論時間錯誤對錄像存儲的影響

馬小龍

摘要：根據北京市市場監督管理局于2019年12月23日發布的《城市軌道交通視頻監視系統技術規范》的要求，1、經授權的用戶應能檢索并調取在設計存儲周期內任意時間段的音視頻錄像，檢索和回放錄像應精確到秒。可按多個組合條件進行錄像檢索;2、經授權的用戶應能復制錄像、下載錄像、對錄像進行抓拍;3、線路中心層視頻監視系統應與線路時鐘系統保持同步，車站層視頻監視系統應與線路中心層視頻監視系統保持時鐘同步;4、時鐘同步源丟失后，音視頻采集設備和音視頻編解碼設備在自主授時24h內設備時鐘偏差應不大于6s。可見，國家規范對錄像的準確性、完整性做出了相當嚴格的要求，因此我們在設備維護中要密切關注錄像存儲設備的工作狀態。在設備維護中，經常會遇到錄像調取不到的情況，相當一部分原因是存儲設備時間錯誤，導致錄像疊加時間錯誤，進而導致無法根據真實時間調取錄像，針對這一情況，開展研究，詳述時間同步的原理，及如何預防時間錯誤。

關鍵詞：地鐵;新鈳車載視頻監視系統;授時;錄像下載

1 研究背景

南京地鐵機場線車載視頻監視系統由新鈳電子（上海）有限公司提供，具有司機室實時監控視頻以及視頻刻錄等功能，有了突發狀況，可以回放錄像，查找事發原因。

1.1 事件回顧

5月17日22：50

基地車載班組人員應客運分公司要求，調取2728車上5月17日7：35-8：10所有客室監控錄像。登錄DVR2查詢車載監控錄像時發現所要求的錄像時間段內有部分錄像無法調取，查詢到時間段7：10-7：55內無錄像，于是登錄到DVR1查看這個時間段內是否存在錄像，查到兩端TDVR錄像保存存儲時間一致，列車內所有實時畫面均正常，時間與當時時鐘一致，錄像存儲正常，然后開始下載（7：55-8：10）時間段內的兩端司機室錄像。

5月17日23：50

2728車7：55-8：10的錄像調取完成。

5月18日8：30

與白班人員進行交接，已完成要求錄像調取，說明2728車7：10-7：55錄像缺失問題。

5月18日23：20

基地車載班組人員登上2728車查看錄像保存時間。用筆記本連接ACSU，打BSClientXP軟件，登陸TDVR1、TDVR2查看時間，兩個TDVR錄像保存時間均只有5月17日7：55-8：39。

5月19日00：34

查看列車上LCD屏顯示的時間和TLCD顯示的時間一致，未查明錄像丟失原因。

5月19日23：40

通過18日夜班人員查看錄像后發現，缺失錄像均為28端ACSU為主控端時缺失。

5月19日23：50

登車使用主控鑰匙將28端ACSU設置為主控時發現LCD屏時間顯示為5月14日，判斷28端ACSU為主控時的錄像存儲時間與實際時間存在誤差。

5月20日00：17

計算27端和28端ACSU時間之差，計算出缺失錄像在5月11日22時左右，通過27端正確時間錄像對比找到缺失錄像開始下載。至此，錄像下載任務完成。

5月20日2：25

通過筆記本電腦修改28端ACSU控制板卡時間與實際時間同步，防止再次出現錄像丟失問題。

1.2 原因分析

查詢log日志，發現2728車28端ACSU主控時，ACSU上的controller板卡時間錯誤，進而授時給TLCD和TDVR，導致TDVR時間錯誤，進而導致TDVR錄像時間錯誤。

切換到27端主控時，27端ACSU的controller板卡時間是正確的，所以TDVR錄像時間被矯正為正確的，導致一段錄像分成了2個時間段進行存儲。

1.3 整改措施

本次錄像缺失事件的根本原因是TDVR授時錯誤，導致錄像時間錯誤，無法被發現并下載。需將28端ACSU的Controller板卡時間修改為正確時間，其操作如下：

1） 確定需要修改時間的車載PIS服務器（ACSU）處于正常工作狀態;

2） 將電腦本地IP地址修改為172.16.0.100，子網掩碼為255.255.0.0;

3） 將網線一端連接至ACSU中Switch板的網口，另一端連接電腦本機;

4） CMD進入管理員模式;

5） 輸入：telnet?172.16.0.21（71）?按回車鍵;

6） 輸入用戶名：root?按回車鍵;

7） 輸入密碼：見《S1號線通信基地車載班組密碼表》?按回車鍵;

9） 保存操作，輸入：hwclock -w按回車鍵;

10） 確認當前主控下服務器時間是否正常（觀察LCD屏）。

PS：1、代表1個空格;

2、代表操作;

3、若兩端ACSU時間都不準確，則兩端都需要修改，登錄相關IP地址，重復以上步驟即可，無需換端修改。

2 理論分析

2.1 錄像疊加時間

TDVR的視頻存儲分辨率為D1（分辨率：704*576）格式，幀速25fps，存儲時間為7天，每天24小時。視頻冗余保存在兩端司機室內的TDVR的硬盤中。

當存儲媒質不足或超過7天預定的時間后，后錄入的視頻將循環并覆蓋先存入的視頻，以“First In First Out（先進先出）”模式進行。視頻監控的錄像采用雙備份冗余存儲的方式，保證監控錄像完整。圖像存儲設備采用自動分段記錄格式時，相鄰兩段間最大記錄間隔時間應≤0.4s。

系統具有日期、時間、列車號、車廂號、攝像頭號等信息的字符疊加、記錄和調整功能。記錄時間通過列車通訊網絡與列車控制系統同步。字符疊加不影響圖像記錄效果。

錄像所疊加的時間為TDVR主機時間，為確保錄像可以按照真實時間調取，需保證TDVR主機時間正確。

2.2 新鈳系統授時原理

新鈳車載視頻監視系統采用模塊化設計，在充分考慮到單一設備功能問題后，把各個設備功能模塊進行區分，進而產生眾多設備之間的時間同步問題。

在車載視頻監視系統各設備出現時間差后，處理不好就會給乘客帶來誤導，同時過于頻繁的時間同步機制則會增加設備的運行負擔。綜合考慮上述問題后，對各個設備之間采用時間同步容錯機制，即各個設備在與其他設備對時后若在一定范圍內，將認為設備授時正確。

根據技術方面說明，設備時間同步結構圖如下：

根據上圖結構，采用的時間同步及同步容錯機制如下：

1、 ACSU Controller（司機室乘客主機單元主控卡）時間同步。

ACSU Controller 為整個 PIS 系統提供授時基準，為與列車信號交換及信號控制匹配，存在與列車的時間同步問題。由于接入的是TCMS信號，512ms進行一次授時，故同步參考校時為TCMS提供的基準時間，考慮到頻繁時間同步會增加設備運行負擔，故定義時間同步容錯范圍為2S。 由于ACSU Controller 只有在設備為主控時才會進行校時，故在主副控切換后兩個 ACSU Controller 之間時間相差最大值為4S。

2、TLCD（觸摸屏）時間同步。

ACSU Controller在與TLCD觸摸屏進行時間校準時有 2S 的容錯范圍，同樣考慮到主副控設備的同步授時問題，在與ACSU Controller 同步時兩臺TLCD 的時差最大會到 8S。

3、TDVR時間與攝像頭編碼卡時間同步

由于TDVR及攝像頭編碼卡的授時源均為TLCD，故不存在互相之間時間同步問題。但在設備時間同步機制下，TDVR與攝像頭編碼卡處于時間同步的最底層，故存在時間同步的容錯放大問題。根據TLCD的主副控時差最大8S計算，TDVR 及攝像頭編碼卡的主副控同步時差最大可以達到16S。

3 時間同步情況檢查

為保證TDVR主機時間正確，不再出現錄像因時間錯誤而無法調取的問題，需對TDVR主機的時間進行日常檢查。

4 結語

此項研究，大大加深了維護人員對車載視頻監視系統的認知，在日常工作中認識到授時的重要性，加大設備時間檢查力度。掌握了系統授時原理，以后只需檢查TLCD上攝像機畫面中的疊加時間即可，疊加時間正確，則所有設備的時間均正確。

參考文獻

[1]NJS1 功能規格書，新鈳電子（上海）有限公司。