城市軌道交通中的數字視頻監控系統應用分析

付璐?宋志明

摘 要：城市軌道交通數字視頻監控系統是一種應用于城市軌道交通的，可以實現對監控目標實時監控、記錄和控制，以提高整個城市軌道交通運營效率的數字視頻圖像通信系統。正常情況下，該系統可以為城市軌道交通系統提供運營指揮服務；突發情況下，該系統可以協助相關部門及時制定相關防護措施，減少運營損失，為追查取證提供證據。

關鍵詞：數字視頻監控；軌道交通；運營指揮

1 背景

隨著經濟的飛速發展，城市規模和人口不斷擴張，汽車流量日益增加，城市道路擁擠不堪。低碳、綠色、環保的城市軌道交通成了眾多城市基礎建設的必然選擇。為保證城市軌道交通乘客，工作人員，車輛的安全和各種突發狀況，數字視頻監控系統在正常列車運營管理上發揮著重要作用，并提供了實時監控及追查取證的依據。

2 系統建設模式簡介

城市軌道交通視頻監控系統的使用主體分為兩種：（1）專用通信系統中的視頻監控系統。該系統主要采集站廳、站臺、出入口、進出閘機、上下行扶梯、屏蔽門、主要設備機房范圍內的圖像，為成規運營人員提供客流情況以及設備的運行狀態等信息，便于運營指揮和維護管理；（2）公安通信系統中的視頻監控系統。該系統在以上位置外的其余人流密集或特殊區域設置監控典韋，對城市交通公共范圍內實施監控，為各級公安人員實時監控、實施及時抓捕或事后圖像調看等提供有效工具。

對于上述兩種情況，數字視頻監控分為以下幾種模式：（1）專用視頻監控系統和公安視頻監控系統完全獨立建設，各自運營和維護；（2）不同主體的監控系統分開建設，但是用于交通管理的系統向用于公安通信的系統開放共享，兩者之間為單向共享機制；（3）專用視頻監控系統和公安視頻監控系統深度整合，視頻前端完全共建共享，各自建設供地鐵運營和公安部門使用的后臺設備的模式。綜合前兩種建設模式，分開建設、各自獨立運營的建設模式增加了建設成本，維護管理復雜，浪費了人力、財力。隨著視頻監控技術的發展，軌道交通視頻監控系統已呈現出由獨立運行向深度整合管理發展的趨勢，將專用視頻監控與公安視頻監控進行整合，采用網絡化的數字視頻監控系統可實現資源共享，減少重復投資，配置簡單，簡化管理流程，提高管理效率的目的。

3 系統構成

整個城市軌道交通數字視頻監控系統由三部分構成：控制中心、終端監測以及視頻傳輸。整個系統的組網方式和設備使用均由數字方式實現。用于終端監測的視頻采集設備直接進行數字信號采集，該圖像信號經過相關的信息處理進入通信網絡進行數據傳輸，控制中心接收數據采集終端傳來的圖像信息后進行數據還原和再現，同時存儲到相關存儲設備中。此外，控制中心還可以通過通信系統將控制信號傳送到監測終端，監測終端根據控制指令做出相應的動作。

3.1 控制中心監控系統

控制中心監視系統由數字監控主機、數字監控分機、高清晰度視頻編解碼器（Wavelet 編碼）和監視器組成。

數字監控主機完成對各車站高清晰視頻信號（Wavelet 編碼）的切換、攝像機的控制、高清晰度視頻錄像、普通視頻（MPEG-4 編碼）編解碼等功能?？刂浦行膶囌緮z像機有優先控制權。

數字監控分機可根據需要和設定的權限，完成對各車站攝像機普通視頻信號的切換、控制、錄像等。

視頻編解碼器是實現網絡化、數字化處理的重要設備，它完成模擬視頻監視信號的數字采集、影像壓縮、監控數據處理、報警信號的采集、網絡的Web 發布等功能。它可將前端的模擬信號同時處理成高清晰的實時數字圖像并發布到網絡系統中。

3.2 終端監控系統

終端監控系統又分為場地如車站等監控子系統和人員如列車司機等監控子系統兩部分。兩者的硬件組成基本相同，區別在于監控位置與監控功能不同。

終端監控系統由攝像機、終端監控主機、視頻編解碼器、字符發生器、均衡器等硬件組成。

場地監控子系統主要用于對公共場所內的實際環境和狀態進行監控和管理；列車司機監控子系統主要用于對司機工作狀態、列車車門狀態、乘客上下車狀態等進行監控和管理。

3.3 傳輸系統

（1）本地傳輸。在本車站范圍內控制信號可通過控制電纜傳輸；視頻信號通過視頻同軸電纜傳輸。

（2）遠距離傳輸?？刂菩盘栠h距離傳輸可采用傳輸系統提供的以太網傳輸通道，采用 TCP/IP協議。

普通清晰度的視頻信號（MPEG-4 編碼）的遠距離傳輸可以通過傳輸系統提供的以太網傳輸通道，采用 TCP/IP 協議。車站數字監控主機完成模擬視頻信號的 A/D 變換和數字壓縮、編碼后，再經傳輸系統提供的 TCP/IP 通道進行傳輸，在控制中心進行反向變換。

4 系統功能

該系統具有監視、圖像選擇、錄像、攝像范圍控制、字符疊加和遠程電源控制等功能。

4.1 監視功能

監控功能包括 ：（1）列車司機監視站臺旅客上、下車情況；（2）車站值班員監視本站站臺、站廳及自動扶梯、出入口情況；（3）中心調度員監視全線各車站情況。

4.2 圖像選擇功能

車站值班員可選擇本站任一攝像機的圖像在任一監視器上顯示，既可用各種時序自動循環切換，也可由操作人員手動切換。

控制中心各調度員可選擇全線任一攝像機的圖像在任一監視器上顯示，既可用各種時序自動循環切換，也可由操作人員手動切換。

4.3 錄像功能

中心調度員可對任何一路圖像信號進行錄像，錄像資料應便于日后檢索和查詢。

4.4 攝像范圍控制功能

控制中心各調度員和各車站值班員分別能夠在遠程和本地控制攝像機的云臺和鏡頭焦距，用以調整攝像機視場大小，并可設定優先級。

4.5 字符疊加功能

系統應能將攝像機的號碼和位置、攝像日期和時間等信息進行疊加，以便在監視器上顯示。

4.6 遠程電源控制功能

控制中心調度員應能控制各車站的攝像機、監視器的電源，列車停運后關閉，開始運營前開啟

5 發展趨勢

隨著信息技術的進步，越來越多的先進科學技術會被應用到城市軌道交通中的數字視頻監控系統中為人們的生活、工作提供服務?？深A見的未來，城市軌道交通數字視頻監控系統必然會一體化方向、高清化方向、集散式網絡化方向和管理智能化方向發展。

6 結論

隨著社會經濟的飛速發展，我國的城市軌道交通正處于一個發展高潮階段，與之相匹配的數字視頻監控系統處于不斷優化和完善的階段。數字視頻監控系統在城市軌道交通中的應用將為整個城市軌道交通的發展提供強大的安全保障。

參考文獻

1.城市軌道交通列車自動監控系統 秦武 上海鐵道科技 2006年06期

2.城市軌道交通的綜合監控系統 殷凱 鐵路通信信號工程技術 2002年02期

3.網絡化視頻監控系統的設計 裴金剛 西安建筑科技大學 2010年