南京地鐵2號線模擬視頻監控系統高清數字化改造設計方向

李宗

摘 要：CCTV系統是保證城市軌道交通行車組織和安全的重要手段，是地鐵運營、管理現代化的配套設備，是提高行車指揮透明度的輔助通信工具，也是防災指揮搶險的指揮工具。本文旨在探討模擬視頻監控系統高清數字化改造方向及實施范疇，為今后南京地鐵2號線CCTV改造借鑒，主要介紹其系統設計、構成、功能、接口等方面進行介紹和參考。

關鍵詞：CCTV;高清數字化;系統設計;視頻存儲

中圖分類號：U282.5 文獻標識碼：A

0 引言

南京地鐵2號線全長37.95千米，共26座車站。2號線開通至今已運行近12年，已無法滿足城市軌道交通反恐怖防范標準對安防監控的有關規定，對其進行全高清數字化改造勢在必行。本改造方向為2號線打造全新數字化高清CCTV系統，研究新系統的功能要求、集成服務、設備兼容等基本內容方向;探討管理和協調通信系統內外部接口。

1 系統設計

（1）整個系統主要由車站、控制中心、車輛段、停車場、主變電所CCTV系統組成。新系統采用IP網絡全高清系統組網，分辨率至少達到 1 920×1 080 P（200萬），編碼格式采用國際標準的H.265（兼容H.264），要求系統須從圖像的采集、傳送、存儲、顯示全部達到全高清，符合HDTV標準的分辨率1 920×1 080 P全實時圖像畫質。

（2）新系統在車站與地鐵公安監視系統合設，共享前端攝像機、后端設備（包括以太網交換機、各類服務器、存儲設備等），2號線西延工程在控制中心核心交換機通過2芯光纖與公安視頻監視系統在公安分局通信機房與網閘互聯，新系統利用此接口進行擴容實現2號線CCTV系統與公安視頻監視系統的互聯。

（3）新系統在控制中心CCTV系統可實現中心、車站（場）兩級監視。車站的圖像攝取范圍包括站臺、站廳、換乘通道、自動扶梯、垂直電梯、垂直電梯口、設備區通道門、站臺設備區下軌行區通道門以及開關柜室、變電所控制室、信號設備室、專用通信設備室、專用電源室室等設備用房等處，還應覆蓋AFC處（如票務室、售票機和閘機等）、出入口等處。此外還包括正線重要道岔、區間過渡段及區間人防門。車輛段/停車場各單體、出入段線、安防周界及變電所等處。

（4）系統軟件平臺要設計考慮后續接入前端攝像機及其他終端設備時不需配置接入授權及增加費用，擴容時不需要增加軟件授權費用。視頻操作軟件平臺能實現視頻調看、電子地圖;提供實時錄像、多畫面同時圖像回放等功能，可以對各個攝像機輸入通道進行單獨的設置。

（5）工程設計要與8、S3號線在油坊橋站、10號線在元通站、17號線在奧體東站、7號線在莫愁湖站、5號線在上海路站、1號線在新街口站、3號線在大行宮站、6、13號線在明故宮站、12、S6號線在馬群站、4、12號線在金馬路站、8號線在仙林中心站和S5號線在經天路站共12個先期線路換乘站和規劃線路換乘站。對于本線路與其他線路的換乘站（含先建站和后建站），設計實現本站線路間視頻圖像的互看，對與先期線路及同期實施的換乘站，應有相應的互聯，如需擴容其他線路CCTV系統，應配置相應的擴容設備，對于與后期線路的換乘站，本線應預留互聯接口。

（6）本線路應利用2號線西延工程與NCC的接口，并進行擴容，實現本線路CCTV系統接入NCC上層網CCTV系統的功能。系統應預留安防集成平臺接口，要開放協議并配合完成安防集成平臺對CCTV系統的集成。在車站、段/場、控制中心預留與安防集成平臺的接口，未來要實現安防集成平臺對CCTV系統的集成及聯動。此外應預留與車載視頻接入條件。

2 系統構成

（1）車站監視系統。1）車站監視系統設備包括：高清網絡攝像機、以太網交換機、編碼器、彩色高清液晶監視器，視頻存儲設備、視頻服務器、視頻控制終端、電源分路器（機柜內置式）、控制切換軟件及本系統功能所需的所有設備。2）在控制中心統一考慮某一車站或段/場視頻服務器故障情況下接管該站或段/場視頻管理的服務器，以不影響本站實時監視圖像的調看。車站控制室設置CCTV控制終端，用于行車監控。3）在車站上、下行站臺設置4路高清視頻解碼器，實現司機對乘客上下車的監視功能。本站值班員通過CCTV終端、調取本車站相關攝像機圖像信息，系統通過視頻存儲系統對本站所有圖像進行錄制。車輛基地監控網絡主要完成對本基地管轄范圍內的視頻信號的監控和錄像。攝像機至室內交換機等設備的之間的圖像信息傳送可采用光纖作為媒介。

（2）電源的供給。攝像機的電源采用就近從攝像機前置機箱（內含整流設備）引電，在站廳、站臺兩端各設置2～3套攝像機前置機箱。對電源供給的實現方式需結合電源箱具體設計及安裝方式在后續設計聯絡階段確定。

（3）圖像的錄制。1）在段/場各設置一套圖像存儲設備，視頻存儲系統接入段/場視頻網絡，對段/場內攝像機的高清圖像數據進行記錄。段/場配置滿足視頻存儲要求的設備，存儲天數按90天考慮。2號線北延工程在珠江路控制中心設置中心監視子系統，需對其進行擴容以實現2號線CCTV系統的接入。2）2號線西延工程在控制中心實現與NCC 視頻監視平臺的接入，需對其進行擴容，以滿足2號線CCTV系統接入NCC的需求。利用2號線西延工程與控制中心大屏的接口實現大屏顯示功能。在控制中心不新設CCTV終端，使用2號線西延工程設置的CCTV終端，實現對2號線全線攝像機的調看功能。

（4）AFC及主變電所監控。1）在各車站AFC票務室、售票亭和車站控制室設置的高清攝像機接入本站CCTV系統，系統為AFC特定用戶提供特殊權限的圖像調看功能。2）在所街、馬群變電所各設備室內設室內高清一體化球型網絡攝像機，通過光纖就近接入車站視頻交換機，主變電所攝像機納入鄰近車站進行統一管理及存儲。在主變電所值班室設置1臺監控終端設備，實現全線變電所相關設備的視頻實時調看、錄像調看等功能。

3 系統功能

（1）車站/車輛段/停車場監視。各車站/車輛段/停車場監視值班員可以通過車站值班員工作站顯示任意圖像，并可遙控本站任意一臺球型一體化攝像機云臺的轉動以及對變焦鏡頭調節，系統可設置云臺的預置位，并可以把多個不同的預置位設置成巡航計劃，使得攝像機按照巡航計劃對多個不同角度進行監控。

（2）聯動功能。應支持與FAS、入侵報警、門禁等系統的聯動功能，并預留相應接口。系統可根據其它系統輸出的觸發信號（數據或開關量），切換特定的圖像，觸發信號的輸入接口和設置特定的圖像數量在設計聯絡階段確定。

（3）故障管理。能識別系統故障，并能對CCTV系統設備發生的故障進行定位及迅速查詢故障。能報告所有告警信號及其記錄的細節。具有告警過濾和遮蔽功能。能提供聲光告警顯示功能。

（4）系統管理。1）網絡監控錄像存儲設備系統管理。2號線西延工程在控制中心配備網絡監控錄像管理軟件，本工程對其進行擴容。擴容后的網管可以對全線各車站、車輛基地的存儲設備的存儲資源進行全局統一的存儲設備及空間管理，實現存儲資源的虛擬化管理，可實現分布式部署，同時集中管理，可以提供給網管系統錄像存儲設備的各種故障報警信息。2）視頻存儲設備。采用分布式云存儲架構，車站、車輛段、停車場的視頻存儲在本地存儲設備，應保障至少1臺存儲設備以及至少2個物理節點（如2個車站）存儲設備故障時，保證錄像不中斷。存儲容量要求：26個普通站車站暫按90路存儲90天，大型換乘站分別暫按190路存儲90天，停車場暫按80路存儲90天，車輛段暫按130路存儲90天進行計算配置，每路圖象數據流量不得小于3 Mb/s。存儲容量為計算容量+預留容量，預留容量按20%計算。總容量不變的前提下，可根據各站點實際攝像機數量，對存儲設備（含硬盤）進行站點間調整。采用云存儲架構實現站內視頻數據的云接入和管理，并在控制中心實現站間云存儲系統的互聯和統一管理，支持站級云存儲異常的互聯云存儲備份功能。

4 系統接口

（1）與傳輸系統接口。傳輸系統為本系統提供控制中心至各車站、車輛段、停車場之間的數據傳輸通道用于CCTV系統信息傳輸。該通道的傳輸方式采用共享式，冗余配千兆以太網光接口。后續應提出具體功能和接口、帶寬要求。與傳輸系統分界點傳輸設備接口板。傳輸系統為本系統提供控制中心至各車站之間的數據傳輸通道用于公安視頻監視系統信息傳輸。該通道的傳輸方式采用共享式，冗余配置1000 M以太網光接口。

（2）與2號線西延工程CCTV系統接口。2號線西延工程在控制中心設置了CCTV系統中心設備（包含交換機、視頻服務器、回放終端、網管終端、CCTV終端、高清解碼器、監控平臺軟件、防火墻及安全軟件等），利用此中心設備進行擴容。利用2號線西延工程與時鐘系統接口獲取時間信號、與集中告警接口進行擴容。

（3）與NCC接口。2號線西延工程在控制中心實現與NCC 視頻監視平臺的接入，本工程對其進行擴容，以滿足2號線CCTV系統接入NCC的需求。

5 結語

隨著通信和網絡技術的發展，模擬視頻監控系統技術已趨將淘汰，無法滿足需求，數字高清網絡視頻監視技術已日新月異，CCTV高清數字化改造和升級在各領域已成熟應用，南京作為重要的中心城市，更需要對城市交通“大樞紐”地鐵進行安全監督和風險管控，使群眾出行更安全、社會秩序更安定，提高視頻監控管理質量和高清數字化改造和新技術的升級十分必要，這是未來的發展趨勢。

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