地铁交通安防视频监控系统的方案设计

　作为城市公共交通系统的一个重要组成部分，目前城市轨道交通有地铁、轻轨、市郊铁路、有轨电车，以及悬浮列车等多种类型，被号称为“城市交通的主动脉”。就当前国内城市轨道交通的建设情况来看，地铁交通在其中占据了绝对的份额。因此，本文着手重点介绍地铁交通安防视频监控系统的解决方案。

　　目前，我国各大城市的地铁交通车站、车辆段、停车场等都安装了视频监控系统，实现了对车站、车辆段、停车场情况的24小时安防监控，并发挥了重要作用。尽管视频监控系统在地铁交通中的应用已经比较普及了，但就应用的广度和深度而言，仍然还有很长的路要走;同时，由于现阶段地铁交通的视频监控系统建设方案大量采用的是模拟视频设备和数字视讯设备，因此，怎样应用视频监控乃至整个安防领域出现的新技术、新功能，来加快促使地铁交通视频监控走向更清晰、更完善、更高效的应用;怎样使数字和模拟设备能够很好地融合在一个系统中，并使两者之间能够互联互通、互访互控等等，都变得十分关键了!

　　功能需求

　　视频监控系统作为地铁交通维护和保证运输安全的重要手段，对运营部门来说，可以通过它为控制中心的调度员、各车站值班员、列车司机等提供有关列车运行、防灾救灾、旅客疏导、客流量，以及工作人员上岗情况等方面的视觉信息;对公共安全部门来说，可以通过它为各类乘客纠纷、意外伤亡事件、治安刑事案件等提供客观的图像依据，甚至利用它来反恐、防恐，通过它及时看到并记录事故和灾害发生现场发生的情况，同时也可以对所有警力做出科学正确的调整，通过它实现图像跟着客流走、图像跟着秩序走、图像跟着发案走，建立点对点的扁平化勤务指挥模式。

　　从简约的角度来分析，地铁视频监控系统可看成由机房内和机房外两大部分所组成。机房外的核心设备为摄像机，主要分布在站台、站厅、自动扶梯、部分机房、变电所变压器室、10KV开关柜室、AFC的售票机和闸机、出入口、垂直电梯口及轿厢、出入段线、平交道口及轨行区、停车列检库内外、洗车库等重要公共区域。通过选择不同种类的摄像机和合理的工程布局，来完成整个车站的视频采集，做到无死角、全方位覆盖。机房内的核心设备为控制管理工作站、网关、流媒体服务器、网络录像机、存储设备、编解码器、电视墙、矩阵等，主要分布在车站、换乘站、停车场控制室、运营中心控制中心和车辆段备用控制中心等，通过这些设备来完成系统媒体流的处理、智能分析、控制信令的交互等功能。根据上述分析，可以看出机房内外设备呈现出地域分布广泛、使用环境复杂、设备种类繁多、跨技术体系等特点，因此也对系统的维护管理、互联互通能力要求极高。

　　就目前而言，整个系统需要具有如下功能：实时监看、云台控制、图像选择调用、录像存储、摄像范围控制、优先级设置、字符迭加、智能分析和远程系统管理控制，且能够被综合监控系统所集成等。

　　云台控制及图像选择功能

　　系统要求可按优先级对云台进行控制;摄像机的图像可同时在车站、控制中心和临时/备用控制中心显示和控制，也可在综合监控系统中显示和控制。车站值班员可在本地选择调用本站任一摄像机的图像显示，控制中心的各调度员可远程选择调用本线任一摄像机的图像显示，既可用各种时序自动循环切换，也可由操作人员手动切换。

　　字符迭加功能

　　系统能够将车站站名、摄像机编号及位置、摄像日期和时间、正在控制云台摄像机的操作员名字等信息实时迭加在图像中，且一并显示。

　　视频分配功能

　　每路摄像机的视频图像能够被分成多路图像输出，以满足多个视频监控系统共享同一前端摄像机的要求。

　　实时监视功能

　　系统在同一时刻可对同一路监控画面进行监控，也可以根据需要分别监控不同的监控画面，能够进行单画面及多画面分割显示，如固定监视、循环监视、多画面分割监视。

　　数字录像存储功能

　　视频图像以数字方式实时不间断录像存储,具备解决自溢出、无终止循环存储的功能;具备任意控制点自动定时连续录像、手动录像、预制录像等多种录像模式功能，并可分别设置图像编码技术、清晰度、码流大小、帧率等;具备录像回放、检索功能，回放时不影响正常的录制存储，全分布式视频存储的查询、检索服务，全网存储视频的检索回放，且不影响正常视频的存储功能;多种录像数据呈现功能，如：录像数据提取、录像回放、回放处理功能、检索查询、图像抓拍打印;支持本地的直连存储(DAS)、存储局域网(SAN)和网络附件存储(NAS)等多种存储技术。

　　优先级设置功能

　　具有云台和摄像机的优先级多级设置、分级控制、控制操作延时驻留、云台占用显示等功能。

　　系统智能功能

　　地铁视频监控系统中的公安视频监控系统往往需要对视频图像进行实时视频智能分析，要求具有如可疑物品遗留、穿越禁区报警、视频移动侦测、可疑人员长期滞留、客流量突变告警、和变异告警识别等智能分析功能。

　　系统网管功能

　　可对视频监控系统的设备如摄像机、模拟视频矩阵、控制终端、转码器、画面处理器、存放装置、视频字符迭加器、视频分配器、交换机等进行参数设置、程序设计、故障告警及电源控制管理等综合管理。此外，还包括使用者与权限管理、设备管理、故障管理、网络信息安全管理、日志管理、远程电源管理、时钟同步管理等功能。

　　系统扩展功能

　　设计上采用模块化技术，扩容时不影响既有设备的使用，软件基本不变，硬件只有少量的增加。扩展方式在软、硬件上均简单易行，安全可靠。

　　应用解决方案

　　针对以上应用需求，该地铁视频监控系统分为两套子系统：运营视频监控系统、公安视频监控系统，二者仅共享模拟摄像机、视频分配器等前端处理设备，系统其余部分相对独立。

　　其中运营视频监控系统为二级架构，在车站/换乘站设立二级监控中心，负责监控本站相关情况，在控制/备用中心设立一级监控中心，负责整个线路的远程监控，架构示意如图1所示。

　　

公安视频监控系统为三级架构，在车站/换乘站公安值班室设立三级监控中心，负责监控本站相关情况，在派出所设立二级监控中心，负责监控辖区所在车站/换乘站相关情况，在公交总队设立一级监控中心，负责整个线路的远程监控，架构示意如图2所示。

　　

 

　　远程传输采用建设方专用千兆IP网络进行，IP地址由建设方统一规划。

　　控制中心和车站级调度员通过该系统实时监视车站客流、乘客上下车及车上状况等，确保安全运送乘客;在发生紧急情况时，指挥现场救援及乘客疏导，同时全部摄像机图像的全方位录像可为事后分析原因及查明责任提供相关的视频图像依据。

　　系统提供云台控制及图像选择、实时监看、字符迭加、视频分配、数字监控录像存储、图像回放、优先级设置、智能分析、网管等功能，并可被地铁交通综合监控系统所集成，以使视频监控系统的应用得到进一步扩展。

　　车站系统方案

　　依据现有视频监控系统的设计建设模式，从技术实现方式上，车站视频监控系统可分为两大部分：模拟监控系统和数字网络监控系统。数字监控系统作为新兴技术的管理平台兼容车站、车辆段、停车场的模拟视频系统是必然的结果。该方案通过数字监控系统的“接口网关”，将车站数字和模拟系统很好地融合起来，使两者之间能够互联互通、互访互控。

　　在站台、站厅、自动扶梯、部分机房、变电所变压器室、10KV开关柜室、AFC的售票机和闸机、出入口、垂直电梯口及轿厢、出入段线、平交道口及轨行区、停车列检库内外、洗车库等重要公共区域，通过选择不同种类的摄像机(如高清、宽动态摄像机等)，结合采用合理的工程布局来完成整个车站的视频采集，做到无死角、无遗漏、全方位视频图像覆盖。

　　通过客户端及接口网关控制本站任意一台模拟摄像机云台的转动以及变焦镜头的调节，以各种程序进行循环显示，或手动选择在监视器上显示1/4/6/8/9/10/12/13/15/16画面，调看多画面实时图像和在授权许可条件下点播历史图像;显示摄像机云台被占用的情况;低级别用户只有在高优先级用户释放本站云台控制后，才可对该路云台进行操作。

　　模拟图像通过智能分析编码器转换后，通过车站数字录像设备的统一管理调度存储在网络存放装置上;满足本站全部视频存储的要求;支持RAID0、RAID1、RAID5的盘阵组合及实现全域热备盘的功能，具备至少一块硬盘损坏不影响视频的正常存储及不丢失盘阵中的已存储图像的能力。同时通过智能分析编码器的智能分析功能，完成公安视频监控系统对视频进行实时视频智慧分析的要求。系统需要扩容时，扩容简单，并且不影响现有设备使用，组网示意图如图3所示。

　　

　控制中心系统方案

　　系统的网管系统对视频监视系统的模拟视频矩阵、摄像机、控制终端、转码器、画面分割器、交换机、网络视频录像机、平台服务器、管理服务器、接口网关、存放装置、视频字符迭加及分配器等设备进行参数设置、程序设计、故障告警及电源控制等综合管理;具备使用者与权限管理、设备管理、故障管理、网络信息安全管理、日志管理、远程电源管理、时钟同步等功能。

　　系统中心控制客户端对各个车站所有模拟摄像机摄取的画面进行选择。以各种程序进行循环显示或手动选择预置位，观看任意车站的任意图像或不同调度员同时观看同一幅图像;可以同时显示同一台摄像机的图像，也可以显示同一车站不同摄像机的图像，或不同车站摄像机的图像，并保持图像正常显示;将各站的图像任意地切换到调度大厅的显示大屏上;控制全线任意车站任何一台模拟摄像机云台的转动以及对变焦镜头的调节，对各车站的云台摄像机执行远程俯仰、左右以及焦距等控制操作，以图形方式设置、编辑和修改所有云台摄像机的预置位;以各种程序进行多画面显示、循环显示或手动选择在彩色监视器、大屏上显示任意画面;显示摄像机云台被占用的情况。

　　系统中心控制终端对使用者使用云台和摄像机的优先级进行设置，低级别用户只有在高优先级用户释放本站云台控制后，才可对该路云台进行操作。

　　通过系统数字回放终端可调看任意车站的任意一幅视频录像，可进行实时回放;车站值班员在授权许可情况下，可以回放本站任一路图像的录像数据，组网示意图如图4所示。

　　

 

　　方案特点

　　数模无缝融合

　　现阶段地铁交通视频监控系统中，会牵涉大量的模拟视频设备和数字视讯设备，典型的模拟设备有矩阵、字符迭加器、模拟摄像机、云台、多画面分割器等，典型数字设备有网络视频录像机、存储服务器、安防平台服务器、安防管理服务器、接口网关、磁盘阵列、编码器、译码器、数字回放终端等。该方案能够使这些数字和模拟设备融合在一个系统中，使两者之间能够互联互通、互访互控。

　　协力厂商开放性

　　提供SDK开发包，使视频监控系统作为轨道综合监控系统(ISCS)的子系统之一，完全纳入并统一管理和控制，增加了视频监控系统进一步应用的广度和深度。

　　高标清全相容

　　该方案支持HD/VGA/D1/4CIF/2CIF/CIF/QCIF多种分辨率混用，设备无需和分辨率一一对应，高清处理可贯穿存储、转发、译码、点播整个影像处理过程。

　　灵活智慧分析

　　能够充分结合前端摄像机或编码器提供的智能分析能力，呈现智能行为检测(跨线、消失、出现、计数、越界)、智慧防破坏检测(喷涂、虚焦、移位、遮挡)、智能音讯检测(声音探测、异响探测)、移动侦测等。

　　安全保障可靠

　　系统方案中公安和运营两套视频监控系统在IP网络层面不会产生任何联系，也就是两套系统在IP网络层面是隔离的，这样两套监控系统各自独有的前端摄像机安全问题就得到了很好的解决，极大地提高了系统的安全可靠性。

　　强大网管能力

　　网管能够提供使用者与权限管理、设备管理、故障管理、网络信息安全管理、日志管理、远程电源管理、时钟同步等功能;使视频监控系统的维护管理能力具有电信级的水平。

　　超强相容管理

　　系统兼容国内大量应用的主流厂家IPC/DVS/DVR、门禁系统、报警系统等，具有卓越的设备兼容性和平台管理能力。