城市軌道交通中的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用分析

付璐?宋志明

摘 要：城市軌道交通數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一種應(yīng)用于城市軌道交通的，可以實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控目標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)控、記錄和控制，以提高整個(gè)城市軌道交通運(yùn)營效率的數(shù)字視頻圖像通信系統(tǒng)。正常情況下，該系統(tǒng)可以為城市軌道交通系統(tǒng)提供運(yùn)營指揮服務(wù)；突發(fā)情況下，該系統(tǒng)可以協(xié)助相關(guān)部門及時(shí)制定相關(guān)防護(hù)措施，減少運(yùn)營損失，為追查取證提供證據(jù)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字視頻監(jiān)控；軌道交通；運(yùn)營指揮

1 背景

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市規(guī)模和人口不斷擴(kuò)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(chǔ)建設(shè)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，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在正常列車運(yùn)營管理上發(fā)揮著重要作用，并提供了實(shí)時(shí)監(jiān)控及追查取證的依據(jù)。

2 系統(tǒng)建設(shè)模式簡介

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(tái)、出入口、進(jìn)出閘機(jī)、上下行扶梯、屏蔽門、主要設(shè)備機(jī)房范圍內(nèi)的圖像，為成規(guī)運(yùn)營人員提供客流情況以及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等信息，便于運(yùn)營指揮和維護(hù)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(shè)置監(jiān)控典韋，對城市交通公共范圍內(nèi)實(shí)施監(jiān)控，為各級公安人員實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)施及時(shí)抓捕或事后圖像調(diào)看等提供有效工具。

對于上述兩種情況，數(shù)字視頻監(jiān)控分為以下幾種模式：（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(dú)立建設(shè)，各自運(yùn)營和維護(hù)；（2）不同主體的監(jiān)控系統(tǒng)分開建設(shè)，但是用于交通管理的系統(tǒng)向用于公安通信的系統(tǒng)開放共享，兩者之間為單向共享機(jī)制；（3）專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)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(shè)供地鐵運(yùn)營和公安部門使用的后臺(tái)設(shè)備的模式。綜合前兩種建設(shè)模式，分開建設(shè)、各自獨(dú)立運(yùn)營的建設(shè)模式增加了建設(shè)成本，維護(hù)管理復(fù)雜，浪費(fèi)了人力、財(cái)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(dú)立運(yùn)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(jìn)行整合，采用網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)資源共享，減少重復(fù)投資，配置簡單，簡化管理流程，提高管理效率的目的。

3 系統(tǒng)構(gòu)成

整個(gè)城市軌道交通數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)由三部分構(gòu)成：控制中心、終端監(jiān)測以及視頻傳輸。整個(gè)系統(tǒng)的組網(wǎng)方式和設(shè)備使用均由數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)。用于終端監(jiān)測的視頻采集設(shè)備直接進(jìn)行數(shù)字信號采集，該圖像信號經(jīng)過相關(guān)的信息處理進(jìn)入通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，控制中心接收數(shù)據(jù)采集終端傳來的圖像信息后進(jìn)行數(shù)據(jù)還原和再現(xiàn)，同時(shí)存儲(chǔ)到相關(guān)存儲(chǔ)設(shè)備中。此外，控制中心還可以通過通信系統(tǒng)將控制信號傳送到監(jiān)測終端，監(jiān)測終端根據(jù)控制指令做出相應(yīng)的動(dòng)作。

3.1 控制中心監(jiān)控系統(tǒng)

控制中心監(jiān)視系統(tǒng)由數(shù)字監(jiān)控主機(jī)、數(shù)字監(jiān)控分機(jī)、高清晰度視頻編解碼器（Wavelet 編碼）和監(jiān)視器組成。

數(shù)字監(jiān)控主機(jī)完成對各車站高清晰視頻信號（Wavelet 編碼）的切換、攝像機(jī)的控制、高清晰度視頻錄像、普通視頻（MPEG-4 編碼）編解碼等功能?？刂浦行膶囌緮z像機(jī)有優(yōu)先控制權(quán)。

數(shù)字監(jiān)控分機(jī)可根據(jù)需要和設(shè)定的權(quán)限，完成對各車站攝像機(jī)普通視頻信號的切換、控制、錄像等。

視頻編解碼器是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化處理的重要設(shè)備，它完成模擬視頻監(jiān)視信號的數(shù)字采集、影像壓縮、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理、報(bào)警信號的采集、網(wǎng)絡(luò)的Web 發(fā)布等功能。它可將前端的模擬信號同時(shí)處理成高清晰的實(shí)時(shí)數(shù)字圖像并發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。

3.2 終端監(jiān)控系統(tǒng)

終端監(jiān)控系統(tǒng)又分為場地如車站等監(jiān)控子系統(tǒng)和人員如列車司機(jī)等監(jiān)控子系統(tǒng)兩部分。兩者的硬件組成基本相同，區(qū)別在于監(jiān)控位置與監(jiān)控功能不同。

終端監(jiān)控系統(tǒng)由攝像機(jī)、終端監(jiān)控主機(jī)、視頻編解碼器、字符發(fā)生器、均衡器等硬件組成。

場地監(jiān)控子系統(tǒng)主要用于對公共場所內(nèi)的實(shí)際環(huán)境和狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和管理；列車司機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)主要用于對司機(jī)工作狀態(tài)、列車車門狀態(tài)、乘客上下車狀態(tài)等進(jìn)行監(jiān)控和管理。

3.3 傳輸系統(tǒng)

（1）本地傳輸。在本車站范圍內(nèi)控制信號可通過控制電纜傳輸；視頻信號通過視頻同軸電纜傳輸。

（2）遠(yuǎn)距離傳輸。控制信號遠(yuǎn)距離傳輸可采用傳輸系統(tǒng)提供的以太網(wǎng)傳輸通道，采用 TCP/IP協(xié)議。

普通清晰度的視頻信號（MPEG-4 編碼）的遠(yuǎn)距離傳輸可以通過傳輸系統(tǒng)提供的以太網(wǎng)傳輸通道，采用 TCP/IP 協(xié)議。車站數(shù)字監(jiān)控主機(jī)完成模擬視頻信號的 A/D 變換和數(shù)字壓縮、編碼后，再經(jīng)傳輸系統(tǒng)提供的 TCP/IP 通道進(jìn)行傳輸，在控制中心進(jìn)行反向變換。

4 系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)具有監(jiān)視、圖像選擇、錄像、攝像范圍控制、字符疊加和遠(yuǎn)程電源控制等功能。

4.1 監(jiān)視功能

監(jiān)控功能包括 ：（1）列車司機(jī)監(jiān)視站臺(tái)旅客上、下車情況；（2）車站值班員監(jiān)視本站站臺(tái)、站廳及自動(dòng)扶梯、出入口情況；（3）中心調(diào)度員監(jiān)視全線各車站情況。

4.2 圖像選擇功能

車站值班員可選擇本站任一攝像機(jī)的圖像在任一監(jiān)視器上顯示，既可用各種時(shí)序自動(dòng)循環(huán)切換，也可由操作人員手動(dòng)切換。

控制中心各調(diào)度員可選擇全線任一攝像機(jī)的圖像在任一監(jiān)視器上顯示，既可用各種時(shí)序自動(dòng)循環(huán)切換，也可由操作人員手動(dòng)切換。

4.3 錄像功能

中心調(diào)度員可對任何一路圖像信號進(jìn)行錄像，錄像資料應(yīng)便于日后檢索和查詢。

4.4 攝像范圍控制功能

控制中心各調(diào)度員和各車站值班員分別能夠在遠(yuǎn)程和本地控制攝像機(jī)的云臺(tái)和鏡頭焦距，用以調(diào)整攝像機(jī)視場大小，并可設(shè)定優(yōu)先級。

4.5 字符疊加功能

系統(tǒng)應(yīng)能將攝像機(jī)的號碼和位置、攝像日期和時(shí)間等信息進(jìn)行疊加，以便在監(jiān)視器上顯示。

4.6 遠(yuǎn)程電源控制功能

控制中心調(diào)度員應(yīng)能控制各車站的攝像機(jī)、監(jiān)視器的電源，列車停運(yùn)后關(guān)閉，開始運(yùn)營前開啟

5 發(fā)展趨勢

隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)會(huì)被應(yīng)用到城市軌道交通中的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中為人們的生活、工作提供服務(wù)?？深A(yù)見的未來，城市軌道交通數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)必然會(huì)一體化方向、高清化方向、集散式網(wǎng)絡(luò)化方向和管理智能化方向發(fā)展。

6 結(jié)論

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國的城市軌道交通正處于一個(gè)發(fā)展高潮階段，與之相匹配的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)處于不斷優(yōu)化和完善的階段。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用將為整個(gè)城市軌道交通的發(fā)展提供強(qiáng)大的安全保障。

參考文獻(xiàn)

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