jiān)控,在環(huán)
境監(jiān)控方面略遜一籌;基于紅外燈的主動紅外夜視技術(shù)通常用于
300m以內(nèi)環(huán)境的監(jiān)控,但其故障率較高,技術(shù)主體相對脆弱,并不
適用于野外工作環(huán)境;而基于激光器的主動紅外夜視技術(shù)從技術(shù)發(fā)
展角度看相對較為成熟,目前已經(jīng)發(fā)展出紅外激光照明器燈、超低
照度彩轉(zhuǎn)黑攝像機(jī)、紅外夜視專用監(jiān)控鏡頭三大部分,能夠在夜間
實現(xiàn)較好照明和更遠(yuǎn)距離監(jiān)控,并且其野外壽命也十分理想。通常
激光燈的壽命可以達(dá)到10000小時以上,而攝像機(jī)則能夠有效實現(xiàn)
白天與夜晚不同光線需求,利用濾光片的切換實現(xiàn)高質(zhì)量成像,以
及焦距的有效調(diào)整,都能夠在鐵路工作環(huán)境中獲得良好效果。
另一個在鐵路視頻系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用的技術(shù)則是職能圖
像識別技術(shù)。對于鐵路工作系統(tǒng)而言,最為重要的在于對列車運(yùn)行
環(huán)境中的不良因素進(jìn)行識別從而形成預(yù)警信息,但是在實際工作過
程中,鐵路系統(tǒng)延伸我國南北疆域,因此即便架設(shè)起相應(yīng)的視頻監(jiān)
控網(wǎng)絡(luò),也難以單純借由人力發(fā)現(xiàn)整個系統(tǒng)中存在的問題,因此需
要借助于人工智能來對采集到的視頻信息進(jìn)行識別。除了常規(guī)結(jié)合
天氣狀況而生成的更為局部和精細(xì)的天氣信息以外,圖像識別技術(shù)
還執(zhí)行圖像分割技術(shù),計算機(jī)對采集到的圖像進(jìn)行分割,從而獲取
到具有實際意義的圖像區(qū)域并且與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對,實現(xiàn)對圖像的
認(rèn)知和解讀。在分割的過程中,灰度特征、紋理特征、顏色特征以及
圖像的運(yùn)動特征等都會成為操作的依據(jù),并且因此衍生出基于區(qū)域
的分割技術(shù)、基于邊緣的分割技術(shù)以及基于模糊技術(shù)的圖像分割,
且各自呈現(xiàn)出不同的工作特征?；趨^(qū)域的圖像分割技術(shù)主要是考
慮到圖像區(qū)域內(nèi)部的相似性來區(qū)分不同區(qū)域,此種分割方法具有一
定的抗噪聲能力,是目前圖像分割領(lǐng)域較為常用的算法。而基于邊
緣的圖像分割技術(shù)則是在邊緣特征相對顯著的前提下進(jìn)行的,但抗
噪聲能力相對較弱。模糊技術(shù)更加傾向于數(shù)學(xué)算法,但是目前仍然
不夠成熟,還在不斷的改進(jìn)過程中。
3 結(jié)論
在鐵路交通環(huán)境中,視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮著至關(guān)重要的安全保衛(wèi)
作用。因此,在工作中比如對其核心技術(shù)加以重視,密切關(guān)注相關(guān)技
術(shù)領(lǐng)域發(fā)展動態(tài),有的放矢展開研究,積極引入先進(jìn)思想,為建立更
為安全穩(wěn)定的鐵路運(yùn)輸環(huán)境打下堅實基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]劉富強(qiáng).數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版
社,2005.
[2]陳雷.鐵路貨車信息化應(yīng)用技術(shù)概論[M].北京:中國鐵道出版社,
2010.
鐵路交通環(huán)境中視頻系統(tǒng)的應(yīng)用與技術(shù)特征
楊曉霞
(北京鐵路局北京通信段 北京 100000)
摘要:文章首先針對鐵路系統(tǒng)中的視頻監(jiān)控需求進(jìn)行了說明,而后就紅外夜視和圖像識別兩種核心技術(shù)在鐵路環(huán)境中的應(yīng)用做出深入討論。
關(guān)鍵詞:鐵路 環(huán)境 視頻 應(yīng)用

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