XX地鐵高清安防監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用案例分析

系統(tǒng)架構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)中，除了垂直電梯的模擬攝像機(jī)采用普通D1的編碼器接入外，其余點(diǎn)位從圖像的采集、傳送、存儲(chǔ)、顯示全部達(dá)到高清，要求符合HDTV標(biāo)準(zhǔn)的分辨率1920*1080以上全實(shí)時(shí)圖像畫質(zhì)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為控制中心和車站兩級(jí)組網(wǎng)，兩級(jí)均可對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的圖像進(jìn)行監(jiān)視和控制，監(jiān)視功能相互獨(dú)立，互不影響，控制優(yōu)先級(jí)如下。

·第一級(jí)：中心防災(zāi)值班員;

·第二級(jí)：車站防災(zāi)調(diào)度員;

·第三級(jí)：中心行車調(diào)度員;

·第四級(jí)：中心總調(diào)調(diào)度員;

·第五級(jí)：中心電力調(diào)度值班員;

·第六級(jí)：車站行車調(diào)度員;

·第七級(jí)：中心客調(diào)調(diào)度員;

·第八級(jí)：其他用戶。

運(yùn)營(yíng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)共用高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，專網(wǎng)高清視頻攝像機(jī)提供模擬視頻輸出口供公安系統(tǒng)調(diào)看。對(duì)于根據(jù)運(yùn)營(yíng)電視監(jiān)視設(shè)置的攝像機(jī)，地鐵運(yùn)營(yíng)具有優(yōu)先控制權(quán)。優(yōu)先級(jí)可擴(kuò)展，不同調(diào)度員優(yōu)先級(jí)可在控制中心通過軟件調(diào)整，調(diào)整方式靈活快捷，所有云臺(tái)的優(yōu)先級(jí)均可靈活設(shè)置。

系統(tǒng)設(shè)置控制中心調(diào)度員的行車監(jiān)視、防災(zāi)環(huán)控監(jiān)視、電力設(shè)備監(jiān)視、客調(diào)監(jiān)視和總調(diào)監(jiān)視;采用控制中心遠(yuǎn)程監(jiān)控和車站本地監(jiān)控方式，組成一個(gè)完整的視頻監(jiān)控兩級(jí)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)。各車站視頻信號(hào)，由前端高清IPC采集處理后，送至車站的三層以太網(wǎng)交換機(jī)，通過三層組播的方式，控制中心交換機(jī)接收此信號(hào)后在相關(guān)調(diào)度員工作站進(jìn)行視頻顯示及控制;另外提供8路圖像進(jìn)行相應(yīng)解碼處理后在大屏幕顯示，并在控制中心交換機(jī)預(yù)留相應(yīng)數(shù)字接口至日后TCC系統(tǒng)平臺(tái)，CCTV監(jiān)控系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議體系和上級(jí)平臺(tái)TCC實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通互控(圖1)。

車站監(jiān)視系統(tǒng)

車站監(jiān)視系統(tǒng)由前端圖像攝取部分、車站視頻處理部分、圖像顯示控制部分及圖像上傳等幾個(gè)部分組成。主要設(shè)備包括：數(shù)字高清攝像機(jī)、彩色高清液晶監(jiān)視器(綜合監(jiān)控專業(yè)提供)、司機(jī)監(jiān)視器，視頻編碼器(垂直電梯內(nèi)攝像頭用)，車站視頻交換機(jī)、NVR視頻存儲(chǔ)組、車站視頻管理服務(wù)器、視頻控制終端、控制鍵盤、電源分路器(內(nèi)置式)、控制切換軟件等設(shè)備組成。

·車站控制室設(shè)置1臺(tái)視頻監(jiān)控客戶端、1臺(tái)控制鍵盤，用于行車和防災(zāi)監(jiān)控;

·在車站上、下行站臺(tái)各設(shè)置2臺(tái)20寸液晶監(jiān)視器，完成列車司機(jī)對(duì)乘客上下車的監(jiān)視功能;

·車站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)主要完成對(duì)本車站管轄范圍內(nèi)的視頻信號(hào)的監(jiān)控和錄像;

·本站值班員通過視頻操作鍵盤或視頻監(jiān)控終端、調(diào)取本車站相關(guān)攝像機(jī)圖像信息，并在彩色高清液晶監(jiān)視器上顯示;系統(tǒng)通過視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)本站所有圖像進(jìn)行錄制。

車輛段/停車場(chǎng)等變電所監(jiān)視系統(tǒng)

車輛段/停車場(chǎng)監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)備包括：數(shù)字高清攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、監(jiān)控終端、視頻光端機(jī)等設(shè)備。車輛段、停車場(chǎng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)主要完成對(duì)車輛段、停車場(chǎng)混合變電所內(nèi)變壓器室及110kV開關(guān)柜室的視頻信號(hào)的監(jiān)控和錄像。

因車輛段/停車場(chǎng)的前端攝像機(jī)數(shù)量非常少，將其按普通車站進(jìn)行建設(shè)，配置相應(yīng)的視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等就比較浪費(fèi)資源。因此，車輛段/停車場(chǎng)的前端數(shù)字高清攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)，先通過光纖接入本地的視頻交換機(jī)，然后該交換機(jī)通過傳輸系統(tǒng)提供的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以太網(wǎng)通道分別上傳至就近車站，接入就近車站的視頻交換機(jī)，這些攝像機(jī)在系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)上作為該車站的點(diǎn)位。但是在軟件平臺(tái)界面上，則顯示為與車站獨(dú)立平行的級(jí)別。

在車輛段、停車場(chǎng)供電值班室分別設(shè)置1臺(tái)監(jiān)控終端，監(jiān)控終端通過光端機(jī)接入本地視頻交換機(jī)，邏輯結(jié)構(gòu)上則登錄至攝像機(jī)所接入的就近車站的視頻服務(wù)器，完成全線變電所相關(guān)設(shè)備的視頻實(shí)時(shí)調(diào)看、錄像調(diào)看等功能。車輛段、停車場(chǎng)通信設(shè)備室至供電值班室內(nèi)之間的光纖資源由其他專業(yè)提供。

控制中心監(jiān)視系統(tǒng)

控制中心監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)備包括：中心視頻管理服務(wù)器、錄像服務(wù)器、網(wǎng)管終端、NVR錄像存儲(chǔ)設(shè)備、回放終端、高清解碼器、以太網(wǎng)交換機(jī)、視頻監(jiān)控終端等設(shè)備。

中心核心交換機(jī)通過傳輸接口接入視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)，中心視頻管理服務(wù)器、錄像服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器、高清解碼器、各客戶終端等均接入中心核心交換機(jī)。高清解碼器解碼后的圖像連接至信號(hào)系統(tǒng)提供的高清顯示屏，提供的解碼分辨率為1920*1080。

控制中心監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)主要完成對(duì)本線路管轄范圍內(nèi)的視頻信號(hào)的監(jiān)控，并通過錄像服務(wù)器及回放終端回溯視頻信息。控制中心監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)接收各車站及車輛段、停車場(chǎng)發(fā)送的全部圖像信息，并選取其中8路圖像經(jīng)視頻解碼器解碼后送入控制中心大屏，各調(diào)度員通過視頻監(jiān)控終端對(duì)各車站上傳的圖像進(jìn)行顯示和控制。

中心調(diào)度員能夠在遠(yuǎn)程遙控車站任何一臺(tái)球形一體化攝像機(jī)云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)及其變焦鏡頭的焦距調(diào)節(jié)。可根據(jù)具體需要設(shè)置多個(gè)遙控優(yōu)先等級(jí)，并可進(jìn)行云臺(tái)變速控制。各調(diào)度員通過登陸的用戶名和密碼來區(qū)分優(yōu)先級(jí)，車站的云臺(tái)被控制時(shí)能在軟件上顯示占用者名稱。

系統(tǒng)功能

車站監(jiān)控

各車站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(tái)球形一體化攝像機(jī)云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)以及對(duì)變焦鏡頭調(diào)節(jié)，系統(tǒng)可設(shè)置云臺(tái)的預(yù)置位，并可以把多個(gè)不同的預(yù)置位設(shè)置成巡航計(jì)劃，使得攝像機(jī)按照巡航計(jì)劃對(duì)多個(gè)不同角度進(jìn)行監(jiān)控。也可以把某個(gè)預(yù)置位設(shè)置為看守位，當(dāng)某個(gè)攝像頭掉線重新上線或者告警聯(lián)動(dòng)時(shí)，攝像頭自動(dòng)恢復(fù)到看守位，對(duì)看守位攝像角度進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)車站視頻管理服務(wù)器或當(dāng)工作站出現(xiàn)故障時(shí)還可以各種程序進(jìn)行循環(huán)顯示或手動(dòng)選擇在高清彩色液晶監(jiān)視器上顯示。

XX地鐵安防監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用案例分析

車站值班員工作站能顯示中心控制的球形一體化攝像機(jī)云臺(tái)的情況。對(duì)車站的云臺(tái)控制可滿足使用軟件和鍵盤兩種形式，優(yōu)先級(jí)的數(shù)量應(yīng)足夠多且其設(shè)置應(yīng)靈活、可調(diào)，當(dāng)云臺(tái)被占用時(shí)各操作員處(包括中心)可以做出顯示。

字符疊加功能

系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)漢字、字符疊加功能，能實(shí)時(shí)顯示云臺(tái)占用者信息。

在車站、停車場(chǎng)本地監(jiān)視系統(tǒng)和中心遠(yuǎn)端監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)視器所顯示的每一幅圖像上能顯示車站、場(chǎng)名、攝像點(diǎn)的區(qū)域編號(hào)等字符疊加內(nèi)容可自由設(shè)置。

通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)方式在中心可以對(duì)各車站的字符進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置、修改。

字符疊加通過控制中心網(wǎng)管軟件完成，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單快捷，在車站可以編輯修改字符，在控制中心也可以對(duì)任意車站的字符進(jìn)行編輯、修改?？刂浦行牡淖址B加軟件上同時(shí)具備廣播發(fā)布功能，可以發(fā)送至少20個(gè)漢字(在監(jiān)視器上清晰可讀，字體大小可根據(jù)計(jì)算機(jī)字庫調(diào)整，且不應(yīng)遮擋有效監(jiān)視圖像)至各車站某一攝像機(jī)或視頻輸入通道;此外，針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的云臺(tái)攝像，還可以接受來自云臺(tái)控制單元發(fā)送的控制占用信息，直接將正在操作該云臺(tái)的操作員名稱疊加在視頻圖像上，直到另一個(gè)操作員更新了該信息。

為了在屏幕高亮,全黑時(shí)清晰的顯示字符，字符應(yīng)有描邊處理。

圖像存儲(chǔ)功能

設(shè)置的NVR主動(dòng)對(duì)前端IPC和編碼器的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)錄制，并能接收統(tǒng)一時(shí)間校準(zhǔn)的功能，以便對(duì)輸入的所有圖像錄制時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)。

提供存儲(chǔ)容量、IO性能應(yīng)能滿足本站全部視頻存儲(chǔ)15天(按24個(gè)小時(shí)/天，圖像分辨率為1920*1080，碼流不低于6M計(jì))及支持10個(gè)客戶端同時(shí)訪問的能力。并提供電源冗余保護(hù)，支持RAID0、RAID1、RAID5的盤陣組合，可提供至少一塊磁盤損害不影響視頻的正常存儲(chǔ)及不丟失盤陣中的已存儲(chǔ)圖像的能力。

控制中心錄像網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備應(yīng)與全線采用N+1備份方式，即車站錄像存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，車站視頻圖像應(yīng)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到控制中心進(jìn)行存儲(chǔ)，故障恢復(fù)后應(yīng)能回傳。

支持在線對(duì)損壞磁盤的更換，支持通過增加硬盤數(shù)量、硬盤容量來擴(kuò)展存儲(chǔ)空間的能力。應(yīng)具備通過編程自動(dòng)實(shí)現(xiàn)減幀操作的方式節(jié)約有限的磁盤空間、延長(zhǎng)圖像存儲(chǔ)時(shí)間的功能?？梢罁?jù)事先的報(bào)警處理配置，按需自動(dòng)實(shí)現(xiàn)事件全程的存儲(chǔ)記錄，以及提供事件預(yù)存儲(chǔ)，支持DVD-R/W圖像刻錄和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)存。

視頻存儲(chǔ)可以通過服務(wù)器對(duì)每一路的存儲(chǔ)視頻按照不同要求(編碼技術(shù)、清晰度、碼流大小、幀率等)進(jìn)行單獨(dú)配置。

存儲(chǔ)的圖像可在控制中心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)回放、刻錄，能按錄像的時(shí)間、日期范圍、站名和攝像機(jī)位置進(jìn)行分類圖像檢索，回放速度可調(diào)(以一幀/秒～三十幀/秒可調(diào)速度回放，清楚地觀看圖像變化的每一個(gè)細(xì)節(jié))。

存儲(chǔ)NVR具有基于SNMP(網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)的事件通知功能。

中心調(diào)度監(jiān)控終端功能

控制中心的總調(diào)、行車、電力、防災(zāi)、客調(diào)調(diào)度員可以通過中心值班員視頻監(jiān)控終端顯示任意車站內(nèi)任意圖像，并在高清彩色液晶監(jiān)視器上顯示。中心調(diào)度員可遙控任意車站任意一臺(tái)球形一體化攝像機(jī)的云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)以及對(duì)變焦鏡頭調(diào)節(jié)，并可根據(jù)具體需要設(shè)置多個(gè)遙控優(yōu)先等級(jí)，可進(jìn)行云臺(tái)變速控制。

所有云臺(tái)攝像機(jī)的預(yù)置位應(yīng)以圖形方式設(shè)置，并可編寫和修改。

總調(diào)、行車、電力、防災(zāi)、客調(diào)調(diào)度員可通過接入中心值班員視頻監(jiān)控終端，以各種程序進(jìn)行循環(huán)顯示或手動(dòng)選擇預(yù)置位，觀看任意車站的任意圖像或同時(shí)觀看同一幅圖像。

中心調(diào)度員可根據(jù)具體需要設(shè)置多個(gè)可延時(shí)駐留30秒(駐留時(shí)間應(yīng)可調(diào)整)的遙控優(yōu)先等級(jí)?？刂浦行牡姆罏?zāi)、行車調(diào)度員還應(yīng)能將各站的圖像任意地切換到調(diào)度大廳顯示大屏上。

網(wǎng)絡(luò)三層組播功能

根據(jù)XX地鐵上層綜合通信網(wǎng)規(guī)劃要求，視頻監(jiān)控圖像信息將基于IP網(wǎng)絡(luò)三層組播進(jìn)行互聯(lián)互通，因此，本工程應(yīng)在各車站、車輛段、停車場(chǎng)和控制中心配置支持如IGMP，PIM等三層組播路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

聯(lián)動(dòng)功能

系統(tǒng)可根據(jù)其它系統(tǒng)輸出的觸發(fā)信號(hào)(數(shù)據(jù)或開關(guān)量)，切換特定的圖像，觸發(fā)信號(hào)的輸入接口和設(shè)置特定的圖像數(shù)量不得低于8個(gè)/站。由FAS專業(yè)向綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供報(bào)警信息，綜合監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)車站視頻設(shè)備把發(fā)生災(zāi)情區(qū)域攝像機(jī)的圖像自動(dòng)切換到車站控制室的綜合監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視器上。

視頻監(jiān)視系統(tǒng)的網(wǎng)管功能

視頻監(jiān)視系統(tǒng)的網(wǎng)管主要負(fù)責(zé)對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中包含的所有視頻及數(shù)據(jù)設(shè)備(含編解碼、以太網(wǎng)交換機(jī)及存儲(chǔ)等設(shè)備)的運(yùn)行情況進(jìn)行綜合的監(jiān)視與管理，應(yīng)能對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)及所有網(wǎng)元設(shè)備配置作及時(shí)的修改。

故障管理

·能識(shí)別系統(tǒng)故障,并能對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備故障進(jìn)行定位及迅速查詢故障;

·能報(bào)告所有告警信號(hào)及其記錄的細(xì)節(jié);

·具有告警過濾和遮蔽功能;

·提供聲光告警顯示功能。

系統(tǒng)管理

設(shè)備管理系統(tǒng)應(yīng)能利用軟件菜單對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行報(bào)警參數(shù)、報(bào)警門限數(shù)值的配置和修改，每個(gè)前端視頻設(shè)備的故障報(bào)警、設(shè)備輸出參數(shù)應(yīng)在該操作平臺(tái)上通過點(diǎn)擊屏幕即可看到。所有視頻切換及系統(tǒng)各控制功能均應(yīng)在該操作平臺(tái)上點(diǎn)擊屏幕或屏幕上的預(yù)置位即可實(shí)現(xiàn)。其模擬實(shí)際線路和站內(nèi)攝像機(jī)位置的圖像標(biāo)識(shí)及分層點(diǎn)擊站內(nèi)攝像機(jī)的操作方式均可使操作和控制過程簡(jiǎn)化。

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控錄像存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)管理

控制中心配備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控錄像管理軟件，可以對(duì)分布式部署在各車站的存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)資源進(jìn)行全局統(tǒng)一的存儲(chǔ)設(shè)備及空間管理，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源的虛擬化管理，可實(shí)現(xiàn)分布式部署，同時(shí)集中管理，可以提供給網(wǎng)管系統(tǒng)錄像存儲(chǔ)設(shè)備的各種故障報(bào)警信息等;錄像存儲(chǔ)設(shè)備的狀態(tài)同時(shí)也可以被中心網(wǎng)管系統(tǒng)靈活控制，可實(shí)現(xiàn)錄像存儲(chǔ)設(shè)備的死機(jī)時(shí)SNMPTRAP網(wǎng)絡(luò)信息告警、指示燈告警、郵件告警、聲音告警、短信告警等。控制中心視頻和管理平臺(tái)軟、硬件出現(xiàn)任何故障均不能影響車站視頻監(jiān)控設(shè)備的正常運(yùn)行及管理。支持計(jì)劃錄像、告警聯(lián)動(dòng)錄像、秒級(jí)檢索功能。

系統(tǒng)擴(kuò)展功能

系統(tǒng)應(yīng)具有擴(kuò)展功能，擴(kuò)展時(shí)要求不影響既有設(shè)備的使用，增加較少的硬件設(shè)備，軟件基本無需擴(kuò)容或改造，各站點(diǎn)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在增加視頻分析軟件后，可完成可疑物品遺失報(bào)警、穿越禁區(qū)報(bào)警、逆向通行報(bào)警、統(tǒng)計(jì)人流等視頻分析功能，以便滿足延伸的要求。

結(jié)語

該地鐵安防系統(tǒng)解決方案是一個(gè)全高清(1080P)的方案，該方案采用了組播功能，即前端攝像機(jī)可實(shí)時(shí)發(fā)送出兩個(gè)碼流，一個(gè)是單播碼流，一個(gè)是組播碼流。組播碼流通過交換機(jī)的組播功能，提供給客戶端實(shí)時(shí)預(yù)覽使用，單播流主要用作存儲(chǔ)。采用組播方式預(yù)覽時(shí)，可以提高實(shí)時(shí)預(yù)覽的速度，對(duì)于圖像顯示即時(shí)性有所保證;單播方式用于存儲(chǔ)，可以提高存儲(chǔ)的可靠性。這也是高清應(yīng)用的一種新的方式。