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：一部分是為運營服務(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和保證運輸安全的重要手段。它能夠為控制中心的調(diào)度員、各車站值班員、列車司機等提供有關(guān)列車運行、防災救災、旅客疏導以及社會治安等方面的視覺信息，由控制中心監(jiān)視和車站現(xiàn)場監(jiān)視兩大部分構(gòu)成。采用中心遠程監(jiān)控和車站本地監(jiān)控方式，組成完整的兩級監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)。用戶可在任何一個站點根據(jù)*訪問實時圖像和歷史圖像。各車站視頻信號，除本站監(jiān)視外，可通過視頻數(shù)字編碼器編碼后送至車站的以太網(wǎng)交換機及傳輸設(shè)備，控制中心接收并進行相應(yīng)解碼處理后，送入控制中心視頻顯示設(shè)備。

　　車站的圖像攝取范圍為每站的站臺、站廳、自動扶梯、無人值守機房、 變電所變壓器室及10KV開關(guān)柜室等處，還應(yīng)覆蓋AFC的售票機和閘機、出入口、垂直電梯口及轎廂等；車輛段/停車場的圖像攝取范圍為信號樓的重要樓層（臨時控制中心調(diào)度室、段/場控制室）、出入口、岔道口、停車列檢庫內(nèi)、聯(lián)合檢修庫內(nèi)、軌道車庫內(nèi)、試車線及重要公共區(qū)域等。

　　2、*圖像監(jiān)控系統(tǒng)

　　*視頻監(jiān)控系統(tǒng)是針對*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，要做到將整個地鐵車站納入民警的視線范圍，系統(tǒng)由本地監(jiān)視、異地監(jiān)視（公交總隊監(jiān)視全線、派出所監(jiān)視轄區(qū)）兩部分構(gòu)成，組成一個統(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、視頻信號傳輸?shù)炔糠纸M成。

　　車站的圖像攝取范圍為除了共享所有運營前端攝像機以外同時根據(jù)*部門的監(jiān)視需要，在地鐵進出站口、通道及通道拐彎處、廁所通道、站外廣場等位置增設(shè)攝像機以達到*部門對視頻覆蓋的要求。在車輛段/停車場的周界位置增設(shè)攝像機，另外對于在地面線路及地下線與地上線交界處的線路高度在5米以下的區(qū)域，加裝以智能視頻分析為核心、以周界防護及聲光報警為補充的完善的自動監(jiān)控報警系統(tǒng)。在距地面5米以上線路區(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、儲存設(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%，其中攝像機占10%，儲存設(shè)備占25%，視頻編解碼占35%。

　　1）攝像機

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

　　在前端攝像機方面就目前情況每個車站，（標準站/換乘站）一般設(shè)置64～128臺攝像機，其中快球攝像機10～20臺，固定槍型攝像機和防暴半球攝像機各30～50臺，采用分布式架構(gòu)，車站設(shè)置視頻矩陣、網(wǎng)絡(luò)錄像儲存設(shè)備、視頻編碼設(shè)備等。

　　2）儲存設(shè)備

　　儲存設(shè)備（簡稱NVR）要求至少提供2個千兆網(wǎng)絡(luò)接口，提供的存儲容量、IO性能應(yīng)能滿足本站全部視頻存儲15天（按24個小時/天，圖像分辨率為D1，碼流不低于2M）及支持10個客戶端同時訪問的能力。并提供電源冗余保護，支持RAID0、RAID1、RAID5的盤陣組合，可提供至少一塊磁盤損害不影響視頻的正常存儲及不丟失盤陣中的已存儲圖像的能力，支持在線的對損壞磁盤的更換，支持通過增加硬盤數(shù)量、硬盤容量來擴展存儲空間的能力，在必要情況下，可提供通過編程自動實現(xiàn)減幀操作的方式節(jié)約有限的磁盤空間、延長圖像的存儲時間。

　　3）視頻編解碼設(shè)備

　　視頻編解碼設(shè)備以兩種格式，MPEG-2和MPEG-4格式一體機為主。傳輸和錄像采用不同格式，緩解了機柜內(nèi)設(shè)備配線多，設(shè)備多的麻煩。

　　視頻編解碼設(shè)備要求視頻同時編制MPEG-2和MPEG-4格式，MPEG-2的格式用于實時視頻傳輸，MPEG-4的格式用于錄像，還要支持音頻輸入；系統(tǒng)延時：圖像的一次編解碼延時≤300ms；從任意用戶發(fā)出指令到圖像按照要求移動的整體時延≤500ms；自控制動作發(fā)生到新圖像出現(xiàn)整體時延≤ 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發(fā)出提示信息。

　?。ǘ┊a(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和防暴半球攝像機基本以SONY品牌為主，快球攝像機和視頻矩陣基本以PELCO為主，網(wǎng)絡(luò)錄像儲存設(shè)備以HP的為主，視頻編碼設(shè)備以進口品牌為主，其中在五號線*圖像監(jiān)控系統(tǒng)、八通線*圖像監(jiān)控系統(tǒng)、機場線運營閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、機場線*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密不可分的，軌道交通視頻圖像系統(tǒng)建設(shè)周期長（一般從招投標到竣工需要2～3年）、建設(shè)初期現(xiàn)場環(huán)境惡劣（無正式電源、電壓不夠、灰塵大、潮濕等）、正式運營后設(shè)備不允許斷電，檢修需要在停運后（1：00～4：00）由于這樣的工程特點就要求設(shè)備必須有*的可靠性，通過使用品牌和成熟設(shè)備或有軌道交通開通案例的設(shè)備無疑是的選擇。而國產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，技術(shù)指標虛高是導致在軌道交通中應(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

　　地鐵運營于相對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)。隨著站臺攝像機的不斷增加，如果僅憑值班員的主動監(jiān)視去發(fā)現(xiàn)問題，則很不現(xiàn)實。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)在的自動偵測、主動報警，從而大幅度的提高了安全防范能力。

　　目前北京所有在建線和已建線的*視頻監(jiān)控工程中，每個車站均配備了四路視頻分析系統(tǒng)。主要進行了以下應(yīng)用：在站臺或站廳設(shè)置可疑物品分析，可以向民警及時發(fā)出可疑物品的報警；在工作區(qū)域設(shè)置入侵的視頻分析，對乘客非法闖入工作區(qū)范圍進行報警，該方式還可以與門禁系統(tǒng)進行聯(lián)動，對防尾隨入侵進行報警；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)可以在該類地區(qū)設(shè)置如下比較規(guī)則：對有人長時間在通道逗留進行報警，對有人在通道劇烈活動進行報警；對設(shè)定區(qū)域內(nèi)人流過多視頻分析應(yīng)用，可以設(shè)置自動探測高人流量/排隊人龍及報警或在設(shè)定的區(qū)域內(nèi)人流過多自動報警，可以提早對潛在危險地區(qū)報警，更有效調(diào)配安保人員。

　　目前，地鐵新建線路中均已考慮視頻分析系統(tǒng)，同時既有線也在陸續(xù)增加視頻分析。隨著系統(tǒng)的日趨完善，價格的下降，每站的視頻分析路數(shù)將會由原有的每站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進行圖像傳輸，另外再單獨設(shè)置硬盤錄像機（DVR）進行圖像存儲，這種方式存在以下缺陷：硬盤錄像機的錄像調(diào)用極不方便，不能支持多用戶或多網(wǎng)絡(luò)的調(diào)用；硬盤錄像機的圖像清晰度沒有編碼器高；硬盤錄像機沒有編碼器的可靠性高；硬盤錄像機的儲存容量有限不易擴容；編碼器和硬盤錄像機是兩套獨立系統(tǒng)，不利于系統(tǒng)的整體維護。

　　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的問題，現(xiàn)在使用一臺編碼器就可以完成。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)是一個包括眾多子系統(tǒng)組成的完整系統(tǒng)，不同系統(tǒng)、不同專業(yè)需要實現(xiàn)各種通訊及聯(lián)動，視頻圖像系統(tǒng)并不是一個*孤立的系統(tǒng)。所以需要一套網(wǎng)管來對系統(tǒng)進行管理，網(wǎng)管系統(tǒng)是非常復雜的，涉及眾多設(shè)備、眾多不同專業(yè)，例如需要配合專網(wǎng)集中告警平臺、時鐘系統(tǒng)，管理運營專網(wǎng)的視頻圖像系統(tǒng)全部設(shè)備。系統(tǒng)詳細功能如下：

　　◆ 故障管理功能

　　負責對全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備實現(xiàn)故障告警等綜合管理。識別系統(tǒng)故障，能對系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生的故障進行定位。能報告所有告警信號及其記錄的細節(jié)，具有告警過濾和遮蔽功能。

　　◆ 電源管理功能

　　定時電源開關(guān)機和電源的遠程控制。

　　◆ 時鐘同步信號輸入

　　在控制中心將標準時鐘信號接入網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器將隨時接收標準時鐘的校準；通過網(wǎng)管通訊，將標準時鐘信號送入車站各個相應(yīng)的設(shè)備，從而實現(xiàn)了全線的統(tǒng)一開關(guān)機的時鐘效準，以及攝像機疊加標準時間和錄像記錄時間準確的要求。

　　◆ 綜合告警系統(tǒng)的輸出

　　當本系統(tǒng)發(fā)生故障告警后，本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器通過以太網(wǎng)使用與傳輸網(wǎng)管平臺建立的協(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

　　強大的設(shè)備配置管理功能，可使用戶利用圖形化的界面、各種菜單，直觀方便的對系統(tǒng)進行快速簡單的設(shè)置，直觀的以按鈕、圖像標識、地形圖等表現(xiàn)形式，使操作和控制過程簡化。將攝像機、矩陣、四畫面、控制鍵盤、控制終端、編解碼器、視頻存儲服務(wù)器統(tǒng)一到網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器來進行管理，可以對單個設(shè)備進行參數(shù)設(shè)置、視頻連接設(shè)置、遠程重啟設(shè)備等等，這些工作都可以在這里完成，而不需要到前端進行設(shè)置，是管理設(shè)備非常好的工具。

　　◆ 安全管理

　　用戶管理采用權(quán)限分級控制。權(quán)限將根據(jù)功能劃分來定義（如進入和退出監(jiān)控軟件、修改口令、連接遠端、控制遠程攝像機和云臺、控制遠程受控端監(jiān)控終端的輸出設(shè)置圖像自動切換的方式和時間等權(quán)限）。定義用戶組（如超級管理員、普通管理員、一般操作員等）。用戶密碼將進行加密。

　　◆ 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)運行參數(shù)；在網(wǎng)管終端內(nèi)運行的軟件可以和其它系統(tǒng)進行連接，并利用在網(wǎng)管終端內(nèi)的統(tǒng)計報表功能產(chǎn)生相應(yīng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。通過相應(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，這就要求要從多個方面進行冗余設(shè)計，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)級的冗余設(shè)計（數(shù)字+模擬的設(shè)計）、網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計、軟件平臺冗余設(shè)計（雙機熱備）、儲存系統(tǒng)的冗余設(shè)計。

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

　　隨著城市軌道交通建設(shè)的發(fā)展，軌道交通線路逐漸增多，視頻圖像系統(tǒng)在實際營運中也遇到了一些問題：

　　由于各條線路編解碼設(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)一等問題，直接造成各線圖像質(zhì)量的不一致。在目前的應(yīng)用中表現(xiàn)在為各線采用不同的編解碼格式、不同的碼流設(shè)置，由此造成各線的圖像質(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。這樣還不能稱的上是一個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)，在未來的建設(shè)中首先應(yīng)使各線采用的編解碼設(shè)備編碼制式的*統(tǒng)一。隨著政府對城市軌道交通建設(shè)的重視，相關(guān)方對圖像質(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)備是未來一大趨勢。

　　*對軌道交通的監(jiān)管度的提高，視頻圖像系統(tǒng)前端設(shè)備逐漸增多，圖像存儲時間逐漸加長，存儲碼流逐漸加大等因素，目前采用的分布式存儲已經(jīng)不能滿足需求。在未來的地鐵圖像系統(tǒng)建設(shè)中集中式存儲已成為趨勢，會逐步取代分布式存儲，成為主流。