地鐵車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)分析

杜偉

摘要：本文主要針對(duì)南京地鐵寧高城際祿高段視頻監(jiān)控系統(tǒng)展開研究，本系統(tǒng)宇視軌道交通高清視頻監(jiān)控解決方案，從前端攝像機(jī)、存儲(chǔ)、高清視頻監(jiān)控管理平臺(tái)軟件均采用宇視的方案，在全國(guó)已經(jīng)有多條城市軌道交通開通的線路。通過不斷分析旨在充分彰顯出地鐵車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，僅供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵車站;視頻監(jiān)控系統(tǒng);應(yīng)用

在地鐵安全防范方面，地鐵視頻監(jiān)控發(fā)揮著重要的作用，分析地鐵建設(shè)的目標(biāo)，注重展現(xiàn)出乘客的主體性地位?，F(xiàn)階段，在我國(guó)地鐵不斷發(fā)展過程中，地鐵安全防護(hù)的各類基礎(chǔ)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用【1】。眾所周知，地鐵具有龐大的旅客流量，而且人群密集較高，所以在構(gòu)建地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)方面，明確提出了對(duì)于視頻監(jiān)控平臺(tái)的要求。

1.南京地鐵寧高城際祿高段宇視監(jiān)控系統(tǒng)概述

現(xiàn)代化的今天，軌道交通運(yùn)營(yíng)閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)已經(jīng)成為保證城市軌道交通安全運(yùn)行、穩(wěn)定運(yùn)行的重要輔助手段。在多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的支持下該系統(tǒng)具有多種功能，能夠?qū)嵤┍O(jiān)控軌道交通運(yùn)行實(shí)際情況，將視頻信息傳輸?shù)娇刂浦行?，以便客觀地顯示軌道交通運(yùn)行情況，如若發(fā)現(xiàn)異常情況，則能夠第一時(shí)間下達(dá)指令，以便控制相關(guān)設(shè)備，使之有針對(duì)性地、有效地運(yùn)行，隔絕異常情況。同時(shí)，發(fā)出警報(bào)，以便相關(guān)工作人員能夠第一時(shí)間了解實(shí)際情況，作出正確反映，采取有效的管控措施，降低異常情況帶來的負(fù)面影響，保障生命財(cái)產(chǎn)安全。

總結(jié)以往工作經(jīng)驗(yàn)，可知軌道交通運(yùn)營(yíng)閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)的構(gòu)成比較簡(jiǎn)單，這就使得其具有諸多優(yōu)點(diǎn)，比如更新升級(jí)、系統(tǒng)維護(hù)比較容易;如若因異常情況而瞬間電源倒換，也不會(huì)給系統(tǒng)正常運(yùn)行帶來負(fù)面影響;設(shè)備本身具有一定的存儲(chǔ)電能的功能，允許帶電熱插拔;系統(tǒng)操作界面模塊設(shè)置比較簡(jiǎn)單，操作更加容易;該系統(tǒng)還具有網(wǎng)管功能，如此即可保證每個(gè)設(shè)備均能接入寬帶，進(jìn)而良好運(yùn)行;各管理服務(wù)器、存儲(chǔ)、編解碼器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的統(tǒng)一管理;又因?yàn)檐囌镜拈]路電視連接到該系統(tǒng)支持的網(wǎng)絡(luò)，這就實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程操作的閉路電視設(shè)備。

因基于先進(jìn)技術(shù)來構(gòu)建的軌道交通運(yùn)營(yíng)閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)，這其中也包括圖像功能設(shè)置，也就是圖像的分辨率較高，符合HDTV標(biāo)準(zhǔn)，而編碼格式則采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的H.264，這就使得系統(tǒng)運(yùn)行的過程中可采集高清的視頻圖像，滿足實(shí)際應(yīng)用所需。

軌道交通運(yùn)營(yíng)閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)與控制中心相連接，該系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，所采集的信息數(shù)據(jù)直接傳輸至控制中心，如此中心調(diào)度人員即可掌握行車情況、票務(wù)情況、店里情況、車站情況等等，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，提出切實(shí)有效的措施加以處理，規(guī)避不良現(xiàn)象，保證軌道交通長(zhǎng)時(shí)間良好運(yùn)行，滿足人們的出行需求。當(dāng)然，因?yàn)檐囌九c控制中心是相互獨(dú)立的，所以要想在控制中心即可了解到車站的實(shí)際情況，應(yīng)當(dāng)在各個(gè)車站設(shè)置監(jiān)控器，如此即可實(shí)時(shí)錄制車站實(shí)際情況，并將視頻信息傳輸?shù)娇刂浦行模绱思纯闪私廛囌具\(yùn)行實(shí)際情概況。需要特別說明視頻信息傳輸過程中高清攝像機(jī)自動(dòng)化處理視頻數(shù)據(jù)是非常重要的一環(huán)，可保證視頻信息清晰準(zhǔn)確。

為了全方位地掌握車站運(yùn)行的實(shí)際情況，需要對(duì)車站整體布局及基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)置實(shí)際情況，選擇最佳角度來安裝高清攝像機(jī)，比如站臺(tái)、站廳、自動(dòng)扶梯、票務(wù)處、轎廂內(nèi)、售票機(jī)處、安檢區(qū)域等等。

對(duì)于高速變化的圖像，其畫面質(zhì)量不得發(fā)生邊緣模糊等現(xiàn)象;避免電磁干擾，當(dāng)列車經(jīng)過站臺(tái)時(shí)，監(jiān)視器畫面不得產(chǎn)生抖動(dòng)、花屏等不正常現(xiàn)象。

在車站上、下行站臺(tái)各設(shè)置1臺(tái)43寸液晶監(jiān)視器，監(jiān)視器前端設(shè)置單路高清視頻解碼器（支持4畫面1080P解碼），實(shí)現(xiàn)列車司機(jī)對(duì)乘客上下車的監(jiān)視功能。

在控制中心調(diào)度大廳，設(shè)顯示大屏（由信號(hào)系統(tǒng)提供）。視頻監(jiān)視系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供全線車站的任意8路圖像信號(hào)至顯示大屏。

本工程專用視頻監(jiān)視系統(tǒng)與公安視頻監(jiān)視系統(tǒng)合設(shè)，共享前端攝像機(jī)、后端設(shè)備（包括以太網(wǎng)交換機(jī)、各類服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備等）。專用視頻監(jiān)視系統(tǒng)為公安視頻監(jiān)視系統(tǒng)提供所有解碼器設(shè)備及設(shè)置于車站警務(wù)室專網(wǎng)視頻監(jiān)視終端軟件。公安視頻監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)置的專網(wǎng)視頻監(jiān)視終端，接入各車站專網(wǎng)視頻交換機(jī)。接口界面在專用視頻監(jiān)視系統(tǒng)交換機(jī)端口處。

視頻監(jiān)控管理軟件平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)如下基本功能：提供統(tǒng)一的視頻操作軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高清圖像的接入、控制和存儲(chǔ)，包括但不限于如下基本功能：電子地圖;提供實(shí)時(shí)監(jiān)視、分組、權(quán)限分級(jí)管理監(jiān)控界面;提供實(shí)時(shí)錄像、多畫面同時(shí)圖像回放功能;可以對(duì)各個(gè)攝像機(jī)輸入通道進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)置;可提供聲光告警顯示功能提示;按錄像的時(shí)間、日期范圍、站名等進(jìn)行分類檢索圖像等功能;同時(shí)支持多用戶同時(shí)瀏覽，各用戶間互不影響等。實(shí)現(xiàn)不同廠商終端設(shè)備的接入，實(shí)現(xiàn)全市軌道交通線網(wǎng)、公安部門等上層機(jī)構(gòu)對(duì)視頻互聯(lián)調(diào)看、控制的需求。

2.系統(tǒng)構(gòu)成

本系統(tǒng)與公安視頻監(jiān)視系統(tǒng)共用高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，地鐵運(yùn)營(yíng)具有優(yōu)先控制權(quán)，公安的調(diào)看控制為最低權(quán)限。優(yōu)先級(jí)應(yīng)可擴(kuò)展，不同調(diào)度員優(yōu)先級(jí)可在控制中心通過軟件調(diào)整，調(diào)整方式靈活快捷，所有云臺(tái)的優(yōu)先級(jí)均可靈活設(shè)置。

系統(tǒng)滿足公安系統(tǒng)接入的分級(jí)及接口標(biāo)準(zhǔn)要求。

因軌道交通運(yùn)營(yíng)閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)綜合性功能較強(qiáng)，這就意味著系統(tǒng)構(gòu)成比較復(fù)雜，涵蓋多個(gè)部分。為了保證該系統(tǒng)的能夠良好地運(yùn)行，需要相關(guān)技術(shù)人員能夠掌握系統(tǒng)構(gòu)成的基本原理及基本要素，結(jié)合軌道交通運(yùn)行的實(shí)際需求，科學(xué)合理地規(guī)劃改系統(tǒng)，注重合理地應(yīng)用高新技術(shù)，如此勢(shì)必能夠保證高清攝像機(jī)可實(shí)施錄取站臺(tái)視頻信息，并將其傳輸?shù)酱鎯?chǔ)設(shè)備，加以存儲(chǔ)，方面相關(guān)工作人員隨時(shí)應(yīng)用。

客觀來講，系統(tǒng)運(yùn)行的過程中可能受到某些因素的影響，比如認(rèn)為因素、配件因素等，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法正常運(yùn)行，相應(yīng)的能夠切實(shí)有效地管控軌道交通。為了避免以上情況發(fā)生，高度重視并且有效實(shí)施綜合管理是非常適合。

就以寧高城際祿高段CCTV系統(tǒng)來講，它是一個(gè)系統(tǒng)工程，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等諸多陷阱技術(shù)支持下，集合系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際需求，優(yōu)化調(diào)整，如此勢(shì)必能夠大大提高系統(tǒng)的有效性、安全性。但部分監(jiān)控廠商并沒有正確認(rèn)識(shí)到智能化、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控的重要性，優(yōu)化設(shè)置網(wǎng)絡(luò)監(jiān)

控組件，導(dǎo)致其功能有限，使用效果不高。這也側(cè)面說明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在問題。而立足于當(dāng)下，創(chuàng)新調(diào)整CCTV系統(tǒng)，即可根據(jù)實(shí)際需求來選用適合的高新技術(shù)及配套設(shè)備，以便流媒體服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)存服務(wù)器、設(shè)備代理服務(wù)器均良好使用，可收集相關(guān)信息，并對(duì)其予以整理、處理及存儲(chǔ)，以滿足實(shí)際工作需求。

為了能夠提高CCTV系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，在具體設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的過程中，采用了嵌入式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，結(jié)合系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)際需求，合理地設(shè)置網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)安防軟件等，同時(shí)考慮系統(tǒng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)需求較高，還要深入地當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)是否能滿足實(shí)際需求，進(jìn)而提出針對(duì)性的、有效性的優(yōu)化措施，合理設(shè)置網(wǎng)絡(luò)，營(yíng)造良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。為了寧高城際祿高段CCTV系統(tǒng)視頻監(jiān)控有效應(yīng)用，還應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，保證組織架構(gòu)設(shè)置合理，以便其更加高效、穩(wěn)定、可靠，可支持CCTV系統(tǒng)良好運(yùn)行，滿足視頻信息查看、使用等需求。所選方案能針對(duì)監(jiān)控、報(bào)警及智能分析等多媒體綜合管理應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化融合設(shè)計(jì)，可以更好的支持未來可視化多媒體融合應(yīng)用。

順應(yīng)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，我們選擇基于在IP網(wǎng)絡(luò)、IP視頻應(yīng)用及IPSAN存儲(chǔ)等領(lǐng)域長(zhǎng)期的技術(shù)積累的宇視IP智能監(jiān)控解決方案，以標(biāo)準(zhǔn)、開放、高質(zhì)和高度融合的IP技術(shù)，可以有效地解決寧高城際祿高段CCTV系統(tǒng)面臨的新課題，充分滿足“看控存管用”本質(zhì)需求。

3.地鐵車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1車站視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

在車站視頻監(jiān)控子系統(tǒng)建設(shè)方面，不僅可以為圖像的地理信息助益，而且還可以完整保存時(shí)間信息，使畫面在視頻矩陣中實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)，基于車站車控室的監(jiān)控器調(diào)用方式，并加強(qiáng)彩色監(jiān)控器的設(shè)置，為車站值班員、警務(wù)工作者了解車站情況提供便捷性，同時(shí)根據(jù)實(shí)際需求，為圖像編制處理提供可行依據(jù)。對(duì)于地下車站，在合成后的站臺(tái)信號(hào)處理方面，凸面鏡在監(jiān)視方面具有較高的應(yīng)用價(jià)值。在控制中心存在車站的圖像調(diào)用需求的情況下，應(yīng)先獲取鍵盤指令，然后視頻編碼器應(yīng)對(duì)模擬圖像的處理加以考慮，以此來對(duì)相應(yīng)的傳輸流進(jìn)行輸出【2】。由于車站體系形式的模擬化特點(diǎn)顯著，在實(shí)際傳輸過程中，編解碼的流程嚴(yán)重缺失，對(duì)此本地區(qū)的視頻時(shí)間應(yīng)在50ms以下，從而給予地鐵視頻監(jiān)控子系統(tǒng)建設(shè)強(qiáng)有力的支撐。

3.2控制中心視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

分析視頻監(jiān)控圖像轉(zhuǎn)換流程，首先，在視頻監(jiān)控體系中，應(yīng)加強(qiáng)視頻服務(wù)器的構(gòu)建，為發(fā)起切換操作用戶的權(quán)限提供一定的判斷依據(jù)，如果操作用戶為運(yùn)營(yíng)控制中心調(diào)度，可以便利于視頻切換處理;如果車站用戶存在本站點(diǎn)切換的局限，應(yīng)將失敗信息輸入給控制終端。其次，如果權(quán)限允許，服務(wù)器可以對(duì)切換的新圖像和原圖像進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，在確定無誤后，可以將信息實(shí)現(xiàn)向服務(wù)器的順利轉(zhuǎn)換，最后借助服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)向控制視頻監(jiān)控體系的有效控制。

控制中心系統(tǒng)圖如下：

4系統(tǒng)功能

本次方案采用宇視IMOS高性能監(jiān)控系統(tǒng)，該解決方案已經(jīng)成功在國(guó)內(nèi)多條地鐵線有成功應(yīng)用案例。

滿足實(shí)際需求，需要個(gè)性化設(shè)計(jì)IMOS平臺(tái)，應(yīng)當(dāng)以中間件平臺(tái)為切入點(diǎn)，綜合考慮中間件平臺(tái)的組織框架、功能、內(nèi)容等等，收集相關(guān)素材及資料，以便為中間件品臺(tái)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。通常情況下，中間件平臺(tái)設(shè)計(jì)多采用分層設(shè)計(jì)方式，也就是以不同標(biāo)準(zhǔn)來分類信息數(shù)據(jù)，利用信息數(shù)據(jù)來構(gòu)建模型，以此來組成獨(dú)立的、協(xié)同的中間件。中間件平臺(tái)與終端連接采用的是外部接口，這就需要使用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和業(yè)界通用的接口模式，以便信息數(shù)據(jù)傳輸安全、高效、準(zhǔn)確。除了基礎(chǔ)的OS層外，其他各層都允許客戶根據(jù)需要擴(kuò)展自己的插件，從而開發(fā)出更加符合個(gè)性化需要的應(yīng)用平臺(tái)。具體來說，從底向上分為三個(gè)層次：OS層、中間件層、應(yīng)用層。

1）OS層

OS層設(shè)置是否科學(xué)、合理直接關(guān)系到中間件平臺(tái)能否良好的運(yùn)行，它為基礎(chǔ)組成部分，可封裝多個(gè)組成部分，比如操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等。為了滿足軟件或者設(shè)備能夠接入終端，OS層提供了應(yīng)用價(jià)值較高的開放API，如此即可滿足多樣化的需求。當(dāng)然，為了能夠保證OS層開發(fā)良好，需要相關(guān)技術(shù)人員能夠掌握OS層構(gòu)建的基本準(zhǔn)則及要求，同時(shí)詳細(xì)了解從監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)際需求，進(jìn)而選擇適合的操作系統(tǒng)，如此即可監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)。

從本質(zhì)上來講，OS層也可視為中間件系統(tǒng)，但卻與實(shí)際構(gòu)建的中間件有一定差異。這是因?yàn)樵谡麄€(gè)系統(tǒng)開發(fā)的過程中開發(fā)者將OS層視為基礎(chǔ)層面，其應(yīng)該支持中間件平臺(tái)良好運(yùn)行，正因如此設(shè)計(jì)開發(fā)OS層的過程中完全按照標(biāo)準(zhǔn)編寫編碼的。

2）中間件層

中間件層的基本構(gòu)較多，作為IMOS系統(tǒng)的核心部分，首先要了解開發(fā)原理，再次基礎(chǔ)上結(jié)合IMOS系統(tǒng)構(gòu)建的目標(biāo)及應(yīng)用需求，合理地設(shè)置各個(gè)組成部分，如此才能真正提高中間件層的可行性和有效性。比如多媒體信息調(diào)度組件，相關(guān)開發(fā)人員首先要掌握多媒體調(diào)度的基本要求或者準(zhǔn)則，科學(xué)合理地設(shè)置數(shù)據(jù)調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)，以便使數(shù)據(jù)調(diào)度工作能夠更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、有效化的落實(shí)。比如完全標(biāo)準(zhǔn)的SIP通訊協(xié)議，它是由媒體控制模型、媒體點(diǎn)播模型等構(gòu)成的，需要明確IMOS開發(fā)相關(guān)要求，合理地設(shè)置以上模型，以便提高各項(xiàng)功能的應(yīng)用價(jià)值，比如媒體轉(zhuǎn)發(fā)、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊取?/p>

3）應(yīng)用層分析

應(yīng)用層是用于安防監(jiān)控、視頻會(huì)議、應(yīng)急指揮用戶體驗(yàn)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。

5.結(jié)束語

總之，地鐵線路的監(jiān)控是多部門多學(xué)科相互配合的復(fù)雜系統(tǒng)工程，加強(qiáng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用勢(shì)在必行，可以促進(jìn)車站內(nèi)各業(yè)務(wù)部門安全生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行，取得良好的工作效率，并防止事故隱患的發(fā)生。

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