一、視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成

　　軌道交通視頻圖像系統(tǒng)分為二部分：一部分是為運(yùn)營(yíng)服務(wù)的閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)，另一部分為*服務(wù)的*視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

　　1、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)

　　閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)是城市軌道交通維護(hù)和保證運(yùn)輸安全的重要手段。它能夠?yàn)榭刂浦行牡恼{(diào)度員、各車(chē)站值班員、列車(chē)司機(jī)等提供有關(guān)列車(chē)運(yùn)行、防災(zāi)救災(zāi)、旅客疏導(dǎo)以及社會(huì)治安等方面的視覺(jué)信息，由控制中心監(jiān)視和車(chē)站現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視兩大部分構(gòu)成。采用中心遠(yuǎn)程監(jiān)控和車(chē)站本地監(jiān)控方式，組成完整的兩級(jí)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)。用戶(hù)可在任何一個(gè)站點(diǎn)根據(jù)*訪(fǎng)問(wèn)實(shí)時(shí)圖像和歷史圖像。各車(chē)站視頻信號(hào)，除本站監(jiān)視外，可通過(guò)視頻數(shù)字編碼器編碼后送至車(chē)站的以太網(wǎng)交換機(jī)及傳輸設(shè)備，控制中心接收并進(jìn)行相應(yīng)解碼處理后，送入控制中心視頻顯示設(shè)備。

　　車(chē)站的圖像攝取范圍為每站的站臺(tái)、站廳、自動(dòng)扶梯、無(wú)人值守機(jī)房、 變電所變壓器室及10KV開(kāi)關(guān)柜室等處，還應(yīng)覆蓋AFC的售票機(jī)和閘機(jī)、出入口、垂直電梯口及轎廂等；車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)的圖像攝取范圍為信號(hào)樓的重要樓層（臨時(shí)控制中心調(diào)度室、段/場(chǎng)控制室）、出入口、岔道口、停車(chē)列檢庫(kù)內(nèi)、聯(lián)合檢修庫(kù)內(nèi)、軌道車(chē)庫(kù)內(nèi)、試車(chē)線(xiàn)及重要公共區(qū)域等。

　　2、*圖像監(jiān)控系統(tǒng)

　　*視頻監(jiān)控系統(tǒng)是針對(duì)*業(yè)務(wù)需要而建設(shè)的，是“民警的眼睛”，因而其監(jiān)控區(qū)域應(yīng)盡量不留死角，要做到將整個(gè)地鐵車(chē)站納入民警的視線(xiàn)范圍，系統(tǒng)由本地監(jiān)視、異地監(jiān)視（公交總隊(duì)監(jiān)視全線(xiàn)、派出所監(jiān)視轄區(qū)）兩部分構(gòu)成，組成一個(gè)統(tǒng)一的閉路電視監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)。全網(wǎng)由圖像攝取、圖像顯示及錄制、本地控制、異地控制、視頻信號(hào)傳輸?shù)炔糠纸M成。

　　車(chē)站的圖像攝取范圍為除了共享所有運(yùn)營(yíng)前端攝像機(jī)以外同時(shí)根據(jù)*部門(mén)的監(jiān)視需要，在地鐵進(jìn)出站口、通道及通道拐彎處、廁所通道、站外廣場(chǎng)等位置增設(shè)攝像機(jī)以達(dá)到*部門(mén)對(duì)視頻覆蓋的要求。在車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)的周界位置增設(shè)攝像機(jī)，另外對(duì)于在地面線(xiàn)路及地下線(xiàn)與地上線(xiàn)交界處的線(xiàn)路高度在5米以下的區(qū)域，加裝以智能視頻分析為核心、以周界防護(hù)及聲光報(bào)警為補(bǔ)充的完善的自動(dòng)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。在距地面5米以上線(xiàn)路區(qū)域，設(shè)常規(guī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。 

二、軌道交通視頻圖像系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

　　1、視頻監(jiān)控產(chǎn)品應(yīng)用分析

　?。ㄒ唬┰O(shè)備需求分析及設(shè)備選型

　　在軌道交通視頻圖像系統(tǒng)眾多設(shè)備中，以前端攝像機(jī)、儲(chǔ)存設(shè)備和編解碼設(shè)備占的比重zui大，大約占整系統(tǒng)投資的70%，其中攝像機(jī)占10%，儲(chǔ)存設(shè)備占25%，視頻編解碼占35%。

　　1）攝像機(jī)

　　其中前端攝像機(jī)地下站以單彩色540線(xiàn)為主，地面和高架站以彩色黑白轉(zhuǎn)換540線(xiàn)為主，半球攝像機(jī)受安裝位置的影響，一般使用防暴型?？烨蛞蟛捎梅雷o(hù)等級(jí)到達(dá)IP66的設(shè)備。攝像機(jī)都要求支持寬動(dòng)態(tài)，高清晰度，尤其是在地面站和高架站光線(xiàn)變化較大的地方。

　　在前端攝像機(jī)方面就目前情況每個(gè)車(chē)站，（標(biāo)準(zhǔn)站/換乘站）一般設(shè)置64～128臺(tái)攝像機(jī)，其中快球攝像機(jī)10～20臺(tái)，固定槍型攝像機(jī)和防暴半球攝像機(jī)各30～50臺(tái)，采用分布式架構(gòu)，車(chē)站設(shè)置視頻矩陣、網(wǎng)絡(luò)錄像儲(chǔ)存設(shè)備、視頻編碼設(shè)備等。

　　2）儲(chǔ)存設(shè)備

　　儲(chǔ)存設(shè)備（簡(jiǎn)稱(chēng)NVR）要求至少提供2個(gè)千兆網(wǎng)絡(luò)接口，提供的存儲(chǔ)容量、IO性能應(yīng)能滿(mǎn)足本站全部視頻存儲(chǔ)15天（按24個(gè)小時(shí)/天，圖像分辨率為D1，碼流不低于2M）及支持10個(gè)客戶(hù)端同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)的能力。并提供電源冗余保護(hù)，支持RAID0、RAID1、RAID5的盤(pán)陣組合，可提供至少一塊磁盤(pán)損害不影響視頻的正常存儲(chǔ)及不丟失盤(pán)陣中的已存儲(chǔ)圖像的能力，支持在線(xiàn)的對(duì)損壞磁盤(pán)的更換，支持通過(guò)增加硬盤(pán)數(shù)量、硬盤(pán)容量來(lái)擴(kuò)展存儲(chǔ)空間的能力，在必要情況下，可提供通過(guò)編程自動(dòng)實(shí)現(xiàn)減幀操作的方式節(jié)約有限的磁盤(pán)空間、延長(zhǎng)圖像的存儲(chǔ)時(shí)間。

　　3）視頻編解碼設(shè)備

　　視頻編解碼設(shè)備以?xún)煞N格式，MPEG-2和MPEG-4格式一體機(jī)為主。傳輸和錄像采用不同格式，緩解了機(jī)柜內(nèi)設(shè)備配線(xiàn)多，設(shè)備多的麻煩。

　　視頻編解碼設(shè)備要求視頻同時(shí)編制MPEG-2和MPEG-4格式，MPEG-2的格式用于實(shí)時(shí)視頻傳輸，MPEG-4的格式用于錄像，還要支持音頻輸入；系統(tǒng)延時(shí)：圖像的一次編解碼延時(shí)≤300ms；從任意用戶(hù)發(fā)出指令到圖像按照要求移動(dòng)的整體時(shí)延≤500ms；自控制動(dòng)作發(fā)生到新圖像出現(xiàn)整體時(shí)延≤ 1s；錄像數(shù)據(jù)可添加指紋信息（WATERMARKING）防止錄像數(shù)據(jù)被非法篡改，錄像查詢(xún)工具能夠檢查錄像數(shù)據(jù)的安全信息，如果發(fā)現(xiàn)文件被篡改能夠向用戶(hù)發(fā)出提示信息。

　　（二）產(chǎn)品主要以品牌為主

　　在軌道交通的視頻圖像系統(tǒng)中使用的都是中的設(shè)備，以北京為例，前端固定槍型攝像機(jī)和防暴半球攝像機(jī)基本以SONY品牌為主，快球攝像機(jī)和視頻矩陣基本以PELCO為主，網(wǎng)絡(luò)錄像儲(chǔ)存設(shè)備以HP的為主，視頻編碼設(shè)備以進(jìn)口品牌為主，其中在五號(hào)線(xiàn)*圖像監(jiān)控系統(tǒng)、八通線(xiàn)*圖像監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)線(xiàn)*圖像監(jiān)控系統(tǒng)中使用的是以色列NICE編碼器。這樣的設(shè)備配置是與軌道交通的特點(diǎn)密不可分的，軌道交通視頻圖像系統(tǒng)建設(shè)周期長(zhǎng)（一般從招投標(biāo)到竣工需要2～3年）、建設(shè)初期現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣（無(wú)正式電源、電壓不夠、灰塵大、潮濕等）、正式運(yùn)營(yíng)后設(shè)備不允許斷電，檢修需要在停運(yùn)后（1：00～4：00）由于這樣的工程特點(diǎn)就要求設(shè)備必須有*的可靠性，通過(guò)使用品牌和成熟設(shè)備或有軌道交通開(kāi)通案例的設(shè)備無(wú)疑是的選擇。而國(guó)產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，技術(shù)指標(biāo)虛高是導(dǎo)致在軌道交通中應(yīng)用少的直接原因。

　　2、新技術(shù)應(yīng)用情況

　　1）視頻分析技術(shù)在軌道交通的應(yīng)用

　　地鐵運(yùn)營(yíng)于相對(duì)狹小封閉的地下空間內(nèi)，人員密集，屬于易受攻擊與破壞的敏感區(qū)域，因此有效保衛(wèi)地鐵的安全是*圖像監(jiān)控系統(tǒng)的重要任務(wù)。隨著站臺(tái)攝像機(jī)的不斷增加，如果僅憑值班員的主動(dòng)監(jiān)視去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，則很不現(xiàn)實(shí)。視頻分析系統(tǒng)將操作員從以前的盲目監(jiān)視轉(zhuǎn)化為現(xiàn)在的自動(dòng)偵測(cè)、主動(dòng)報(bào)警，從而大幅度的提高了安全防范能力。

　　目前北京所有在建線(xiàn)和已建線(xiàn)的*視頻監(jiān)控工程中，每個(gè)車(chē)站均配備了四路視頻分析系統(tǒng)。主要進(jìn)行了以下應(yīng)用：在站臺(tái)或站廳設(shè)置可疑物品分析，可以向民警及時(shí)發(fā)出可疑物品的報(bào)警；在工作區(qū)域設(shè)置入侵的視頻分析，對(duì)乘客非法闖入工作區(qū)范圍進(jìn)行報(bào)警，該方式還可以與門(mén)禁系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，對(duì)防尾隨入侵進(jìn)行報(bào)警；在通道設(shè)置安全性的視頻分析，主要是在廁所通道和出入口通道以及換乘通道，zui近在地鐵的廁所通道經(jīng)常發(fā)生脅迫等暴力行為，視頻分析系統(tǒng)可以在該類(lèi)地區(qū)設(shè)置如下比較規(guī)則：對(duì)有人長(zhǎng)時(shí)間在通道逗留進(jìn)行報(bào)警，對(duì)有人在通道劇烈活動(dòng)進(jìn)行報(bào)警；對(duì)設(shè)定區(qū)域內(nèi)人流過(guò)多視頻分析應(yīng)用，可以設(shè)置自動(dòng)探測(cè)高人流量/排隊(duì)人龍及報(bào)警或在設(shè)定的區(qū)域內(nèi)人流過(guò)多自動(dòng)報(bào)警，可以提早對(duì)潛在危險(xiǎn)地區(qū)報(bào)警，更有效調(diào)配安保人員。

　　目前，地鐵新建線(xiàn)路中均已考慮視頻分析系統(tǒng)，同時(shí)既有線(xiàn)也在陸續(xù)增加視頻分析。隨著系統(tǒng)的日趨完善，價(jià)格的下降，每站的視頻分析路數(shù)將會(huì)由原有的每站4路增加為多路，甚至每路。 

        2）雙編解碼技術(shù)的應(yīng)用

　　在以往其他領(lǐng)域的視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)中都是采用單一的編碼方式，如MJPEG或MPEG-2進(jìn)行圖像傳輸，另外再單獨(dú)設(shè)置硬盤(pán)錄像機(jī)（DVR）進(jìn)行圖像存儲(chǔ)，這種方式存在以下缺陷：硬盤(pán)錄像機(jī)的錄像調(diào)用極不方便，不能支持多用戶(hù)或多網(wǎng)絡(luò)的調(diào)用；硬盤(pán)錄像機(jī)的圖像清晰度沒(méi)有編碼器高；硬盤(pán)錄像機(jī)沒(méi)有編碼器的可靠性高；硬盤(pán)錄像機(jī)的儲(chǔ)存容量有限不易擴(kuò)容；編碼器和硬盤(pán)錄像機(jī)是兩套獨(dú)立系統(tǒng)，不利于系統(tǒng)的整體維護(hù)。

　　基于上述原因，在軌道交通視頻圖像系統(tǒng)中，使用了雙編碼技術(shù)的編碼器，在以往的視頻編解碼設(shè)備中，只能編制MPEG-2或MPEG-4的一種格式，但碼流可以調(diào)整。 MPEG-2：清晰度好但數(shù)據(jù)量較大，不便于儲(chǔ)存和在帶寬較小的網(wǎng)絡(luò)中傳輸； MPEG-4：數(shù)據(jù)量較小但圖像清晰度較差，不利于大屏幕顯示。采用雙編碼技術(shù)的編碼器，可以同時(shí)編制二種碼流，一種是MPEG-2碼流，用于視頻傳輸和顯示；另一種是MPEG-4碼流，用于視頻儲(chǔ)存，二種碼流的圖像分辨率均可設(shè)置為D1。以往工程中需要安裝2套編解碼器，才能解決傳輸和存儲(chǔ)的問(wèn)題，現(xiàn)在使用一臺(tái)編碼器就可以完成。地鐵的傳輸骨干帶寬都在2.5G或10G，網(wǎng)絡(luò)帶寬足夠MPEG-2視頻碼流的傳輸，所以該設(shè)備地鐵圖像監(jiān)控方式。

　　3）網(wǎng)管系統(tǒng)的應(yīng)用

　　首先安防系統(tǒng)是一個(gè)包括眾多子系統(tǒng)組成的完整系統(tǒng)，不同系統(tǒng)、不同專(zhuān)業(yè)需要實(shí)現(xiàn)各種通訊及聯(lián)動(dòng)，視頻圖像系統(tǒng)并不是一個(gè)*孤立的系統(tǒng)。所以需要一套網(wǎng)管來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理，網(wǎng)管系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，涉及眾多設(shè)備、眾多不同專(zhuān)業(yè)，例如需要配合專(zhuān)網(wǎng)集中告警平臺(tái)、時(shí)鐘系統(tǒng)，管理運(yùn)營(yíng)專(zhuān)網(wǎng)的視頻圖像系統(tǒng)全部設(shè)備。系統(tǒng)詳細(xì)功能如下：

　　◆ 故障管理功能

　　負(fù)責(zé)對(duì)全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)故障告警等綜合管理。識(shí)別系統(tǒng)故障，能對(duì)系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生的故障進(jìn)行定位。能報(bào)告所有告警信號(hào)及其記錄的細(xì)節(jié)，具有告警過(guò)濾和遮蔽功能。

　　◆ 電源管理功能

　　定時(shí)電源開(kāi)關(guān)機(jī)和電源的遠(yuǎn)程控制。

　　◆ 時(shí)鐘同步信號(hào)輸入

　　在控制中心將標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)接入網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器將隨時(shí)接收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘的校準(zhǔn)；通過(guò)網(wǎng)管通訊，將標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)送入車(chē)站各個(gè)相應(yīng)的設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)了全線(xiàn)的統(tǒng)一開(kāi)關(guān)機(jī)的時(shí)鐘效準(zhǔn)，以及攝像機(jī)疊加標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和錄像記錄時(shí)間準(zhǔn)確的要求。

　　◆ 綜合告警系統(tǒng)的輸出

　　當(dāng)本系統(tǒng)發(fā)生故障告警后，本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器通過(guò)以太網(wǎng)使用與傳輸網(wǎng)管平臺(tái)建立的協(xié)議將故障信息發(fā)送給綜合告警系統(tǒng)；故障解除后將解除信息發(fā)送給綜合告警系統(tǒng)。

　　◆ 設(shè)備的配置功能

　　強(qiáng)大的設(shè)備配置管理功能，可使用戶(hù)利用圖形化的界面、各種菜單，直觀(guān)方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行快速簡(jiǎn)單的設(shè)置，直觀(guān)的以按鈕、圖像標(biāo)識(shí)、地形圖等表現(xiàn)形式，使操作和控制過(guò)程簡(jiǎn)化。將攝像機(jī)、矩陣、四畫(huà)面、控制鍵盤(pán)、控制終端、編解碼器、視頻存儲(chǔ)服務(wù)器統(tǒng)一到網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器來(lái)進(jìn)行管理，可以對(duì)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、視頻連接設(shè)置、遠(yuǎn)程重啟設(shè)備等等，這些工作都可以在這里完成，而不需要到前端進(jìn)行設(shè)置，是管理設(shè)備非常好的工具。

　　◆ 安全管理

　　用戶(hù)管理采用權(quán)限分級(jí)控制。權(quán)限將根據(jù)功能劃分來(lái)定義（如進(jìn)入和退出監(jiān)控軟件、修改口令、連接遠(yuǎn)端、控制遠(yuǎn)程攝像機(jī)和云臺(tái)、控制遠(yuǎn)程受控端監(jiān)控終端的輸出設(shè)置圖像自動(dòng)切換的方式和時(shí)間等權(quán)限）。定義用戶(hù)組（如超級(jí)管理員、普通管理員、一般操作員等）。用戶(hù)密碼將進(jìn)行加密。

　　◆ 性能管理

　　控制中心網(wǎng)管終端內(nèi)可以監(jiān)視和控制網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行參數(shù)；在網(wǎng)管終端內(nèi)運(yùn)行的軟件可以和其它系統(tǒng)進(jìn)行連接，并利用在網(wǎng)管終端內(nèi)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能產(chǎn)生相應(yīng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。通過(guò)相應(yīng)的系統(tǒng)優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)管理人員可利用此工具保證和優(yōu)化服務(wù)質(zhì)量。

　　4）冗余技術(shù)的應(yīng)用

　　軌道交通視頻圖像系統(tǒng)不同于其他行業(yè)的安防系統(tǒng)，軌道交通的視頻圖像系統(tǒng)要求有更高的可靠性和抗打擊能力，這就要求要從多個(gè)方面進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)在任何情況下都可能發(fā)揮其應(yīng)有作用。具體使用了以下技術(shù)：系統(tǒng)級(jí)的冗余設(shè)計(jì)（數(shù)字+模擬的設(shè)計(jì)）、網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計(jì)、軟件平臺(tái)冗余設(shè)計(jì)（雙機(jī)熱備）、儲(chǔ)存系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)。

三、軌道交通視頻圖像系統(tǒng)的應(yīng)用存在的問(wèn)題和發(fā)展方向

　　隨著城市軌道交通建設(shè)的發(fā)展，軌道交通線(xiàn)路逐漸增多，視頻圖像系統(tǒng)在實(shí)際營(yíng)運(yùn)中也遇到了一些問(wèn)題：

　　由于各條線(xiàn)路編解碼設(shè)備應(yīng)用品牌的不統(tǒng)一，編解碼格式不統(tǒng)一，碼流不統(tǒng)一等問(wèn)題，直接造成各線(xiàn)圖像質(zhì)量的不一致。在目前的應(yīng)用中表現(xiàn)在為各線(xiàn)采用不同的編解碼格式、不同的碼流設(shè)置，由此造成各線(xiàn)的圖像質(zhì)量不一致；即使在編解碼格式相同，碼流相同的前提下，不同品牌的編解碼器也存在差異，由此造成的圖像質(zhì)量不一致。這樣還不能稱(chēng)的上是一個(gè)完善的城市地鐵視頻圖像系統(tǒng)。為了建設(shè)高質(zhì)量的視頻圖像系統(tǒng)，在未來(lái)的建設(shè)中首先應(yīng)使各線(xiàn)采用的編解碼設(shè)備編碼制式的*統(tǒng)一。隨著政府對(duì)城市軌道交通建設(shè)的重視，相關(guān)方對(duì)圖像質(zhì)量要求的不斷提高，在*統(tǒng)一的編碼器制式基礎(chǔ)上，高清格式的編解碼設(shè)備是未來(lái)一大趨勢(shì)。

　　*對(duì)軌道交通的監(jiān)管度的提高，視頻圖像系統(tǒng)前端設(shè)備逐漸增多，圖像存儲(chǔ)時(shí)間逐漸加長(zhǎng)，存儲(chǔ)碼流逐漸加大等因素，目前采用的分布式存儲(chǔ)已經(jīng)不能滿(mǎn)足需求。在未來(lái)的地鐵圖像系統(tǒng)建設(shè)中集中式存儲(chǔ)已成為趨勢(shì)，會(huì)逐步取代分布式存儲(chǔ)，成為主流。