基于高清技術(shù)的地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用分析

李天一

【摘要】? ? 隨著城市地鐵建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，乘客數(shù)、人流密度也在不斷增長(zhǎng)，從社會(huì)公共安全及地鐵運(yùn)營(yíng)管理角度考慮，存在大量不確定因素。因此，需要在地鐵體系中建立有效可靠的視頻監(jiān)控系統(tǒng)以便更好的應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的問題。而高清技術(shù)的出現(xiàn)提高了視頻監(jiān)控系統(tǒng)的顯示效果，滿足更高的需求，應(yīng)用到地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，能夠獲取更好的效果。論文分析了地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用高清技術(shù)的必要性，以及相應(yīng)的高清解決方案，闡述了將高清技術(shù)應(yīng)用到地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的關(guān)鍵要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】? ? 高清技術(shù)? ? 地鐵? ? 視頻監(jiān)控

一、引言

地鐵近年來受到國(guó)內(nèi)外城市的青睞，各地地鐵建設(shè)規(guī)模不斷增長(zhǎng)。在地鐵運(yùn)營(yíng)不斷發(fā)展的過程中，乘客數(shù)、列車數(shù)也在不斷增加，視頻監(jiān)視系統(tǒng)是保證地鐵項(xiàng)目行車組織和安全的重要手段。它能夠?yàn)榭刂浦行牡恼{(diào)度員、各車站值班員、列車司機(jī)等提供有關(guān)列車運(yùn)行、防災(zāi)救災(zāi)、旅客疏導(dǎo)的視覺信息，也可為上級(jí)單位進(jìn)行視頻信息共享提供視頻資源。隨著數(shù)字化技術(shù)、圖像處理技術(shù)的不斷進(jìn)步，能夠滿足更高的監(jiān)控要求，而高清技術(shù)作為當(dāng)前視頻領(lǐng)域的熱門技術(shù)，應(yīng)用到地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)中也是非常必要的。

二、地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)的高清解決方案

地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)是由公安視頻監(jiān)控、專用（運(yùn)營(yíng)）視頻監(jiān)控兩個(gè)方面的系統(tǒng)共同構(gòu)成，一般情況下只共享前端處理設(shè)備，其他部分均為獨(dú)立個(gè)體。地鐵公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)有三級(jí)架構(gòu)，即將三級(jí)中心設(shè)置在各車站公安值班室，對(duì)本站情況進(jìn)行監(jiān)控;二級(jí)中心設(shè)在派出所，對(duì)轄區(qū)內(nèi)各車站情況進(jìn)行監(jiān)控，一級(jí)監(jiān)控中心設(shè)在地鐵公安分局，對(duì)整條線路乃至多條線路進(jìn)行監(jiān)控。地鐵視頻監(jiān)控可以為用戶提供視頻分配、實(shí)時(shí)監(jiān)看、圖像選擇圖像回放、云臺(tái)控制、數(shù)字監(jiān)控錄像存儲(chǔ)、優(yōu)先級(jí)設(shè)置、智能分析等多種類型的服務(wù)，還能與地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行兼容。傳統(tǒng)地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)，必然存在公安和專用兩套系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)，為了節(jié)省成本，明晰架構(gòu)，建議采用公專合一的建設(shè)方式。整合后的視頻監(jiān)視系統(tǒng)可放入公安通信系統(tǒng)，公安視頻監(jiān)視系統(tǒng)與專用視頻監(jiān)視系統(tǒng)在車站部署一套平臺(tái)，共用前端攝像機(jī)、服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備。并按各自的需求獨(dú)立設(shè)置交換機(jī)監(jiān)視終端等，其中公安交換機(jī)與專用交換機(jī)之間設(shè)置防火墻實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息安全。在控制中心、公安分局分別部署各自的控制平臺(tái)，按公安和運(yùn)營(yíng)的需求對(duì)公安與專用用戶分配相應(yīng)的權(quán)限和優(yōu)先級(jí)，并通過各自的客戶端進(jìn)行管理

三、將高清技術(shù)應(yīng)用到地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的關(guān)鍵要點(diǎn)

1、選擇前端攝像機(jī)。地鐵高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，必須支持圖像數(shù)值化信號(hào)的直接輸出，多使用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。和模擬攝像機(jī)中相比，新增數(shù)字處理、網(wǎng)絡(luò)接入、視頻壓縮等功能。這種前端攝像機(jī)的優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在可以使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)字音視頻傳輸，安裝簡(jiǎn)單、集成度高、成本低，能夠滿足未來系統(tǒng)發(fā)展需要，而且可以實(shí)現(xiàn)智能化、無線化、高清圖像、支持H265等高壓縮格式視頻流等功能。可以設(shè)置在面積較大、人流密集的場(chǎng)所，實(shí)現(xiàn)大場(chǎng)景、高細(xì)節(jié)的監(jiān)控要求。

2、傳輸系統(tǒng)要求。地鐵高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻流不僅具備更高的分辨率，還具有較高的傳輸碼流。一般情況下，720P視頻碼流約2-3M，1080P視頻碼流約4-6M。因此，地鐵高清視頻監(jiān)控傳輸體系應(yīng)用過程中必須重點(diǎn)關(guān)注高清視頻碼流的承載能力，可在前端接入部分采用光纖接入方式進(jìn)行處理。針對(duì)車站與控制中心之間，其傳輸帶寬不應(yīng)小于1000M。若實(shí)際傳輸帶寬資源不允許，可以通過基于發(fā)端的速率控制對(duì)高清碼流進(jìn)行打包或抽幀處理，以便減輕高清視頻內(nèi)容傳輸?shù)膲毫2]。

3、視頻的解碼顯示。在地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端使用高清攝像機(jī)，后端必須選擇具備高清解碼能力的解碼器。從人類的視覺舒適度考慮，16：9的顯示設(shè)備能夠更好的滿足顯示需求，但是由于地鐵監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景存在的差異，16：9的顯示設(shè)備無法滿足所有場(chǎng)景。而對(duì)于客戶端來說，部分功能需要結(jié)合地鐵高清視頻特點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)要求，其中包含局部放大、全景調(diào)用、智能布局等多種功能，只有這樣才能更好的提升高清技術(shù)服務(wù)地鐵視頻監(jiān)控的能力[3]。

4、視頻軟件管理平臺(tái)。高清視頻必然會(huì)產(chǎn)生龐大的數(shù)據(jù)量，而且需要視頻軟件管理平臺(tái)具有良好的分發(fā)、管理、存儲(chǔ)等能力。為更好的應(yīng)對(duì)高清視頻較大的數(shù)據(jù)量來說，監(jiān)控平臺(tái)可以采用模塊化設(shè)計(jì)，采用分布式或集中式部署，便于系統(tǒng)結(jié)合實(shí)際視頻數(shù)據(jù)量需求進(jìn)行平滑擴(kuò)容，同時(shí)軟件管理平臺(tái)可以將數(shù)據(jù)流、視頻流進(jìn)行優(yōu)化，降低流量對(duì)管理模塊所造成的沖擊。平臺(tái)內(nèi)還可以增加人臉識(shí)別、行為診斷、對(duì)接大數(shù)據(jù)平臺(tái)等功能，更好的為運(yùn)營(yíng)管理和維護(hù)安全穩(wěn)定服務(wù)。對(duì)于高清視頻的圖形存儲(chǔ)，對(duì)于中小型高清監(jiān)控系統(tǒng)可以使用純數(shù)字視頻錄像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)、硬盤錄像機(jī)等系統(tǒng);對(duì)于大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中的圖像資源較為關(guān)鍵，需要根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需求對(duì)存儲(chǔ)裝置、機(jī)制進(jìn)行有效選擇，較為常見的存儲(chǔ)裝置、機(jī)制包括單站集中存儲(chǔ)、云存儲(chǔ)以及兩種方式相結(jié)合等類型。對(duì)于地鐵視頻監(jiān)控高清數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，相關(guān)設(shè)備必須具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性、更高的整合效率以及更大的吞吐量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大量高清數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，而磁盤陣列具有高可靠性、高擴(kuò)展性、低維護(hù)成本的優(yōu)勢(shì)，地鐵高清視頻監(jiān)控必然會(huì)逐步以其作為系統(tǒng)存儲(chǔ)基礎(chǔ)。同時(shí)可以對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)位添加攝像機(jī)自身存儲(chǔ)，在車站主設(shè)備故障時(shí)，可以把視頻暫時(shí)存在攝像機(jī)內(nèi)部，待車站主設(shè)備恢復(fù)后，自動(dòng)導(dǎo)入磁盤陣列中。

結(jié)語：高清技術(shù)應(yīng)用到地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)中去，需要視頻采集、傳輸、存儲(chǔ)、顯示、后臺(tái)應(yīng)用等一整套方案。在高清技術(shù)應(yīng)用的過程中，視頻數(shù)據(jù)總量不斷增加、傳輸帶寬需求增多，對(duì)于視頻監(jiān)控平臺(tái)的穩(wěn)定性、安全性、便捷性要求更高。因此，高清技術(shù)應(yīng)用到地鐵視頻監(jiān)控當(dāng)中需要進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，才能更好的提升系統(tǒng)的整體性能。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]吳思.地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向及同步方法研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（13）：146-147+150.

[2]陳愛斌，羅威.地鐵車載高清視頻監(jiān)控分布式存儲(chǔ)方案設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].電視技術(shù)，2018，42（08）：76-81+92.

[3]湯挺峰.談高清視頻監(jiān)控技術(shù)在城市公共安全中應(yīng)用[J].中國(guó)新通信，2017，19（15）：102-103.