文/浙江大华技术股份有限公司  解决方案经理  周晓军

项目背景

        地铁作为城市中人们出行的重要公共交通工具，保证乘客的公共安全是各地铁相关部门的重要职责。10年的莫斯科地铁爆炸事件震惊全球，也给我国地铁安全防范敲响警钟，给乘客造成的恐怖阴霾久久不能散去。同时也给我国城市地铁相关部门带来很大的压力，如何保障乘客安全出行，成了中国各大城市地铁的热点话题。俄罗斯地铁爆炸发生，又再次将地铁公共安全问题推到了风口浪尖。各地交通公共安全事件一波未平一波又起，安防产品加大力度深入地铁运营，在以后的地铁建设中将更加重要。

        权威专家指出，目前我国北京和上海的地铁日客流量都已接近或超过500万人次，广州地铁客流量在春节、国庆等高峰期也突破了300万人次。北京、上海、广州等城市应当进一步加强地铁安防力度。莫斯科连续两地铁爆炸，地铁安全再引质疑。绞尽脑汁保障地铁安全运营是现阶段各地铁部门任务的重中之重。

需求分析

        数字高清视频监控系统组成简单、易扩容、易升级、易维护；在瞬间电源倒换时不死机；设备及板卡允许带电热插拔；监控操作程序简便，监控界面图形化；系统的网管功能强大，支持对本系统各视频管理服务器、存储、高清摄像机、编码器、网络交换机的统一管理；系统的网管可对车站监控设备进行遥控开关机；车站设置网络数字视频录像存储设备，可对站内全部图像进行录制并保存；控制中心可任意调看全线任意画面。

        本地铁系统采用分辨率达到1080P（200万）以上，编码格式采用国际标准的H.264的高清系统。除垂直电梯的模拟摄像机采用普通D1的编码器接入外，本系统从图像的采集、传送、存储、显示全部达到高清，符合HDTV标准的分辨率1920*1080以上全实时图像画质。

        本系统设置控制中心调度员的行车监视、防灾环控监视、电力设备监视、客调监视和总调监视；采用控制中心远程监控和车站本地监控方式，组成一个完整的视频监控两级监视网络。各车站视频信号，由前端高清IPC采集处理后，送至车站的三层以太网交换机，控制中心交换机接收此信号后在相关调度员工作站进行视频显示及控制；另外提供8路图像进行相应解码处理后在大屏幕显示，并在控制中心交换机预留相应数字接口至日后TCC系统平台， CCTV系统通过标准协议体系和上级平台TCC实现互联互通互控。对于高速变化的图像，其画面质量不发生边缘模糊等现象。

        车站的图像摄取范围为每站的站台、站厅、自动扶梯、垂直电梯、垂直电梯口、开关柜室、变电所控制室等设备用房等处，还覆盖AFC的售票机和闸机、出入口。主变电所相关设备用房区域，车辆段/停车场的图像摄取范围混合变电所等设备用房区域。

        AFC视频监控系统独立于专网视频监控系统组网。AFC售票室、票务室、车站控制室等视频摄像机采用标清模拟摄像头，单独为其设置数字硬盘录像机，数字硬盘录像机安装在通信设备室，通信系统为其视频调看提供独立传输通道。

        本系统的视频操作软件平台可实现如下基本功能：视频调看功能；电子地图；提供实时录像、多画面同时图像回放功能；可以对各个摄像机输入通道进行单独的设置；提供实时监视、分组、权限分级管理监控界面；可提供声光告警显示功能提示；按录像的时间、日期范围、站名等进行分类检索图像等功能；同时支持多用户同时浏览，各用户间互不影响等。

系统架构

        整个系统建设中，除了垂直电梯的模拟摄像机采用普通D1的编码器接入外，其余点位从图像的采集、传送、存储、显示全部达到高清，要求符合HDTV标准的分辨率1920*1080以上全实时图像画质。

        视频监控系统分为控制中心和车站两级组网，两级均可对系统内的图像进行监视和控制，监视功能相互独立，互不影响，控制优先级如下.
第一级：中心防灾值班员；
第二级：车站防灾调度员；
第三级：中心行车调度员；
第四级：中心总调调度员；
第五级：中心电力调度值班员；
第六级：车站行车调度员；
第七级：中心客调调度员；

第八级：其他用户

        运营视频监控系统与公安视频监控系统共用高清数字摄像机，专网高清视频摄像机提供模拟视频输出口供公安系统调看。对于根据运营电视监视设置的摄像机，地铁运营具有优先控制权。优先级可扩展，不同调度员优先级可在控制中心通过软件调整，调整方式灵活快捷，所有云台的优先级均可灵活设置。

        系统设置控制中心调度员的行车监视、防灾环控监视、电力设备监视、客调监视和总调监视；采用控制中心远程监控和车站本地监控方式，组成一个完整的视频监控两级监视网络。各车站视频信号，由前端高清IPC采集处理后，送至车站的三层以太网交换机，控制中心交换机接收此信号后在相关调度员工作站进行视频显示及控制；另外提供8路图像进行相应解码处理后在大屏幕显示，并在控制中心交换机预留相应数字接口至日后TCC系统平台，CCTV监控系统通过标准协议体系和上级平台TCC实现互联互通互控(图1)。

 
图1 系统架构图
 

车站监视系统

        车站监视系统由前端图像摄取部分、车站视频处理部分、图像显示控制部分及图像上传等几个部分组成。主要设备包括：数字高清摄像机、彩色高清液晶监视器（综合监控专业提供）、司机监视器，视频编码器（垂直电梯内摄像头用），车站视频交换机、NVR视频存储组、车站视频管理服务器、视频控制终端、控制键盘、电源分路器（内置式）、控制切换软件等设备组成。
车站控制室设置1台视频监控客户端、1台控制键盘，用于行车和防灾监控。

        在车站上、下行站台各设置2台20寸液晶监视器，完成列车司机对乘客上下车的监视功能。
车站监控网络主要完成对本车站管辖范围内的视频信号的监控和录像。

        本站值班员通过视频操作键盘或视频监控终端、调取本车站相关摄像机图像信息，并在彩色高清液晶监视器上显示；系统通过视频存储系统对本站所有图像进行录制。

控制中心监视系统

        控制中心监视系统设备包括：中心视频管理服务器、录像服务器、网管终端、NVR录像存储设备、回放终端、高清解码器、以太网交换机、视频监控终端等设备。

        中心核心交换机通过传输接口接入视频传输网络，中心视频管理服务器、录像服务器、网管服务器、高清解码器、各客户终端等均接入中心核心交换机。高清解码器解码后的图像连接至信号系统提供的高清显示屏，提供的解码分辨率为1920*1080。

        控制中心监控网络主要完成对本线路管辖范围内的视频信号的监控，并通过录像服务器及回放终端回溯视频信息。控制中心监控网络接收各车站及车辆段、停车场发送的全部图像信息，并选取其中8路图像经视频解码器解码后送入控制中心大屏，各调度员通过视频监控终端对各车站上传的图像进行显示和控制。

        中心调度员能够在远程遥控车站任何一台球形一体化摄像机云台的转动及其变焦镜头的焦距调节。可根据具体需要设置多个遥控优先等级，并可进行云台变速控制。各调度员通过登陆的用户名和密码来区分优先级，车k站的云台被控制时能在软件上显示占用者名称。

系统功能

车站监控

       各车站值班员可以通过车站值班员工作站显示任意图像，并可遥控本站任意一台球形一体化摄像机云台的转动以及对变焦镜头调节，系统可设置云台的预置位，并可以把多个不同的预置位设置成巡航计划，使得摄像机按照巡航计划对多个不同角度进行监控。也可以把某个预置位设置为看守位，当某个摄像头掉线重新上线或者告警联动时，摄像头自动恢复到看守位，对看守位摄像角度进行监控。当车站视频管理服务器或当工作站出现故障时还可以各种程序进行循环显示或手动选择在高清彩色液晶监视器上显示，当云台被占用时各操作员处（包括中心）可以做出显示。

字符叠加功能

      系统具有动态汉字、字符叠加功能，能实时显示云台占用者信息。

      在车站、停车场本地监视系统和中心远端监视系统的监视器所显示的每一幅图像上能显示车站、场名、摄像点的区域编号等，字符叠加内容可自由设置。

       通过远程网络采用以太网方式在中心可以对各车站的字符进行远程设置、修改。
此外，针对系统内的云台摄像，还可以接受来自云台控制单元发送的控制占用信息，直接将正在操作该云台的操作员名称叠加在视频图像上，直到另一个操作员更新了该信息。
为了在屏幕高亮,全黑时清晰的显示字符,字符应有描边处理。

图像存储功能

      设置的NVR主动对前端IPC和编码器的图像进行实时录制，并能接收统一时间校准的功能，以便对输入的所有图像录制时间进行校准。

      存储采用RAID进行数据保护，控制中心录像网络存储设备应与全线采用N+1备份方式，即车站录像存储设备发生故障时，车站视频图像应通过网络传送到控制中心进行存储，故障恢复后应能回传。

      支持在线对损坏磁盘的更换，支持通过增加硬盘数量、硬盘容量来扩展存储空间的能力。应具备通过编程自动实现减帧操作的方式节约有限的磁盘空间、延长图像存储时间的功能。可依据事先的报警处理配置，按需自动实现事件全程的存储记录，以及提供事件预存储，支持DVD-R/W图像刻录和网络转存。

      视频的存储可通过服务器对每一路存储视频的不同要求（编码技术、清晰度、码流大小、帧率等）进行单独配置。

       存储的图像可在控制中心进行网络回放、刻录，能按录像的时间、日期范围、站名和摄像机位置进行分类图像检索，回放速度可调（以一帧/秒～三十帧/秒可调速度回放，清楚地观看图像变化的每一个细节）。

      存储NVR具有基于SNMP（网络管理协议）的事件通知功能。

中心调度监控终端功能

       控制中心的总调、行车、电力、防灾、客调调度员可以通过中心值班员视频监控终端显示任意车站内任意图像，并在高清彩色液晶监视器上显示。中心调度员可遥控任意车站任意一台球形一体化摄像机的云台转动以及对变焦镜头调节，并可根据具体需要设置多个遥控优先等级，可进行云台变速控制。

视频监视系统的网管功能

       视频监视系统的网管主要负责对视频监控系统中包含的所有视频及数据设备（含编解码、以太网交换机及存储等设备）的运行情况进行综合的监视与管理，应能对系统数据及所有网元设备配置作及时的修改。

故障管理

       能识别系统故障,并能对视频监控系统设备发生的故障进行定位及迅速查询故障。
能报告所有告警信号及其记录的细节。
具有告警过滤和遮蔽功能。
提供声光告警显示功能。

系统管理

        设备管理系统应能利用软件菜单对系统设备进行报警参数、报警门限数值的配置和修改，每个前端视频设备的故障报警、设备输出参数应在该操作平台上通过点击屏幕即可看到。所有视频切换及系统各控制功能均应在该操作平台上点击屏幕或屏幕上的预置位即可实现。其模拟实际线路和站内摄像机位置的图像标识及分层点击站内摄像机的操作方式均可使操作和控制过程简化。

网络监控录像存储设备系统管理

        控制中心配备网络监控录像管理软件，可以对分布式部署在各车站的存储设备的存储资源进行全局统一的存储设备及空间管理，实现存储资源的虚拟化管理，可实现分布式部署，同时集中管理，可以提供给网管系统录像存储设备的各种故障报警信息等；录像存储设备的状态同时也可以被中心网管系统灵活控制，可实现录像存储设备的死机时SNMP TRAP网络信息告警、指示灯告警、邮件告警、声音告警、短信告警等。控制中心视频和管理平台软、硬件出现任何故障均不能影响车站视频监控设备的正常运行及管理。支持计划录像、告警联动录像、秒级检索功能。

结语

       该地铁安防系统解决方案是一个全高清（1080P）的方案，极大的提高了图像的清晰度，为地铁突发事件的事后取证提供有力的保证。

 

 文/浙江大华技术股份有限公司  解决方案经理  周晓军