高速铁路钢轨伸缩调节器视频监控系统的研发与应用.pdf

铁道建筑
2012年第9期
Railway Engineering
文章编号:1003-1995(2012)09-0129-03
高速铁路钢轨伸缩调节噐视频监控烝的硏发与应用
张风林,林永硕,李鸣2
(1.西安铁路局工务处,陕西西安710054:2.西安铁路局科研所,陕西西安710054
摘要:郑西高速铁路渭河特大桥铺设了10组仲缩调节器,用来调整无縫线路钢轨和大跨度连续梁梁体
受温度影响产生的位移变形,但是观测检查只能在夜间综合天窗时间内进行,无法24b实时掌握伸缩
调节器结构和梁体位移的真实情况;基于太阳能和3G-VPDN技术,郑西高速铁路钢轨温度仲编调节器
太阳能无线3G-VPDN视频监控系统研发成功,实现了对高速铁路基础重要部件的远程可视化监控,为
掌握重要基础设施的运用状态,及时准确地作出决策,保证高速铁路行车安全,提供了准确可靠的分析
监控平台。
关键词:高速铁路伸縮调节器重要部件可视化研究
中图分类号:U213.9?2文献标识码:ADOI:10.3969/j.iss.1003-1995.2012.09-3
钢轨温度伸缩调节器是高速铁路轨道结构的重要3G技术标准之一,在国内的应用发展迅速,在一个无
设备部件,郑西高速铁路渭河特大桥铺设了10组伸缩线信道传送高速数据报文的情况下,理论上支持下行
调节器,用来调整无缝线路钢轨和大跨度连续梁梁体数据速率最高可达3.1Mbps,上行速率最高达1.8
受温度影响产生的位移变形。据观察统计,发生最大Mbps。中国电信数据业务费用按流量或时间计算,随
位移的时间夏季大多在下午,冬季大多在凌晨。为保着中国电信大力推厂3C业务,费用也在逐步降低,为
证钢轨伸缩节器的位移值及结构状态在运营安全范CDMA200网络的应用普及提供有利的条件,3C网络
围之内,需要每天观测检查;由于高速铁路观测检査只视频监控也越来越受人们关注。
能在夜间综合天窗吋间内进行,无法24h实时掌握伸
郑西高速铁路轨温度伸缩调节器视频监控系统
缔调节器结构和梁体位移的真实情况;閃此,建立科学是基于3G-VPDN的视频隘控系统,系统采用无人执守
有效的远程自动检测监控系统,了解高速铁路基础设方式,太阳能光伏转换装置供电,采集数据及图片,利
施的状态,对于作出正确的维护决策,保证高速铁路行用中国电信3G网络和铁路局既有TMIS网络,在数据
车安全是至关重要的
传输方面采用VPDN技术,实现 MMIIS网中授权用户
近年来铁路系统视频信息化建设得到了较快发远程监控钢轨温度伸缩调节器的目的
展,已陆续建成安全生产指挥系统、防洪防灾监控系
系统具有以下功能:①采用光伏电源设备,节省电
统、铁路客运监控系统等,实现了在铁路内部TMIS网池容量,解决高速铁路及铁路区间无电源问题,避免因
络上的传输与共享。但是这些系统需要铁路光纤通道从供电接触网取电而干扰行车,降低系统建设的造价
传输,以及供电系统配合,建设中甚至影响铁路行车。②前端视频服务器支持3G无线方式接入,实现免布
针对线路上的限制条件,研发了郑西高速铁路钢轨温线,提高安装速度;③VPDN保证信息交全,防止非法
度伸缩调节器太阳能无线3C-VPDN视频监控系统,可用户访问铁路TMIS网,并鉴別身份的真实性,防止假
以不受区间传输通道及电源环境限制,在距离和空间冒身份;④根据工作需要,定时上传设备状态图片(D1
上取得突破性进展。
格式视频定时抓图回传),定时査看前端动态图像;⑤③
13G-VPDN视频监控系统功能
TMIS网中有权限用户客户端调用或下载前端图像,
3C移动客户端调用或下载前端图像。
随着3G技术在国内的逐步推广,3C技术在视频
监控行业的应用已经成为热点。CDMA作为三种主流2系统结构及网络工作原理
2.1系统总体结构
收稿日期:2012-03-25;修回日期:2012-06-20
系统总体结构可以分为4层结构:设备接入层、网
作者简介:张风林(1968),男,河南宇陵人,高级工程师。
络传输层、中心管理层和业务处理层,如图1所示。
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铁道建筑
September, 2012
电信AAA服务器
x光增机
用户名·?今认证AA服务器
过
VPDN据
器管理服务流媒体服务据
路局TMIS系统
VPDN请求
域名,用户名、口令、IM
学学
电信机房
名、用户名、口令
LNS
建立无线信道
道请求认证成
用户内部网络
图1系统结构
图2VPDN工作原理
2.1.1设备接入层
VPDN配置,检査该LAC是否允许建立隧道
设备接入层主要指现场终端固定设备。
如果认证通过,终端和LNS之间进入IPCP(IP
视频终端安装在专门设计的支架上,监控钢轨伸 Control Protocol IP控制协议)阶段,路由被建立起来
缩调节器的枃件随温度变化的位移情况;其主要模块对话也开始在终端和LNS之间进行。LAC负责转发
包括:太阳能供电设备、CCD视频信号采集摄像机、视数据,LAC和LNS之间的数据会在VPDN隧道中传
频服务器(包含A/D转换模块、3G无线传输模块、存输。VPDN用户与LNS成功建立连接,开始进行通信
储器)、专用标尺等。
3G网络中的视频终端使用UM卡,MSI号是UM卡的
网络传输层
全球唯一标识,在得到UM卡的同时就有了与这个卡
网络传输层是依托中国电信运营商的3G无线网相关的MSI号,这个信息可以作为身份鉴别的一个因
络,充分利用3C的带宽资源传输视音频和数据信息。素。身份认证服务器主要功能为检验用户帐号的合法
由运营商提供VPDN网络,各种无线设备需要使用特性和权限,并提供一定的审计功能。在身份认证系统
定的手机号及用户名和密码,才能访问该网络资源,实中既对比用户使用的MSI号,也对比用户的帐号和密
现“专网专号专用”,最大限度保证数据安全,防范外码,从4方面进行用户身份的鉴别。设备接入层视频
部人侵。
服务器3G模块需要使用特定的手机号及用户名和密
2.1.3中心管理层
码,才能访问该网络资源,实现“专网专号专用”,只有
中心管理层包括:接人服务器、管理服务器、数据4项输入全部正确时,远端的3G视频终端信息才能通
库、流媒体服务器、存储服务器、报警服务器等模块,为过虚拟专用网络进入TMIS,通过虚拟的安全通道和用
整个系统的运行提供管理支撑。
户内部的用户网络进行连接,而公共网络上的用户则无
2.1.4业务处理层
法穿过虚拟通道访问用户网络内部的资源。充分保证
业务处理层是整个系统的最终展示,它提供了对了TMIS数据安全,在系统中不仅MSI号是唯一的,而且
视音频数椐的浏览、对各种采集数据的汇总以及检素一个帐号绑定一个MSI号,这样就防止了UM卡的窃
回放处理等功能。
取、盗用。如果不法分子窃取到UM卡,在不知道用户
2.2VPDN工作原理
的帐号及口令的情况下,依然不能连接进入网络。
由于在传输过程中,使用了3G通道,如何解决网
通过在路局TMIS防火墙上设置访问控制列表的
络安全就成了本系统建设中急需解决的关键问题。为目的地址,可设置一台服务器能被3G无线视频终端
此,经与中国电信协商,建立了西安铁路局基于3G无访问,TMIS网