【安防知識網(wǎng)】在世界反恐形勢日趨嚴峻的今天，對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求也越來越高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為應對恐怖襲擊、處理突發(fā)事件的有力輔助工具，此外智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)還可以應用在地鐵車輛交通管理、客戶行為分析、客戶服務等多種非安全相關(guān)場所，以提高用戶的投資回報。本文主要圍繞深圳地鐵2號線綜合安防系統(tǒng)中的圖像監(jiān)控系統(tǒng)的設計進行闡述。

　　工程概況

　　深圳地鐵2號線工程從蛇口西站至黃貝嶺站，線路全長32.854雙正線公里，共設車站28座全部為地下車站，其中7個換乘站，1個樞紐站。在東濱路和后海濱路交叉口處設有主變電所1處，在蛇口西設置車輛段，南端和北端線路均預留延伸條件，在后海設置停車場。2號線與1號線、5號線共用竹子林運營管理控制中心(OCC)。

　　系統(tǒng)功能

　　深圳地鐵2號線安防系統(tǒng)由安防集成管理系統(tǒng)、圖像監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、緊急告警系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成，整個系統(tǒng)分為中央級、車站級和終端級現(xiàn)場設備三級結(jié)構(gòu)。

　　2號線安防系統(tǒng)中央級系統(tǒng)是安防系統(tǒng)的中央集中部分，安防集成管理平臺要求可實現(xiàn)對各車站、車輛段、停車場、車輛和主變電所的所有圖像監(jiān)視、門禁、緊急告警設備的監(jiān)控，因此系統(tǒng)應能滿足系統(tǒng)運作、授權(quán)、設備監(jiān)測與控制、網(wǎng)絡管理、數(shù)據(jù)庫管理、維修管理及系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中采集、統(tǒng)計、保存、查詢等功能。

　　安防各子系統(tǒng)以開放式數(shù)據(jù)接口(如：API、OPC)與安防集成管理系統(tǒng)進行集成，并通過安防集成管理系統(tǒng)平臺實現(xiàn)整個安防系統(tǒng)各子系統(tǒng)間的聯(lián)動，為運營值班員、公安值班員、應急指揮人員提供直觀、方便、完善的管理工具，為地鐵乘客提供快捷的服務。

　　系統(tǒng)技術(shù)分析

　　目前視頻監(jiān)控領(lǐng)域采用數(shù)字化技術(shù)正處于一個方興未艾的階段，深圳地鐵1號線續(xù)建線的安防系統(tǒng)均要求采用半數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)，考慮到全數(shù)字化系統(tǒng)對網(wǎng)絡傳輸?shù)母咭?、產(chǎn)品的兼容性以及造價成本，在地鐵2號線中采用了第二代的視頻監(jiān)控系統(tǒng)(部分數(shù)字化系統(tǒng))，即前端選用模擬攝像機，經(jīng)過網(wǎng)絡視頻編解器，組成網(wǎng)絡化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

　　根據(jù)建設功能的需求，該視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用雙碼流(MPEG-2、MPEG-4等)視、音頻壓縮編碼標準的編碼器。

　　1、MPEG-2：這是主要應用于音頻、視頻信息的壓縮編碼標準，1992年被ISO/IEC批準為正式標準，正式標準編號是ISO/IEC13818。MPEG-2即是實現(xiàn)DVD的標準技術(shù)，用于為廣播、有線電視網(wǎng)、電纜網(wǎng)絡以及衛(wèi)星直播提供廣播級的數(shù)字視頻。

　　2、MPEG-4：1998年11月被ISO/IEC批準為正式標準，正式標準編號是ISO/IEC14496。它不僅針對一定比特率下的視頻、音頻編碼，更加注重多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性。MPEG-4利用很窄的帶寬，通過幀重建技術(shù)、數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，以求用最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量。

　　利用MPEG-4的高壓縮率和高圖像還原質(zhì)量，可以把DVD里面的MPEG-2視頻文件轉(zhuǎn)換為體積更小的視頻文件。

　　視頻編解碼器的網(wǎng)絡功能是系統(tǒng)的重要指標之一，視頻編碼器必須同時支持單播和組播兩種方式。在實際運營過程中，一旦有緊急情況發(fā)生，會有一幅關(guān)鍵圖像需要多點觀看的需求。如果車站級監(jiān)控中心與中央級監(jiān)控中心所有的監(jiān)視器和大屏都同時需要同一幅圖像，在這種情況下就必須啟動組播傳輸方式，確保此幅關(guān)鍵圖像的正常傳輸。

　　此外，為了解決網(wǎng)絡傳輸帶寬占用和視頻圖像質(zhì)量之間的矛盾，視頻編碼器必須支持雙碼流，一個用于實時視頻觀看，一個用于實時記錄，二者之間不可相互影響。兩種碼流可以是互不相同的幀率和分辨率，其中第二種碼流既可以調(diào)節(jié)幀率亦可以調(diào)節(jié)分辨率。該方案在設計時，編/解碼器采用的是以MPEG-2和MPEG-4雙制式圖像壓縮碼流來工作，每種制式可獨立工作，速率(512K~15M)和分辨率可調(diào)，完全具備上述各種參數(shù)和功能，可滿足上述各種條件下的工作要求。

相關(guān)閱讀：深圳地鐵2號線視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計（下）

[nextpage]　　網(wǎng)絡需求分析

　　在該方案中，綜合信息以太網(wǎng)覆蓋2號線全線控制中心、車輛段、停車場、主變電所、車站的站臺、車軌以及列車上，為PIS、綜合安防、辦公自動化(OA)等系統(tǒng)的日常使用提供了一套完整的網(wǎng)絡。由于視頻監(jiān)控、PIS流媒體數(shù)據(jù)流需要通過組播傳輸，通過路由協(xié)議、服務質(zhì)量(QoS)、網(wǎng)絡安全對整個網(wǎng)絡進行規(guī)劃，對于二層交換機，支持標準的IGMP Snooping協(xié)議，保護組播控制信息和組播包廣播所有交換端口;對于三層交換機，支持PIM-DM或DVMP組播路由協(xié)議。由于數(shù)字視頻傳輸既占有傳輸系統(tǒng)的大量帶寬資源，又要求很高的實時性，因此視頻編解碼器、視頻服務器、存儲設備的選擇必須具備極強的網(wǎng)絡適應性和親和性，且必須能夠具備多種傳輸機制及功能(2號線的安防網(wǎng)絡示意圖如圖1)。

　　車載網(wǎng)絡

　　該系統(tǒng)的車載網(wǎng)絡采用工業(yè)級交換機10M/100M端口，列車上共有14路電視監(jiān)控圖像，按2Mbps計算，共計28M，加上PIS系統(tǒng)需要使用的10M左右?guī)?，基本上可以滿足列車車載安防系統(tǒng)和PIS系統(tǒng)的需要。

　　列車車控系統(tǒng)通過RS485接口與車載服務器互聯(lián)，不占用網(wǎng)絡帶寬。

　　車地無線網(wǎng)絡

　　車地無線網(wǎng)絡作為骨干網(wǎng)絡的延伸，必須要保證列車在80公里/小時運行速度的情況下，列車和運營控制中心服務器間實現(xiàn)雙向傳輸視頻影像的需求,做到車載AP同軌旁AP切換時做到0丟包，并且將延遲盡量的降低。該系統(tǒng)根據(jù)PIS系統(tǒng)提供無線通信網(wǎng)絡，采用IEEE802.11g(網(wǎng)絡理論帶寬54Mbps，實際穩(wěn)定帶寬約25Mbps)，實際情況如下：

　　正常情況：2路2Mbps上傳，2路2Mbps下傳，需要網(wǎng)絡帶寬為8Mbps。

　　緊急情況：14路1Mbps上傳，需要網(wǎng)絡帶寬為14Mbps。

　　考慮到PIS業(yè)務系統(tǒng)本身10M左右的帶寬需求(預估)，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)在緊急情況下需求14M，兩者共需求24M帶寬，而車地無線系統(tǒng)實際提供的穩(wěn)定帶寬約為25Mbps，基本上可以滿足使用要求。

相關(guān)閱讀：深圳地鐵2號線視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計（下）

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　　日常情況：從車站到控制中心傳輸20路15Mbps帶寬的視頻流媒體，共計300Mbps(或60路4Mbps車站視頻加30路2Mbps列車視頻，共計300Mbps)。

　　極端情況：中心和車輛段用戶(控制中心總調(diào)、行車調(diào)度、電力調(diào)度、環(huán)控調(diào)度)額外調(diào)看16路車站(或列車)的視頻，按每路4Mbps帶寬計算，加上日常的帶寬需求，共計424Mbps。

　　此外，門禁子系統(tǒng)、入侵探測子系統(tǒng)等可能占用10Mbps左右?guī)?，加上PIS系統(tǒng)和OA系統(tǒng)占用的帶寬約為200Mbps。

　　綜上所述，日常情況下，車站到中心(包括列車到中心)總共的帶寬需求是570Mbps;極端狀態(tài)下的帶寬需求是634Mbps，而骨干網(wǎng)絡提供的帶寬為1000Mbps，完全可以滿足系統(tǒng)的需求。

　　系統(tǒng)設計

　　該系統(tǒng)以“三級結(jié)構(gòu)，兩個管理中心”為原則進行系統(tǒng)設計，將系統(tǒng)分為中央級、車站級和終端級三級現(xiàn)場設備，在OCC中心和車站控制室分別設有中央管理中心和車站管理中心，中央子系統(tǒng)和車站子系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡系統(tǒng)進行通信。車站、車輛段和區(qū)間網(wǎng)絡設備、服務器、終端顯示設備、攝像機等均采用集中式配電方式。

　　系統(tǒng)布點

　　車站

　　· 布點順序：出入口-站內(nèi)樓梯電梯-閘機-自動售票機-設備區(qū)-站臺端頭;

　　· 對于電扶梯，需要一上一下兩個固定攝像機對射;對于樓梯，只需要一個攝像機由上往下進行監(jiān)視;

　　· 在出入口下行的電扶梯，往上監(jiān)視的那臺攝像機用定焦超寬態(tài)彩色攝像機，其余用定焦半球彩色攝像機;

　　· 在各出入口的外面，設有一體化彩色球形攝像機;

　　· 在站廳閘機處的攝像機，面對乘客正面的方向設置，距離閘機約5米的距離;

　　· 在設備區(qū)內(nèi)的主要通道布置1-2臺攝像機，在重要設備房內(nèi)布置1臺攝像機(車控室、車站計算機房);

　　· 在軌行上下區(qū)列車車頭車尾的屏蔽門，各設置1對5~50mm定焦攝像機;

　　· 在站臺上下行各設置1對長焦固定攝像機進行對射，并配置2個一體化彩色球形攝像機;

　　· 每個車站攝像機總數(shù)量控制在70臺，換乘站為80臺。

　　車載

　　· 每列地鐵列車有6節(jié)車廂，在兩頭各有一個司機室;

　　· 每節(jié)車廂內(nèi)裝設2只6mm定焦小型半球型攝像機，以監(jiān)視車廂內(nèi)乘客情況;

　　·兩端駕駛室各設置1臺3.6mm廣角半球形攝像機，以監(jiān)視列車司機位。

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