城市軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)整合方案的設計與應用

陳明華 ，李蘇雯，馬 強

（1. 中鐵二院工程集團有限責任公司，成都 610031；2. 中國鐵道科學研究院 電子計算技術(shù)研究所，北京 100081；3. 北京市軌道交通建設管理有限公司，北京 100037）

隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市規(guī)模和人口不斷擴張，汽車流量日益增加，城市道路擁擠不堪。低碳、綠色、環(huán)保的城市軌道交通成了眾多城市基礎建設的必然選擇。為保證城市軌道交通乘客，工作人員，車輛的安全和各種突發(fā)狀況，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在正常列車運營管理上發(fā)揮著重要作用，并提供了實時監(jiān)控及追查取證的依據(jù)。

1 建設模式

目前，國內(nèi)正在建設的城市軌道交通涉及到20多個城市，建設及運營模式各異。以北京為例，截止2011年，開通運營軌道交通線路共14條，各條線路在OCC（地鐵控制中心）實行統(tǒng)一監(jiān)控管理，并在北京市公共交通安全保衛(wèi)總隊建立了地鐵安防監(jiān)控中心。

城市軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)的使用主體分為兩種：（1）專用通信系統(tǒng)中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要采集站廳、站臺、出入口、進出閘機、上下行扶梯、屏蔽門、主要設備機房范圍內(nèi)的圖像，為城軌運營人員提供客流情況以及設備的運行狀態(tài)等信息，便于運營指揮和維護管理；（2）公安通信系統(tǒng)中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)在以上位置外的其余人流密集或特殊區(qū)域設置監(jiān)控點位，對城軌交通公共范圍內(nèi)實施監(jiān)控，為各級公安人員實時監(jiān)視、實施及時抓捕或事后圖像調(diào)看等提供有效工具。

由于關(guān)注內(nèi)容和管理體制不同，其建設模式分以下幾種情況：（1）專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)和公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)完全獨立建設，各自運營和維護；（2）專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)和公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)分開建設，但將部分專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端共享給公安視頻系統(tǒng)使用；（3）專用視頻監(jiān)控和公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)深度整合，視頻前端完全共建共享，各自建設供地鐵運營和公安部門使用的后臺設備的模式。

綜合前兩種建設模式，分開建設、各自獨立運營的建設模式增加了建設成本，維護管理復雜，浪費了人力、財力。隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)已呈現(xiàn)出由獨立運行向深度整合管理發(fā)展的趨勢，將專用視頻監(jiān)控與公安視頻監(jiān)控進行整合，采用網(wǎng)絡化的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)資源共享，減少重復投資，配置簡單，簡化管理流程，提高管理效率的目的。目前北京地鐵新線建設中的8號線、9號線已采用這種模式。

2 技術(shù)選擇

本文推薦在城市軌道視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采用數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)進行組網(wǎng)。采用全數(shù)字監(jiān)控網(wǎng)絡，主要有以下優(yōu)點：

（1）通過建設網(wǎng)絡化視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可打破各條線單獨監(jiān)控和管理的狀態(tài)，全面實現(xiàn)在一個統(tǒng)一的總監(jiān)控中心進行多個線路、多個車站、多個環(huán)節(jié)的統(tǒng)一、高效的運營和管理。

（2）智能視頻分析技術(shù)能夠通過監(jiān)控視頻圖像的實時分析，對動態(tài)場景中的目標進行定位、識別和跟蹤，并分析和判斷目標的行為，從而能在異常情況發(fā)生時及時做出反應，做到早期偵測和主動防范，幫助安保人員有效避免或高效處理突發(fā)事件。

（3）采用高清監(jiān)控可實現(xiàn)更精確、更高效視頻應用，不僅可實現(xiàn)高清的實時監(jiān)控與錄像存儲，同時也滿足了智能監(jiān)控的需求。圖像越清晰，智能分析的準確性以及效率也就越高。

3 網(wǎng)絡構(gòu)成

整合后的城市軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用全網(wǎng)絡化架構(gòu)建設，可實現(xiàn)遠程監(jiān)控、遠程調(diào)度，無縫接入城市軌道交通系統(tǒng)中其他安防系統(tǒng)，全面實現(xiàn)專用和公安兩類監(jiān)控資源的綜合管理。

城市軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端監(jiān)控由專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一設置，其布點采用直接部署網(wǎng)絡攝像機或模擬攝像機加編碼器2種設置方式，對每個車站的售票處、出入口及換乘通道、自動扶梯、垂直電梯、站廳、站臺、換乘廳、進出閘機、商業(yè)自助設備、票亭以及重要設備機房等地點設置監(jiān)控點位，便于及時發(fā)現(xiàn)可疑人員和威脅事件。同時在城市軌道交通地面和高架線每隔幾百米設置一個監(jiān)控點，對隧道洞口、路面狀況、車輛運行狀況以及沿線情況進行實時監(jiān)控和記錄，防止異物侵入線路，及時掌握車輛行駛的位置，保障車輛安全運行。

通過網(wǎng)絡化視頻監(jiān)控技術(shù)的應用，能夠方便地進行全網(wǎng)集中管理，遠程調(diào)用。前端的視音頻信號、告警信號等，可通過網(wǎng)絡被車站分控室和總監(jiān)控中心遠程查看、調(diào)用與集中管理，同時軌道交通監(jiān)控也能接入公安監(jiān)控系統(tǒng)，接受公安的統(tǒng)一監(jiān)查。由于公安網(wǎng)絡有獨立性要求，一般專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用專用通信傳輸網(wǎng)絡進行組網(wǎng)，公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用公安獨立的計算機網(wǎng)絡進行組網(wǎng)。網(wǎng)絡化的架構(gòu)，也為與其他監(jiān)控資源的集成及互聯(lián)提供了基礎條件。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要采用中心和車站的二級架構(gòu)模式。

在車站級，如車站控制室、公安值班室設二級監(jiān)控中心，負責該車站所有視頻監(jiān)控的統(tǒng)一接入和管理，如圖1。原視頻系統(tǒng)建設模式在車站級專用、公安設備機房分別設置視頻隔離底變壓器、視頻分配器、字符疊加設備、編碼器、服務器、網(wǎng)絡交換機等設備，搭建起視頻系統(tǒng)接入層；整合之后，在公安機房內(nèi)撤除陰影部分的設備，統(tǒng)一納入專用系統(tǒng)搭建范圍，兩套系統(tǒng)聯(lián)合公用視頻分配器、字符疊加設備、編碼器、服務器，通過一套網(wǎng)絡交換機開放不同端口接入專用或公安各自使用的監(jiān)控終端設備。車站級接入平臺應具備全部圖像24 h不間斷錄像功能，保存時間不應小于30 d。所有硬件設備以板卡級統(tǒng)一納入中心級網(wǎng)管監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)硬件設備的故障告警，避免事故追蹤過程中資料丟失或查找不利。

整合后的專用視頻及公安視頻系統(tǒng)網(wǎng)絡，如圖2。公安系統(tǒng)的中心級（如派出所或監(jiān)控中心）通過公安系統(tǒng)設置的網(wǎng)絡交換機與專用系統(tǒng)進行交互提取圖像并傳送控制信息，利用該網(wǎng)絡交換機進行網(wǎng)絡規(guī)劃和安全防護，確保公安系統(tǒng)在使用專用系統(tǒng)提供的圖像信息時自用網(wǎng)絡的獨立性。

圖1 車站本地專用視頻與公安視頻設備整合示意圖

專用系統(tǒng)的OCC地鐵控制中心調(diào)度大廳為多線共用模式，主要設置監(jiān)控及錄像查詢平臺、視頻大屏幕系統(tǒng)和各控制客戶端，可對各條線路、車站進行集中監(jiān)控與管理調(diào)度。該系統(tǒng)可以和軌道交通線路內(nèi)其余系統(tǒng)，如FAS、BAS、SCADA、門禁、AFC、廣播等系統(tǒng)互連，并可以和110、119等政府應急系統(tǒng)進行互動，提供了城市軌道交通處理應急事務的反應能力。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用了數(shù)字化系統(tǒng)平臺后，可采取相關(guān)的智能視頻分析技術(shù)，對扶梯逆行檢測、乘客異常（擁擠、打架、追逐等）、入侵檢測、可疑物品滯留、犯罪嫌疑人偵測等事件按照預先設定規(guī)則進行主動分析，并將分析結(jié)果上傳到監(jiān)控平臺，可過濾大量無效信息，更快發(fā)現(xiàn)異常情況，起到提前預警的作用。

圖2 專用視頻、公安視頻整合后應用網(wǎng)絡示意圖

4 結(jié)束語

城市軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用網(wǎng)絡化、智能化和高清化的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將專用和公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)全面整合與綜合管理，既能節(jié)約建設與維護成本，又能方便靈活地為各使用方提供豐富的功能。視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有實時性和直觀性的特點,該系統(tǒng)能提供有關(guān)列車運行、防災、環(huán)控、旅客疏導以及反恐防爆等方面的視覺信息,并可及時觀察列車進出站、客流動態(tài)及相關(guān)設備的運行情況,達到有效組織指揮維護日常治安、搶險、處理突發(fā)事件等目的?；谝曨l監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)字化智能平臺技術(shù)配合各級使用單位及人員的監(jiān)控管理，成為城市軌道交通視頻監(jiān)控的最優(yōu)選擇。

[1]西剎子. 安防天下：智能網(wǎng)絡視頻監(jiān)控技術(shù)詳解與實踐[M].北京：清華大學出版社，2010.

[2]劉 瑩. 智能視頻監(jiān)控技術(shù)在城市軌道交通系統(tǒng)的應用及發(fā)展[J]. 鐵路計算機應用，2007，16（11）：36-38.

[3]史新勇. 視頻監(jiān)控在城市軌道交通的應用[J]. 鐵路通信信號工程技術(shù)，2010，7（6）：12-14.

[4]聶紅娟. 城市軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)設計與應用[J]. 中國安防，2011，10：44-47.