地铁站数字高清网络视频监控解决方案

　　概述

　　地铁作为城市公共交通系统的一个重要组成部分，在城市建设和日常生活中起着举足轻重的作用，随着各城市地铁线路数量和车站规模日益剧增，如何通过直观有效的方式对人员复杂密集的车站、列车进行监控管理，并对突发事件进行事前预先判断，事中应急调度，事后追述查询已成为地铁管理方的关键需求。而传统的地铁CCTV监控系统已不能够适应如今大规模联网和长时间集中存储的需求，传统的列车DVR系统也不能够对监控图像提供安全可靠、海量存储的机制。因此，地铁站数字高清网络视频监控系统解决方案在行业里呼之欲出。

　　需求分析

　　地铁站数字高清网络视频监控系统解决方案分为中央和车站两个管理级，以及现场控制三层网络架构。根据地铁车站运营安全的需要，在各车站前端安装视频监控终端，进行监控的部位包括：地铁隧道、车站控制室、站长室、通信设备室、信号设备室、公共无线引入室、车票分类/编码室、交接班室、环控电控室、防灾报警设备室、配电室、消防泵房、值班室、库房、降压/牵引变电所、蓄电池室、环控机房、电梯机房、屏蔽门管理室、 AFC 收费区、残疾人进出口和列车车厢等。地铁建设方一般要求在地铁车站、车辆段、周围变电站和监控中心实行“全方位、无死角”监控。

　　设计原则与设计要求

　　地铁站数字高清网络视频监控系统解决方案设计要遵循“五年保持先进，十年保证可用”的指导思想，我们在设计中充分体现出系统的先进性方案在设计中充分体现出系统的先进性、可靠性和实用性相结合的原则。

　　安保监控系统的所有设备包括计算机和显示器，应在地铁电磁场和静电干扰的环境中不出现任何画面跳动 和扰动；

　　安保监控系统的所有设备应具有较强的抗电磁干扰能力，并满足国家相关的 标准和规范要求；

　　设备可抵抗无线电频率为 150KHZ-27MHZ 中的接触性干扰，并满足国家相关的标准和规范要求。

　　系统的硬件、软件设计应充分考虑系统的可*性、可维护性、可扩展性、通用性和先进性，并具有故障诊 断、在线修改、离线编辑等功能，同时系统设计应遵循模块化原则。

　　 系统应开放协议，开放数据格式及定义。本系统与其它各专业的通信接口，采用国际通用的接口方式及开 放性协议。安保监控系统的备份应该具备多层次、异地等方式。

　　方案组成以及系统架构

　　设计的地铁站数字高清网络视频监控系统解决方案系统采用了先进的计算机、通信、网络、自控等技术，为通道和出入口的管理提供智能化手段，从而达到 保障地铁内人员的正常出入、维护秩序、防止入侵等目的，同时还可针对工作地点分散的地铁员工施行综合管理，提高地铁整体运营管理水平。

　　地铁监控的前端高清网络摄像机、监控联网报警大平台管理软件、客户端管理软件、短信报警系统软件等相关组件，是一整套的网络视频监控联网报警系统解决方案。整个监控系统架构可完成从一级到N级组网架构设计，典型的多级系统架构示意图如下：

　　一级监控管理中心为地铁管控中心，二级监控中心为车站监控中心，三级监控中心为前端控制中心。

　　方案特点

　　高清网络视频监控系统技术，为当前最新的监控技术，它基于TCP/IP通信网，集中了多媒体技术、数字图像处理及远程网络传输等最新技术，可以提供清晰流畅的视频监控图像效果。相对传统的模拟监控和DVR方式的监控，网络监控系统具备无可比拟的优势，主要体现在以下几个方面：

　　网络化监控：通过IP网络真正做到任何时间、从任何地点、对任何现场进行实时监控；可充分利于IP网络的优势，实现大规模、大范围、全方位监控；

　　灵活化存储：系统可以实现本地、中间网络、远程的录像存储及录像查询和回放；

　　高可靠性、安全性：系统采用的YW7100H-Y均嵌入式系统设计，具备极高的稳定性、可靠性、独立性，无需专人管理，利用构建无人值守的监控系统。支持中断修复后自动连接；

　　优异的图像质量：系统采用先进的H.264 / MJPEG视频编码压缩算法，可实现清晰流畅的图像效果，减少网络带宽压力，实时性更好；

　　操作管理简单：系统具备良好的用户界面，采用C/S或B/S架构，操作使用非常简单快速；

　　界面功能强大：系统为用户提供了灵活的监控画面选择, 电子地图使用，对云台、变焦的行控制，预置位和镜头的轮巡，以及实现移动侦测、图像抓拍、录像和录像回放、探测和报警联动功能；

　　系统信息安全性高：充分利加密、权限管理、安全认证、时钟同步等技术，保证监控系统和录像资料不被越权使用和破坏；

　　 有效利用带宽：监控视频流可随时调整，具备带宽自适应能力，可充分利用通信网络，根据网络带宽视频流可自动调节，系统可以在现有的任何网络中完成各种监控功能；

　　设备的分级、分组管理：强大的分级、分组功能可将YW7100H-V-Y-V-Y、报警设备等前端辅助设备，根据监控地点和管理需要编成不同区域和工作组，区域可以分级（分层）。每个工作组可分配数个前端设备，同一个前端设备可同时分配在不同的工作组中；

　　用户的分级、分组管理：根据管理需要可将用户划分成不同级别，最上层是超级管理员。不同级别的管理员被赋予不同的权限。管理员可以创建用户，分配初始密码，也可以将用户划分为用户组进行管理。系统将控制权限分为多个等级，可根据需要灵活地分配给相应的用户和用户组；

　　可扩展性：增加前端设备和分监控中心非常简单，能够持续平滑升级和扩展，降低对系统的整体投资成本，和其他管理控制兼容。

　　设备抗干扰

　　残疾人进出口等提供安全可靠、海量存储的机制。在地铁站数字高清网络视频监控系统解决方案选择设备时，首先要选择有较高抗干扰能力的产品，其包括电磁兼容性（EMC），尤其是抗外部干扰能力，如采用浮地技术、隔离性能好的监控系统；其次还应了解生产厂给出的抗干扰指标，如共模拟制比、差模拟制比，耐压能力、允许在多 大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作；另外是考查其在类似工作环境中的应用实绩。在采用国外产品时，按我国的标准（GB/T13926）合理选择。

　　列车内监控方案的选用

　　地铁车站、站台距离监控中心相对比较远。常规情况下会采用3G无线网络来传输实时视频，但是地铁通道内信号覆盖并不能满足高质量传输实时视频的需求，且3G后期使用费用较高，使用此方案虽然有实时的视频，但是低码率传输不能获得高质量的视频录像，后期的资料查询参考价值并不是很大。在地铁列车内选用无线网桥方案，在地铁靠站时，自动触发上传前几分钟列车在运行时的高清晰录像，全过程大概需要10-30秒时间，而后通过专线直接上传至监控中心，使用此方案，无后续资金注入，且拥有高清晰度的视频录像。

　　产品功能的选择

　　由于地铁站台内人员流动呈区域性和固定性特点，因此网络一体化高速球主要是针对大范围的站台进行监控。而在特殊通道和区域只需采用枪式网络摄像机。为满足地铁监控需求，网络一体化高速球具有下列特殊功能：

　　路径的自动巡视功能：对于大范围区域监控经常采用的是编制好的自动巡视功能，使得块球能按预先设定的路径进行扫描监视；

　　预制点字符叠加功能：主要考虑有利于实时监视、信号内部调用和总控中心的使用方便。

　　总体来说，在地铁内监控最频繁的是网络一体化高速球，因此，球机的功能齐全、性能稳定是非常重要的。

　　视频信息的管理及存储

　　 整个地铁监控系统分为：中心级（ OCC 级）和车站级（现场级）。各个级别之间的联系采用局域网络。分控中心设置在各个车站，主控中心设置在 OCC 。车站级中心对信息采集、处理、存储， OCC 级则实现信息管理、异地备份。 OCC级主要有数字矩阵、认证服务器和 Client 等，同时还包括存储服务器。OCC级的存储服务器用来管理、记录指向到该服务器的视频服务流（既现场级视频服务器数据）。现场级根据实际情况也设置数字矩阵、流媒体网关、 iSCSI 存储设备、 Sever 软件等。音视频的数据均保存在本地监控中心，然后通过网络同步或者异步保存到 OCC 级中心，也可以根据存储情况做分布式存储，而不做异地备份。现场级的视频存储具备了图像的存储、回放、服务、转发等功能。

　　在分布式网络存储方案中，每台现场级网络视频服务器均占用一个 IP 地址，如果希望通过 Internet 来进行远程监控，则考虑增加流媒体网关完成 IP 的设置，节约公共 IP 资源。流媒体网关是硬件设备，所有的音视频信息均通过该硬件设备完成转发，转发能力达到 1Gbps 以上。

　　结束语

　　在我国，今后地铁的建造将会非常普及，因此对于地铁系统的安全要求会越来越高。由于地理位置和管理模式的不同，很多地铁视频监控设计、需求的细节都会发生变化，因此本文不对过多的设计作讲解，而只是着重考虑了一些共性需关心的、而又特殊的问题，而中国安防企业也会在这些方面不断作出努力，共创和谐平安地铁。   （作者单位：深圳市亿维锐创科技有限公司）