視頻監控在城市軌道交通的應用

史新勇

（中國鐵路通信信號上海工程集團有限公司，上海 200436）

1 需求分析

城市軌道交通系統作為流動的、人員高度集中的公共場所，特別需要運用視頻監控技術對系統內的公共安全進行監控。目前，我國各大城市的城市軌道交通系統都安裝了閉路電視監控（CCTV）及公安視頻監控系統，實現了對站內的安防監控，對列車車廂內的安防監控也在不斷發展。

圖像監控信息系統作為安全技術防范系統的重要組成部分，具有直觀可視、動態控制、信息記錄等特點，可完成主動發現、報告復核、人車動態追蹤、事件現場監控、可視指揮調度、事件圖像記錄等工作，為查緝破案提供有效的錄像取證。在加強治安防范、維護社會穩定和提高對管控范圍的管理水平等工作中起到了重要的作用。

新興的智能視頻監控可幫助安防部門實現主動、實時的監控，及時、有效地避免或處理有威脅的或突發性事件。公安視頻監控系統已成為城市軌道交通系統必不可少的重要組成部分。

2 公安視頻監控系統構成

公安視頻監視系統一般采用“數字+模擬”視頻監視技術，由車站警務室監視、派出所監視和公安分局監視3級構成。管理方式為分級分權的3級管控，通過在車站警務室設置視頻管理服務器，實現對警務室視頻監視系統的網絡管理及設備配置；通過在派出所設置視頻管理服務器，實現對所屬警務室視頻監視系統的網絡管理及設備配置；通過在公安分局設置視頻管理服務器，實現對全線交通站點視頻監視系統的權限管理及設備配置，并設置網絡管理服務器實現對全線視頻監視系統的網絡管理。

在分局以及派出所和警務室設置的視頻管理服務器，可實現對實時視頻流、回放視頻流、用戶帳號、設備參數配置和權限級別體系的管理。這3級視頻管理服務器組成分布式架構，各自獨立運行，同時通過網絡協議組成一個統一的系統，共同發揮監控系統的業務使用功能。任意一級監控中心故障及網絡故障不影響其他各級監控中心的正常業務運行，任何單點故障不會擴大造成系統故障。

3 公安視頻監控系統功能

3.1 錄像功能

(1)錄像功能是視頻監控系統最基本的功能，通常采用分布式的存儲方式，在公安分局、各派出所及各警務室，分別設置IP SAN視頻存儲設備,用于對站內所有公安攝像機攝取的視頻信號及對公安人員實時調看的視頻圖像信息進行不間斷錄像，錄像保存時間一般為15～30天，存儲格式為D1、2CIF和CIF可調。

(2)系統應能對錄像設備的實時錄像進行開啟和停止控制，還可以轉換為移動偵測錄像或高清晰錄像狀態。設備發生故障時能及時向中心網管和車站網管告警。

3.2 錄像檢索查閱權限功能

根據公安監控業務的特點，對歷史圖像訪問權限進行嚴格區分，即根據人員相應權限分配操作等級。操作等級包括無權查看歷史錄像、查看歷史錄像、可下載歷史錄像和刪除歷史錄像等。

3.3 攝像范圍控制功能

維護人員可以通過PC客戶端、虛擬鍵盤和監控控制鍵盤在系統的任意位置對本地和遠程攝像機實時進行云臺和焦距的調整，實現對攝像機視場的控制功能，并可以根據用戶權限的高低設置和調整優先級。使用監控控制鍵盤對攝像機范圍進行操控時，僅需扭動遙控桿即可實現對攝像機范圍的無級控制。

3.4 疊加字符功能

系統能將攝像機的號碼、位置、攝像日期和時間等信息進行疊加，以便在監視設備上顯示相應的必要信息，并可用漢字顯示。所有字符的格式、內容等信息，均可由用戶自由修改。

3.5 優先級設置功能

視頻監視系統可以根據業務需求進行多優先級設置，實現對系統內優先級的設定，對視頻監視系統內的各項操作及管理功能實現分優先級管理(如錄像管理)。并可根據實際需要進行靈活修改，同時具有屏蔽、鎖定和搶占等功能。

(1)圖像屏蔽功能：高權限用戶可禁止低權限用戶觀看某前端點位圖像。

(2)控制鎖定功能：具有鎖定權限的用戶可臨時禁止所有用戶對某點位攝像機的控制操作。

(3)控制搶占功能：高低等級權限人員訪問同一資源，高權限人員優先搶占獲得資源。

3.6 云臺攝像機巡航路線及預置點的設置功能

監控系統支持操作人員通過控制鍵盤等對云臺攝像機巡航路線及預置點的設置功能。

系統支持云臺相應報警聯動功能，即當前端有報警信號產生后，可按照云臺攝像機巡航路線、預置點進行圖像放大縮小、轉動速度調整等各種操作。

多個攝像機協同完成同一區域巡航路線預置點位瀏覽功能。

3.7 系統網絡管理及控制功能

視頻監視系統具有完善的網絡管理及控制功能，可對地鐵監控系統內部各設備及模塊的運行狀態進行綜合監視與管理，并能對系統數據及配置做及時的修改，如業務配置、用戶管理、設備管理、圖像切換、云臺控制和存儲資源管理等。

(1)管理控制功能：對視頻切換設備的設置，順序切換、群切換等功能的設置；對監視器數量的設置；對工作站數量的設置；對圖像漢字符的設置；對各通信接口的設置；對用戶使用優先級的設置；對操作系統的備份；對工作人員操作的記錄。

(2)網管功能：系統應具有完善的網絡管理功能，中心網絡管理服務器應能通過電子地圖方式實時監測中心、派出所和各警務室級設備的運行狀態信息，可完成自動檢測、遙控檢測、故障定位、故障報警及遠端維護等操作，出現故障時能夠發出聲音報警。可以通過管理軟件對本系統所有設備參數進行遠程配置和集中在線管理。

能夠顯示管理本系統單元內網絡視頻設備的連接拓撲；實時監視各個設備工作狀態，發現異常情況按事先設定的事件處理辦法自動處理，處理失敗發出告警信息。

支持前端視頻丟失報警；對攝像機編號，回放導航地圖進行修改和管理；對各個前端圖像編解碼器的參數進行設置。

對監控工作站發送的前端云臺球機命令流做權限判斷后轉發；對工作站發送的硬件解碼器命令數據流做權限判斷后轉發；對全線存儲資源和視頻數據流（包括實時監控視頻流和回放視頻流）進行管理。

操作者使用優先權限設置。

提供與時鐘系統接口服務。網絡管理服務器能接收時鐘系統所發來的標準時間信號，使本系統的定時設備同步于標準時間信號。

3.8 報警聯動功能

視頻監控系統具有報警聯動功能，能實時記錄報警發生的時間、地點、報警類型等信息，便于群眾在緊急情況下報警。當發生報警時，自動啟動各種對應的聯動設備（包括分局接處警設備），將視頻切換到相對應的攝相機，觸發自動錄像，通過網絡向監控中心報警。

3.9 聯網功能

視頻監控系統提供的聯網接口應是通用且開放的，能與其他監控系統（地鐵運營商、商場、銀行等）的接口實現資源共享。

3.10 車載監控功能

列車視頻監控系統實現的功能是將各節車廂前端設備(攝像機)所獲取的視頻數據實時地傳輸至列車司機室，通過監視器顯示并存儲在存儲介質中。而列車車廂之間的電氣連接器不允許這么多攝像機的線纜通過，需在每個車廂里設置網關與攝像機連接，網關之間通過簡單的干線電纜連接，向列車兩端司機室主計算機傳輸視頻數據。

3.11 電子地圖功能

在系統中心平臺上設置電子地圖系統。用戶可以通過電子地圖軟件直觀、便捷地對整個系統進行配置及維護管理。

(1)授權用戶可自定義監控區域地圖，可直接通過鼠標左右鍵及彈出式菜單，完成其參數設置和對應設備的控制，能夠動態獲取攝像機信息;支持可視化狀態監視，將監控設備的各種狀態用不同圖標表示在電子地圖上。

(2)點擊電子地圖上的攝像機圖標即可選擇打開實時監控窗口，開始監控業務；也可以使用智能搜索功能，定位到電子地圖上的指定攝像機，方便地進行實時監控、點播或歷史回放、錄像等操作，實現仿真控制鍵盤的所有控制功能。

(3)監控設備均可在電子地圖上方便地進行設置、添加和刪除；此外，系統還提供攝像機和報警聯動設備自動檢測生成功能，通過系統巡檢功能，主動發現系統新增的設備，自動生成圖標并將其添加在電子地圖上。

(4)支持報警聯動功能。報警點遇到報警，地圖上相對應的報警點可閃爍提示，并提供相應的報警信息，以Excel文件的形式保留此信息。同時該點位攝像機自動對向報警位置，在電子地圖監控窗口自動切上該點位的監控畫面。

(5)電子地圖可設置宏命令,通過軟件中圖像式的宏命令編寫實現系統宏及其管理的功能，對監控系統進行自動操控切換的設置。

(6)電子地圖也可以對整個監控系統配置無限量的使用用戶，每個用戶均有自己的登錄口令。對使用用戶的權限可進行無限多級別的劃分，并可以對每個用戶權限進行詳細配置。

(7)配置Web瀏覽功能后，系統支持Web瀏覽，用戶可通過IE瀏覽器隨時登錄和退出。在Web瀏覽方式下，支持客戶端軟件的所有常見功能。

(8)登錄過程充分考慮到安全性，采用密碼登陸，并具有IP驗證等手段進行身份確認。

3.12 智能視頻分析

智能視頻分析是利用計算機視覺技術，通過對監控視頻圖像的實時分析來對動態場景中的目標進行定位、識別和跟蹤，并分析和判斷目標的行為，從而能在異常情況發生的時候及時做出反應，做到早期的偵測和防范。

針對站廳出入口、站廳公共區、站臺屏蔽門等部位設置的攝像機和特殊場所采集的圖像，在警務室機房設置專門的視頻智能化分析服務設備，對特定場景的畫面實現入侵檢測、逗留（滯留）檢測、可疑物品遺留、逆行檢測、客流量突變、圖像異常和告警及場景重組等智能視頻分析，報警時自動彈出畫面，并通過網絡上傳相應的報警信息。

(1)入侵檢測即針對進入禁入區域的目標進行檢測，并按照用戶設置的規則觸發報警，入侵檢測宜應用在線路防護和站內重點設施和區域防護。

(2)逗留（滯留）檢測即探測在禁停區域逗留的目標是否超過用戶設定時間并觸發報警，逗留（滯留）檢測宜應用在線路重點區域和站內重點防護區域。

(3)逆行檢測即識別人員、車輛等在禁行方向的運動并觸發報警，逆行檢測宜應用在車站出入口等場合。

(4)乘客追逐及劇烈運動監測是指對乘客在站臺上追逐以及在通道劇烈活動進行報警監測。

(5)客流量突變告警多應用于所監控區域單位面積內乘客分布的密集程度在單位時間內突然增加時所產生的報警，自動探測高人流量、排隊人流并報警。

(6)人流統計即統計乘客進入/離開站臺人數，量度高峰期之客流量，統計值能實時顯示于屏幕上，并以列表形式保存以供日后查看。

(7)場景重組是指系統能夠根據不同檢測對象所提供的實時告警以及恢復信息，獨立提供告警前和告警時刻（時段）的錄像。

(8)檢測和報警功能是指對攝像機鏡頭移位、視頻信號輸入更改、信號丟失等情況進行報警。

(9)支持多種檢測模式（如入侵檢測和逆行檢測等）。每一分析單元支持單路視頻的多層防區設置和多個目標實時跟蹤分析。告警產生的同時，視頻內容分析進程不受報警觸發的影響而中斷，并且還具有視頻背景模型的自動學習功能。

4 結束語

基于傳輸網的公安視頻監控系統結構簡單，易于擴展，可實現對全線各站所需監控點的監控，同時也能將列車上的監控數據傳送到公安監控網絡中，實現統一的監控，為公安系統提供寶貴的錄像取證，同時也可震懾和打擊違法犯罪行為。