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，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)控系統改造的業(yè)務需求，實施方案，高清CCTV系統的特點和優(yōu)勢，最后結合南京地鐵1、2號線工程實例，提出了現階段地鐵工程建設的視頻監(jiān)控系統發(fā)展趨勢。

關鍵詞：城市軌道交通;視頻監(jiān)控;高清;智能分析;圖像分析;網絡攝像機

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：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)控系統主要由攝像機、字符疊加器、模擬鍵盤、錄像存儲設備、大屏拼控設備等組成，主要設備：攝像機、OTN傳輸設備、以太網交換機、電腦終端、服務器、解碼器等。站點模擬視頻監(jiān)控系統結構圖如圖1所示。視頻模擬信號超長距離傳輸采用“模擬矩陣+數字”方式。系統通過視頻管理服務器對各車站矩陣進行控制、時間同步、矩陣狀態(tài)信息接收、對OTN視頻通道的切換（經OTN OVS服務器）、報警信息接收、報警信息上傳（通信網管）、報警聯動等等。

隨高清的普及化，視頻監(jiān)控系統如圖2所示，為典型車站高清視頻監(jiān)視系統結構。

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制定符合現代化發(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之一。

2.2地鐵運營需求

視頻監(jiān)控系統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備或者人進行遠程監(jiān)控。視頻存儲回放針對性地對運營事故現場進行還原取證等。

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險能力以及進行突發(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運而生。尤其是人機交互、人臉識別、客流量統計等功能對圖像分辨率提出了更高要求。

2.4技術發(fā)展需求

抗干擾強、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備

1）既有線工程現場勘察調研。

2）勘察通信設備房是否有剩余空間供機柜安裝。

3）統計傳輸帶利用率可擴展情況，需對傳輸系統設備剩余帶寬進行調研。

4）電的需求。需對通信設備電源供電情況進行調研，主要包括剩余功率、容量、科利用空開數量等。

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

方案二：線纜及吊桿采用新設。

4關于高清平臺對接的考慮

4.1建設高清平臺

在各車站部署一套高清平臺，高清攝像機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)控系統的網管功能

1）故障處理

能識別系統故障，并能對視頻監(jiān)視系統設備發(fā)生的故障進行定位及迅速查詢故障。

2）系統管理

網管系統能夠自動發(fā)現全網拓撲，自動生成全網拓撲圖。

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

本系統還可以實現以下基本功能：

1）遠程的開機和關機;

2）適應各種傳輸模式，包括組播、單播、斷點續(xù)存等傳輸方式。

3）錄像存儲系統管理

南京南控制中心設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備工作狀態(tài)均能在網管終端上顯示。

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

系統可保存調度員操作記錄，對系統進行備份，并將本系統故障信息傳輸至通信集中網管系統。

支持通訊鏈路管控：包含主干鏈路、匯聚鏈路監(jiān)測，對系統中主要的網絡設備，如交換機、路由器的設備進行管理。技術上采用SNMP等國際通用標準協議，使管理能力有很好的兼容性，支持眾多的國內外網絡設備。支持拓撲圖鏈路負載的顯示;鏈路數據流量的顯示;鏈路顏色變化顯示負載、丟包率以及拓撲圖上的告警顯示、流量閾值告警。

支持中心服務器監(jiān)測：包含服務器CPU、內存、硬盤、網絡、關鍵進程的監(jiān)測。

支持對視頻監(jiān)控設備資產信息（資產類型、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。支持資產統計結果的excel表格導出，支持按資產廠家分類的獨立報表、對比報表及導出功能。

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

4.2升級既有標清平臺

即對部分標清設備進行升級。高清視頻接人必然提升網絡帶寬及服務器等各種硬件性能要求。此方案，需對既有設備性能進行摸底調查，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平臺兼容高標清視頻，便于運營人員使用，但改造中會中斷部分視頻的調看。

4.3平臺互聯互通

本系統在車站與地鐵公安監(jiān)視系統合設，共享前端攝像機、后端設備。在與公安網進行跨平臺對接采用H.265。在建設規(guī)范化的過程中逐步實現CCTV設備的交互性，通過不斷的優(yōu)化來獲得網絡所需參數，網絡的核心就是網絡的結構設計與網絡的求解。如圖3所示。

5結束語

通過對視頻標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考慮造價、設備現狀、后期延伸線對接情況以及對運營日常影響、公安視頻風險因素，因地制宜設計出一套符合現場隋況最優(yōu)方案。在此，對上述方案闡述之后還會對視頻監(jiān)控高清改造進行深度探討。