鐵路研究論文：鐵路機車視頻系統芻議

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本文作者：李桂月工作單位：深圳市長龍鐵路電子工程有限公司

系統組成

系統由攝像機、云臺、車載顯示器和車載處理單元組成。攝像機攝像機安裝臺機車的車頂，由攝像頭和高倍變焦鏡頭組成。利用高倍變焦鏡頭的放大功能將遠處人工看不到或看不清楚的圖像清晰地采集下來，傳輸給車載處理單元，并顯示在車載顯示器上。云臺攝像機安裝在機車車頂的云臺上，其作用是在機車進入鐵軌的彎道時，通過控制云臺的轉向，使攝像機始終能采集鐵軌上的圖像。車載處理單元接收攝像機的圖像，顯示并自動識別鐵軌圖像和鐵軌上的目標，根據目標特性進行預警或報警；同時根據圖像控制云臺轉向，使攝像機始終能拍攝到前方鐵軌的圖像。車載處理單元還前方圖像通過H.264壓縮后，保存在車載處理單元的存儲器上，方便以后的查詢和分析。車載顯示器車載顯示器顯示前方的圖像和分析結果，當線路上有特殊情況時，自動報警并提示機車乘務員，乘務員采取相應措施。無線網絡接口和無線視頻接口（預留）預留的無線網絡接口在地面高速無線網絡建成后，可以將車上的圖像信息傳輸到地面，方便地面查看。預留的無線視頻接口可以使用便攜攝像頭將故障時的機車內部圖像通過無線網絡接口傳輸到地面，方便地面進行故障診斷和分析。

系統特點

智能化：能夠利用視頻識別技術判斷鐵路線路上的目標，并根據目標特性進行預警或報警。數字化：視頻全數字化采集、處理和傳輸，集視頻采集識別功能、靈活的操作性、網絡功能和遠程管理（預留）等全方面功能于一身。網絡化（預留）：通過WAN網絡，可以傳輸高質量的圖象、聲音、控制信號，非常方便的供管理者隨時隨地查看機車圖象或歷史圖像。安全性：采用數字加密算法保證其傳輸的安全性。可靠性：采用性能可靠、互相兼容的設備組成系統，確保系統長期可靠的運行。靈活實用性：整個系統的設計貫徹以用戶需求為準則，面向用戶，非常的人性化，操作方便、實用性強。可擴展性：預留接口，具有較強的兼容性和可擴展性，便于系統的充實完善和升級。

系統關鍵技術

視頻識別技術對攝像機拍攝到的視頻進行背景提取，根據提取到的背景經過一系列的圖像處理最終對視場中鐵軌區域進行劃定。然后系統自動監測視頻數據，自動以灰度圖的形式保存危險情況存在時的圖像，目的是為了后續的目標識別。最后根據鐵路沿線上可能出現的目標，提出了一種目標識別算法。云臺自動控制技術根據攝像機采集到的視頻圖像，經過視頻識別后的鐵路線路走向，自動控制云臺的轉向，使攝像頭能根據鐵路線路走向而轉動。高分全天候攝像機高分全天候攝像機保證在各種環境下系統的正常運行。

鐵路機車視頻監控系統，采用了視頻采集、視頻識別、線路追蹤及傳輸等先進技術，實現了高速鐵路全線路的視頻監控，實時監測及傳送鐵路沿線列車前方的視頻圖像，并進行視頻圖像識別，自動識別線路上的特別物體進行預警，使列車司機能提前采取措施，預防意外事故的發生，為高速鐵路安全運輸生產，提供了可靠的安全及技術上的保證。