前言
     城市軌道交通是城市公共交通的骨干。它具有節(jié)能、省地、運(yùn)量大、全天候、無(wú)污染（或少污染）又安全等特點(diǎn)，屬綠色環(huán)保交通體系，符合可持續(xù)發(fā)展的原則，特別適應(yīng)于大中城市。城市軌道交通種類(lèi)繁多，按照用途可分為城市鐵路、市郊鐵路、地下鐵道、輕軌交通、城市有軌電車(chē)、獨(dú)軌交通、磁懸浮線路、機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)鐵路、新交通系統(tǒng)等。近年來(lái)，我國(guó)城市軌道交通發(fā)展迅猛，目前已經(jīng)建成或正在興建的城市軌道交通幾乎包括了上述各種類(lèi)型，已有30多座城市建成了或正在新建、或擬就了建設(shè)規(guī)劃。

    迅猛發(fā)展的地鐵等城市軌道交通系統(tǒng)，對(duì)安全防范系統(tǒng)提出了更多、更高的要求。安全防范系統(tǒng)是保證地鐵行車(chē)組織、保證運(yùn)輸安全的重要設(shè)備，系統(tǒng)為控制中心調(diào)度員、車(chē)站值班員、列車(chē)司機(jī)等提供有關(guān)列車(chē)運(yùn)行、防災(zāi)救災(zāi)、客流情況及社會(huì)治安等方面的視覺(jué)信息，系統(tǒng)同時(shí)為防災(zāi)調(diào)度指揮搶險(xiǎn)提供指揮輔助工具。

需求分析
    據(jù)北京地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司安全監(jiān)察中心介紹，2002年～2006年，北京城鐵軌道設(shè)施被盜的情況非常嚴(yán)重，“丟失的電纜足夠重新鋪一條13號(hào)線了”。后來(lái)上了監(jiān)控系統(tǒng)，情況得到了很好的控制。

    現(xiàn)在，北京地鐵運(yùn)營(yíng)已經(jīng)從簡(jiǎn)單的安全防范發(fā)展到監(jiān)控智能化分析，再到為地鐵運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)提供服務(wù)。從城市軌道交通的發(fā)展來(lái)看，監(jiān)控正在向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、高清化、智能化和業(yè)務(wù)的融合發(fā)展，應(yīng)用也隨之越來(lái)越細(xì)致了。對(duì)于地鐵來(lái)說(shuō)，監(jiān)控首先要滿(mǎn)足的，是安全運(yùn)營(yíng)和防恐防爆的需求。

    地鐵客流量大、人員復(fù)雜，散客攜帶可疑物品、乘客跳下站臺(tái)等時(shí)有發(fā)生。加上地鐵是一個(gè)地下空間，封閉、不透明、通風(fēng)不利，一旦發(fā)生事故，如火災(zāi)、爆炸等，影響會(huì)非常大，所以必須預(yù)先攔截可疑爆炸物，包括對(duì)一些液、固體爆炸物，以及毒氣等進(jìn)行全面防范。而地鐵發(fā)展的需求和地鐵網(wǎng)絡(luò)化的運(yùn)營(yíng)管理，也要求必須對(duì)地鐵進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控體系。

    下面，筆者將從數(shù)字化、智能化以及海量視頻存儲(chǔ)解決方案等幾個(gè)方面分享天地偉業(yè)的解決之道。  

系統(tǒng)構(gòu)成
    地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)由圖像攝取、圖像顯示及錄制、車(chē)站控制處理、控制中心處理及顯示、視頻信號(hào)傳輸、網(wǎng)管等設(shè)備組成。

    地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)由控制中心調(diào)度員的行車(chē)監(jiān)視、防災(zāi)監(jiān)視、電力設(shè)備監(jiān)視；車(chē)站值班員行車(chē)監(jiān)視和防災(zāi)監(jiān)視兩大部分構(gòu)成。采用控制中心遠(yuǎn)程監(jiān)控和車(chē)站本地監(jiān)控方式，組成一個(gè)完整的兩級(jí)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)還能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將圖像傳輸共享給運(yùn)營(yíng)調(diào)度、鐵路公安等相關(guān)部門(mén)。各車(chē)站視頻處理設(shè)備輸出的視頻信號(hào)，通過(guò)數(shù)字視頻編碼器處理后送至車(chē)站的傳輸系統(tǒng)，控制中心光傳輸設(shè)備接收來(lái)自各車(chē)站的信號(hào)后進(jìn)行解碼處理后，送至控制中心的視頻處理設(shè)備將圖像顯示在大屏幕和控制中心調(diào)度員的監(jiān)視器上。如圖所示：

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    網(wǎng)絡(luò)一體球、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是第三代全數(shù)字化視頻分散/集中監(jiān)控系統(tǒng)的核心設(shè)備，屬于最新一類(lèi)的數(shù)字化監(jiān)控產(chǎn)品，利用它可以將傳統(tǒng)攝像機(jī)捕捉的圖像以及報(bào)警探頭的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化編碼處理后，通過(guò)局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、Internet或其它網(wǎng)絡(luò)方式傳送到網(wǎng)絡(luò)所延伸到的任何地方，千里之外的網(wǎng)絡(luò)終端用戶(hù)通過(guò)普通電腦就可以對(duì)遠(yuǎn)程圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控、錄像、管理。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，使得以往必須局限在區(qū)域范圍的圖像監(jiān)控系統(tǒng)，變成可以不受時(shí)間與地域的限制。

車(chē)站視頻監(jiān)控系統(tǒng)
    車(chē)站視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)一體球、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、光纖收發(fā)器、車(chē)站視頻切換控制器、彩色監(jiān)視器、錄像設(shè)備、控制切換軟件等。圖像和控制信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸：
（1）各車(chē)站數(shù)字視頻圖像，通過(guò)傳輸系統(tǒng)提供的100M以太網(wǎng)通道進(jìn)行共線傳輸?shù)娇刂浦行模?
（2）控制中心錄像管理服務(wù)器通過(guò)傳輸系統(tǒng)提供的100M以太網(wǎng)通道調(diào)看各車(chē)站數(shù)字網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)錄像機(jī)的圖像信號(hào)；
（3）控制中心至各車(chē)站的控制及網(wǎng)管信號(hào)，通過(guò)傳輸系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)通道下傳，接口方式為RS485。 

控制中心監(jiān)控系統(tǒng)
    控制中心監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)備包括監(jiān)控管理平臺(tái)、網(wǎng)管控制設(shè)備、錄像管理服務(wù)器、視頻顯示終端、監(jiān)視器、控制鍵盤(pán)等。控制中心設(shè)置24路數(shù)字視頻矩陣，用于將來(lái)自各車(chē)站的遠(yuǎn)程圖像進(jìn)行解碼，解碼后圖像由大屏及各調(diào)度員監(jiān)視器共享顯示?？刂浦行闹淋?chē)站的控制信號(hào)、網(wǎng)管信號(hào)的遠(yuǎn)程傳輸經(jīng)傳輸系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)通道進(jìn)行下傳。 

智能化解決方案
    現(xiàn)階段，很多大型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不僅僅是如何有效地采集圖像信息，而是如何有效地對(duì)信息進(jìn)行分析，將大量沒(méi)有威脅、無(wú)關(guān)緊要的信息進(jìn)行篩選，從而使有效的信息能夠更有效地呈現(xiàn)給用戶(hù)，這也正是智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的價(jià)值所在。 [nextpage]

    智能分析包括遺留物體檢測(cè)、道路或出入口擁塞檢測(cè)、車(chē)輛或人流統(tǒng)計(jì)、非法闖入、物體跟蹤、區(qū)域標(biāo)定監(jiān)測(cè)等?，F(xiàn)階段，相對(duì)成熟并能夠?qū)崿F(xiàn)的智能分析行為包括非法闖入、移動(dòng)偵測(cè)、區(qū)域標(biāo)定等較為簡(jiǎn)單的智能應(yīng)用，處于較為簡(jiǎn)單的檢測(cè)層面的工作，主要完成對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)、跟蹤和分類(lèi)，得到目標(biāo)的大小、位置、類(lèi)型、顏色、運(yùn)動(dòng)方向、目標(biāo)數(shù)量等信息，同時(shí)基于這些基礎(chǔ)信息做分析判斷，觸發(fā)報(bào)警或聯(lián)動(dòng)相關(guān)操作。

     公共安全中對(duì)于防護(hù)等級(jí)較高的城市軌道交通系統(tǒng)，可以適當(dāng)輔助智能分析，在重點(diǎn)監(jiān)控部位進(jìn)行全天候監(jiān)控，針對(duì)物品遺棄、危險(xiǎn)區(qū)域報(bào)警、違規(guī)闖入等重要行為事件進(jìn)行分析，并結(jié)合相關(guān)報(bào)警聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，提醒監(jiān)控人員，進(jìn)行及時(shí)有效地處理。針對(duì)復(fù)雜的分析場(chǎng)景，需要對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行建模，應(yīng)盡量避免由光影、雜物、人員等造成的誤報(bào)。

    在地鐵領(lǐng)域的應(yīng)用中，需要對(duì)指定的監(jiān)控畫(huà)面進(jìn)行視頻智能分析，通常按1-2路/車(chē)站考慮?？赏ㄟ^(guò)硬件或軟件方式實(shí)現(xiàn)，硬件方式常嵌入在系統(tǒng)的前端部分，采用專(zhuān)用的含智能分析功能的前端硬件設(shè)備；軟件方式則在系統(tǒng)的核心后臺(tái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)視頻流中的畫(huà)面連續(xù)截獲而進(jìn)行分析。此功能可通過(guò)操作終端選擇開(kāi)通，當(dāng)其他用戶(hù)需要時(shí)還能分配給其它多媒體工作站，視頻分析的結(jié)果將以事件輸出的方式送達(dá)監(jiān)控中心，作為預(yù)案的觸發(fā)條件進(jìn)入預(yù)案流程。

    地鐵項(xiàng)目中通常情況下涉及到對(duì)視頻分析的場(chǎng)景要求包括如下：1、特定時(shí)間內(nèi)（如非運(yùn)營(yíng)時(shí)間）畫(huà)面有人員闖入時(shí)報(bào)警。2、特定畫(huà)面有人員闖入報(bào)警時(shí)PTZ攝像機(jī)自動(dòng)跟蹤闖入者。3、檢測(cè)到丟棄物并報(bào)警，對(duì)站臺(tái)、站廳疑似危險(xiǎn)物給出提示。4、監(jiān)控畫(huà)面中不準(zhǔn)移開(kāi)的設(shè)備或物品。5、指定區(qū)域內(nèi)侵入報(bào)警。6、翻越付費(fèi)區(qū)邊界圍欄報(bào)警。 

海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案
    視頻源數(shù)據(jù)通過(guò)攝像頭、編碼器、交換機(jī)、視頻服務(wù)器最終到達(dá)存儲(chǔ)設(shè)備，完成整套數(shù)字化視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)，盡管視頻經(jīng)過(guò)H.264等編碼算法壓縮，其所占的空間仍然是非常大的。地鐵聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的攝像前端成百上千，產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)更是非常驚人，如何保護(hù)、管理、查詢(xún)這些數(shù)據(jù)？地鐵監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的存儲(chǔ)子系統(tǒng)為了解決這些問(wèn)題應(yīng)運(yùn)而生。

    IP-SAN是FC-SAN在以太網(wǎng)交換結(jié)構(gòu)平臺(tái)上運(yùn)行的版本，它是基于高速以太網(wǎng)的SAN架構(gòu)，通過(guò)iSCSI（Internet SCSI，Internet小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口）協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)在前端設(shè)備、服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間高速傳輸。

    IP-SAN做為第三代存儲(chǔ)設(shè)備，繼承了FC-SAN高可靠性、可擴(kuò)展性強(qiáng)、集中存儲(chǔ)高效利用存儲(chǔ)空間的優(yōu)秀思想，同時(shí)又繼承了IP網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放、高性能、易管理、自適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接，并提供了優(yōu)良的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制和容災(zāi)特性。它克服了FC-SAN需要專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的缺點(diǎn)，從成本，技術(shù)發(fā)展的遠(yuǎn)景來(lái)說(shuō)，都是FC-SAN所不能企及的，特別適用于地鐵等大型聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的海量音視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。