基于城市軌道交通視頻高清升級改造方案研究與分析

何沖 張亭

摘要：地鐵是改善城市公共交通的狀況的有效途徑。隨著地鐵的快速建設(shè)，人們對城市交通的安全問題越來越重視。該文介紹南京地鐵工程中視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造的業(yè)務(wù)需求，實施方案，高清CCTV系統(tǒng)的特點和優(yōu)勢，最后結(jié)合南京地鐵1、2號線工程實例，提出了現(xiàn)階段地鐵工程建設(shè)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通;視頻監(jiān)控;高清;智能分析;圖像分析;網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）30-0213-02

1概述

本文以南京地鐵1、2號線為例，介紹一下視頻監(jiān)控站視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由攝像機(jī)、字符疊加器、模擬鍵盤、錄像存儲設(shè)備、大屏拼控設(shè)備等組成，主要設(shè)備：攝像機(jī)、OTN傳輸設(shè)備、以太網(wǎng)交換機(jī)、電腦終端、服務(wù)器、解碼器等。站點模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。視頻模擬信號超長距離傳輸采用“模擬矩陣+數(shù)字”方式。系統(tǒng)通過視頻管理服務(wù)器對各車站矩陣進(jìn)行控制、時間同步、矩陣狀態(tài)信息接收、對OTN視頻通道的切換（經(jīng)OTN OVS服務(wù)器）、報警信息接收、報警信息上傳（通信網(wǎng)管）、報警聯(lián)動等等。

隨高清的普及化，視頻監(jiān)控系統(tǒng)如圖2所示，為典型車站高清視頻監(jiān)視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2高清改造必要性研究與分析

2.1公共區(qū)安全需求

隨著中國綜合國力的提升，越來越多的人聚集到中國。各地方也都在與時俱進(jìn)制定符合現(xiàn)代化發(fā)展速度的反恐要求。視頻，音頻等資料作為重要的反恐證據(jù)之一。

2.2地鐵運營需求

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是城市軌道交通行業(yè)保證安全運營的重要手段。運營人員通過高清視音頻可針對性地對設(shè)備或者人進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。視頻存儲回放針對性地對運營事故現(xiàn)場進(jìn)行還原取證等。

2.3視頻分析對高清圖像需求

視頻分析功能可提高運營抵抗風(fēng)險能力以及進(jìn)行突發(fā)事故處理的能力，提高運營效率和節(jié)約成本。社會的進(jìn)步，交通的便利，越來越多的年輕人涌人大城市，給交通帶來巨大的壓力。視頻智能分析的需求隨之應(yīng)運而生。尤其是人機(jī)交互、人臉識別、客流量統(tǒng)計等功能對圖像分辨率提出了更高要求。

2.4技術(shù)發(fā)展需求

抗干擾強(qiáng)、信號源穩(wěn)定性、可靠性、安全性、施工便捷性。

3高清視頻改造前期準(zhǔn)備

1）既有線工程現(xiàn)場勘察調(diào)研。

2）勘察通信設(shè)備房是否有剩余空間供機(jī)柜安裝。

3）統(tǒng)計傳輸帶利用率可擴(kuò)展情況，需對傳輸系統(tǒng)設(shè)備剩余帶寬進(jìn)行調(diào)研。

4）電的需求。需對通信設(shè)備電源供電情況進(jìn)行調(diào)研，主要包括剩余功率、容量、科利用空開數(shù)量等。

方案一：利用既有線纜和吊桿。重點點位攝像機(jī)增補(bǔ)，確保地鐵運營期間視頻監(jiān)控系統(tǒng)的正常調(diào)看。

方案二：線纜及吊桿采用新設(shè)。

4關(guān)于高清平臺對接的考慮

4.1建設(shè)高清平臺

在各車站部署一套高清平臺，高清攝像機(jī)全部部署在這新平臺中。升級過程對既有線路及平臺影響較小。但兩套系統(tǒng)完全獨立運行，給運營人員帶來操作上的不便。

4.1.1視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)管功能

1）故障處理

能識別系統(tǒng)故障，并能對視頻監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生的故障進(jìn)行定位及迅速查詢故障。

2）系統(tǒng)管理

網(wǎng)管系統(tǒng)能夠自動發(fā)現(xiàn)全網(wǎng)拓?fù)洌詣由扇W(wǎng)拓?fù)鋱D。

能利用視頻軟件對設(shè)備進(jìn)行報警參數(shù)、報警門限數(shù)值的設(shè)置和修改，每個前端視頻設(shè)備的故障報警、設(shè)備輸出參數(shù)實時記錄在服務(wù)器中，方便運營人員后期排查故障。

本系統(tǒng)還可以實現(xiàn)以下基本功能：

1）遠(yuǎn)程的開機(jī)和關(guān)機(jī);

2）適應(yīng)各種傳輸模式，包括組播、單播、斷點續(xù)存等傳輸方式。

3）錄像存儲系統(tǒng)管理

南京南控制中心設(shè)備房配備了錄像存儲中心管理軟件，車站、車輛段、變電所等所有視頻存儲設(shè)備工作狀態(tài)均能在網(wǎng)管終端上顯示。

中心管理軟件功能：控制車站，車輛段錄像的開啟和停止;上傳錄像存儲設(shè)備的故障報警信息等;實現(xiàn)錄像存儲設(shè)備的死機(jī)，容災(zāi)告警，實時錄像、移動偵測自動錄像等。支持計劃錄像、告警聯(lián)動錄像、秒級檢索功能。系統(tǒng)在本地存儲設(shè)備故障時，接入故障設(shè)備的攝像機(jī)應(yīng)能自動切換到其他設(shè)備，保證錄像不中斷。應(yīng)保障至少1臺存儲設(shè)備以及至少2個物理節(jié)點（如2個車站）存儲設(shè)備存儲設(shè)備故障時，保證錄像不中斷。

提供錄像丟失告警及錄像存儲失敗告警。

對圖像解編解碼工作狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測。

系統(tǒng)可保存調(diào)度員操作記錄，對系統(tǒng)進(jìn)行備份，并將本系統(tǒng)故障信息傳輸至通信集中網(wǎng)管系統(tǒng)。

支持通訊鏈路管控：包含主干鏈路、匯聚鏈路監(jiān)測，對系統(tǒng)中主要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如交換機(jī)、路由器的設(shè)備進(jìn)行管理。技術(shù)上采用SNMP等國際通用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，使管理能力有很好的兼容性，支持眾多的國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。支持拓?fù)鋱D鏈路負(fù)載的顯示;鏈路數(shù)據(jù)流量的顯示;鏈路顏色變化顯示負(fù)載、丟包率以及拓?fù)鋱D上的告警顯示、流量閾值告警。

支持中心服務(wù)器監(jiān)測：包含服務(wù)器CPU、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵進(jìn)程的監(jiān)測。

支持對視頻監(jiān)控設(shè)備資產(chǎn)信息（資產(chǎn)類型、廠商、采購日期、工程商、安裝日期、安裝地點、報修期）的配置，包括增、刪、改、查。支持資產(chǎn)統(tǒng)計結(jié)果的excel表格導(dǎo)出，支持按資產(chǎn)廠家分類的獨立報表、對比報表及導(dǎo)出功能。

支持前端攝像機(jī)的視頻質(zhì)量輪巡診斷，支持“亮度、顏色、對比度、視頻丟失、畫面凍結(jié)、圖像模糊、噪聲干擾、滾屏、強(qiáng)橫紋診斷”等圖像質(zhì)量的自動診斷分析，表格化顯示全部攝像機(jī)的視頻正常/異常綜合評價及具體異常原因，表格應(yīng)提供選項快捷調(diào)看診斷抓圖、實況視頻進(jìn)行確認(rèn)。支持結(jié)合視頻診斷結(jié)論的資源可用性統(tǒng)計報表。

4.2升級既有標(biāo)清平臺

即對部分標(biāo)清設(shè)備進(jìn)行升級。高清視頻接人必然提升網(wǎng)絡(luò)帶寬及服務(wù)器等各種硬件性能要求。此方案，需對既有設(shè)備性能進(jìn)行摸底調(diào)查，在滿足高清視頻接人要求的前提下可采用此方案。

若采用此方案可實現(xiàn)平臺兼容高標(biāo)清視頻，便于運營人員使用，但改造中會中斷部分視頻的調(diào)看。

4.3平臺互聯(lián)互通

本系統(tǒng)在車站與地鐵公安監(jiān)視系統(tǒng)合設(shè)，共享前端攝像機(jī)、后端設(shè)備。在與公安網(wǎng)進(jìn)行跨平臺對接采用H.265。在建設(shè)規(guī)范化的過程中逐步實現(xiàn)CCTV設(shè)備的交互性，通過不斷的優(yōu)化來獲得網(wǎng)絡(luò)所需參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)的核心就是網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與網(wǎng)絡(luò)的求解。如圖3所示。

5結(jié)束語

通過對視頻標(biāo)清改造所遇到的問題及方案考慮，在滿足高清化改造的需求還應(yīng)考慮造價、設(shè)備現(xiàn)狀、后期延伸線對接情況以及對運營日常影響、公安視頻風(fēng)險因素，因地制宜設(shè)計出一套符合現(xiàn)場隋況最優(yōu)方案。在此，對上述方案闡述之后還會對視頻監(jiān)控高清改造進(jìn)行深度探討。