地鐵K號(hào)線是一條南北客流主干線,，線路全長(zhǎng)48km,，其中高架線約5km，地面線1km,，地下線約42km,。共設(shè)車(chē)站30座(其中高架車(chē)站1座，地下車(chē)站29座),，控制中心1座,，車(chē)輛段1座，停車(chē)場(chǎng)1座,，本文以該地鐵為例,，談其監(jiān)控解決方案。

　　系統(tǒng)架構(gòu)

　　整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)中,，除了垂直電梯的模擬攝像機(jī)采用普通D1的編碼器接入外,，其余點(diǎn)位從圖像的采集,、傳送、存儲(chǔ),、顯示全部達(dá)到高清,，要求符合HDTV標(biāo)準(zhǔn)的分辨率1920*1080以上全實(shí)時(shí)圖像畫(huà)質(zhì)。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為控制中心和車(chē)站兩級(jí)組網(wǎng),，兩級(jí)均可對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的圖像進(jìn)行監(jiān)視和控制,，監(jiān)視功能相互獨(dú)立，互不影響,，控制優(yōu)先級(jí)共八級(jí)如下：中心防災(zāi)值班員,，車(chē)站防災(zāi)調(diào)度員，中心行車(chē)調(diào)度員,，中心總調(diào)調(diào)度員,，中心電力調(diào)度值班員，車(chē)站行車(chē)調(diào)度員,，中心客調(diào)調(diào)度員,，其他用戶。

　　運(yùn)營(yíng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)共用高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī),，專(zhuān)網(wǎng)高清視頻攝像機(jī)提供模擬視頻輸出口供公安系統(tǒng)調(diào)看,。對(duì)于根據(jù)運(yùn)營(yíng)電視監(jiān)視設(shè)置的攝像機(jī)，地鐵運(yùn)營(yíng)具有優(yōu)先控制權(quán),。優(yōu)先級(jí)可擴(kuò)展,，不同調(diào)度員優(yōu)先級(jí)可在控制中心通過(guò)軟件調(diào)整，調(diào)整方式靈活快捷,，所有云臺(tái)的優(yōu)先級(jí)均可靈活設(shè)置,。

　　系統(tǒng)設(shè)置控制中心調(diào)度員的行車(chē)監(jiān)視、防災(zāi)環(huán)控監(jiān)視,、電力設(shè)備監(jiān)視,、客調(diào)監(jiān)視和總調(diào)監(jiān)視;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)完整的視頻監(jiān)控兩級(jí)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò),。各車(chē)站視頻信號(hào),，由前端高清IPC采集處理后，送至車(chē)站的三層以太網(wǎng)交換機(jī),，通過(guò)三層組播的方式,，控制中心交換機(jī)接收此信號(hào)后在相關(guān)調(diào)度員工作站進(jìn)行視頻顯示及控制;另外提供8路圖像進(jìn)行相應(yīng)解碼處理后在大屏幕顯示，并在控制中心交換機(jī)預(yù)留相應(yīng)數(shù)字接口至日后TCC系統(tǒng)平臺(tái),，CCTV監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議體系和上級(jí)平臺(tái)TCC實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通互控(圖1),。

　　車(chē)站監(jiān)視系統(tǒng)

　　車(chē)站監(jiān)視系統(tǒng)由前端圖像攝取部分、車(chē)站視頻處理部分、圖像顯示控制部分及圖像上傳等幾個(gè)部分組成,。主要設(shè)備包括：數(shù)字高清攝像機(jī),、彩色高清液晶監(jiān)視器(綜合監(jiān)控專(zhuān)業(yè)提供)、司機(jī)監(jiān)視器,，視頻編碼器(垂直電梯內(nèi)攝像頭用),，車(chē)站視頻交換機(jī)、NVR視頻存儲(chǔ)組,、車(chē)站視頻管理服務(wù)器,、視頻控制終端、控制鍵盤(pán),、電源分路器(內(nèi)置式),、控制切換軟件等設(shè)備組成。

　　·車(chē)站控制室設(shè)置1臺(tái)視頻監(jiān)控客戶端,、1臺(tái)控制鍵盤(pán),，用于行車(chē)和防災(zāi)監(jiān)控;

　　·在車(chē)站上、下行站臺(tái)各設(shè)置2臺(tái)20寸液晶監(jiān)視器,，完成列車(chē)司機(jī)對(duì)乘客上下車(chē)的監(jiān)視功能;

　　·車(chē)站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)主要完成對(duì)本車(chē)站管轄范圍內(nèi)的視頻信號(hào)的監(jiān)控和錄像;

　　·本站值班員通過(guò)視頻操作鍵盤(pán)或視頻監(jiān)控終端,、調(diào)取本車(chē)站相關(guān)攝像機(jī)圖像信息，并在彩色高清液晶監(jiān)視器上顯示;系統(tǒng)通過(guò)視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)本站所有圖像進(jìn)行錄制,。

　　車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)等變電所監(jiān)視系統(tǒng)

　　車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)備包括：數(shù)字高清攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),、監(jiān)控終端,、視頻光端機(jī)等設(shè)備。車(chē)輛段,、停車(chē)場(chǎng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)主要完成對(duì)車(chē)輛段,、停車(chē)場(chǎng)混合變電所內(nèi)變壓器室及110kV開(kāi)關(guān)柜室的視頻信號(hào)的監(jiān)控和錄像。

　　因車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)的前端攝像機(jī)數(shù)量非常少,，將其按普通車(chē)站進(jìn)行建設(shè),，配置相應(yīng)的視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等就比較浪費(fèi)資源,。因此,，車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)的前端數(shù)字高清攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)，先通過(guò)光纖接入本地的視頻交換機(jī),，然后該交換機(jī)通過(guò)傳輸系統(tǒng)提供的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以太網(wǎng)通道分別上傳至就近車(chē)站,，接入就近車(chē)站的視頻交換機(jī)，這些攝像機(jī)在系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)上作為該車(chē)站的點(diǎn)位,。但是在軟件平臺(tái)界面上,，則顯示為與車(chē)站獨(dú)立平行的級(jí)別。

　　在車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)供電值班室分別設(shè)置1臺(tái)監(jiān)控終端,，監(jiān)控終端通過(guò)光端機(jī)接入本地視頻交換機(jī),，邏輯結(jié)構(gòu)上則登錄至攝像機(jī)所接入的就近車(chē)站的視頻服務(wù)器，完成全線變電所相關(guān)設(shè)備的視頻實(shí)時(shí)調(diào)看,、錄像調(diào)看等功能,。車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)通信設(shè)備室至供電值班室內(nèi)之間的光纖資源由其他專(zhuān)業(yè)提供,。

　　控制中心監(jiān)視系統(tǒng)

　　控制中心監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)備包括：中心視頻管理服務(wù)器,、錄像服務(wù)器、網(wǎng)管終端,、NVR錄像存儲(chǔ)設(shè)備,、回放終端、高清解碼器,、以太網(wǎng)交換機(jī),、視頻監(jiān)控終端等設(shè)備。

　　中心核心交換機(jī)通過(guò)傳輸接口接入視頻傳輸網(wǎng)絡(luò),，中心視頻管理服務(wù)器,、錄像服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器,、高清解碼器,、各客戶終端等均接入中心核心交換機(jī)。高清解碼器解碼后的圖像連接至信號(hào)系統(tǒng)提供的高清顯示屏,，提供的解碼分辨率為1920*1080,。

　　控制中心監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)主要完成對(duì)本線路管轄范圍內(nèi)的視頻信號(hào)的監(jiān)控，并通過(guò)錄像服務(wù)器及回放終端回溯視頻信息,?？刂浦行谋O(jiān)控網(wǎng)絡(luò)接收各車(chē)站及車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)發(fā)送的全部圖像信息,，并選取其中8路圖像經(jīng)視頻解碼器解碼后送入控制中心大屏,，各調(diào)度員通過(guò)視頻監(jiān)控終端對(duì)各車(chē)站上傳的圖像進(jìn)行顯示和控制。

　　中心調(diào)度員能夠在遠(yuǎn)程遙控車(chē)站任何一臺(tái)球形一體化攝像機(jī)云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)及其變焦鏡頭的焦距調(diào)節(jié),?？筛鶕?jù)具體需要設(shè)置多個(gè)遙控優(yōu)先等級(jí)，并可進(jìn)行云臺(tái)變速控制,。各調(diào)度員通過(guò)登陸的用戶名和密碼來(lái)區(qū)分優(yōu)先級(jí),，車(chē)站的云臺(tái)被控制時(shí)能在軟件上顯示占用者名稱(chēng)。

　　系統(tǒng)功能

　　車(chē)站監(jiān)控

　　各車(chē)站值班員可以通過(guò)車(chē)站值班員工作站顯示任意圖像,，并可遙控本站任意一臺(tái)球形一體化攝像機(jī)云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)以及對(duì)變焦鏡頭調(diào)節(jié),，系統(tǒng)可設(shè)置云臺(tái)的預(yù)置位,，并可以把多個(gè)不同的預(yù)置位設(shè)置成巡航計(jì)劃，使得攝像機(jī)按照巡航計(jì)劃對(duì)多個(gè)不同角度進(jìn)行監(jiān)控,。也可以把某個(gè)預(yù)置位設(shè)置為看守位,，當(dāng)某個(gè)攝像頭掉線重新上線或者告警聯(lián)動(dòng)時(shí)，攝像頭自動(dòng)恢復(fù)到看守位,，對(duì)看守位攝像角度進(jìn)行監(jiān)控,。當(dāng)車(chē)站視頻管理服務(wù)器或當(dāng)工作站出現(xiàn)故障時(shí)還可以各種程序進(jìn)行循環(huán)顯示或手動(dòng)選擇在高清彩色液晶監(jiān)視器上顯示。

　　車(chē)站值班員工作站能顯示中心控制的球形一體化攝像機(jī)云臺(tái)的情況,。對(duì)車(chē)站的云臺(tái)控制可滿足使用軟件和鍵盤(pán)兩種形式,，優(yōu)先級(jí)的數(shù)量應(yīng)足夠多且其設(shè)置應(yīng)靈活、可調(diào),，當(dāng)云臺(tái)被占用時(shí)各操作員處(包括中心)可以做出顯示,。

　　字符疊加功能

　　系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)漢字、字符疊加功能,，能實(shí)時(shí)顯示云臺(tái)占用者信息,。

　　在車(chē)站、停車(chē)場(chǎng)本地監(jiān)視系統(tǒng)和中心遠(yuǎn)端監(jiān)視系統(tǒng)的監(jiān)視器所顯示的每一幅圖像上能顯示車(chē)站,、場(chǎng)名,、攝像點(diǎn)的區(qū)域編號(hào)等字符疊加內(nèi)容可自由設(shè)置。

　　通過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)方式在中心可以對(duì)各車(chē)站的字符進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置,、修改,。

　　字符疊加通過(guò)控制中心網(wǎng)管軟件完成，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單快捷,，在車(chē)站可以編輯修改字符,，在控制中心也可以對(duì)任意車(chē)站的字符進(jìn)行編輯、修改,。控制中心的字符疊加軟件上同時(shí)具備廣播發(fā)布功能,，可以發(fā)送至少20個(gè)漢字(在監(jiān)視器上清晰可讀,，字體大小可根據(jù)計(jì)算機(jī)字庫(kù)調(diào)整，且不應(yīng)遮擋有效監(jiān)視圖像)至各車(chē)站某一攝像機(jī)或視頻輸入通道;此外,，針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的云臺(tái)攝像,，還可以接受來(lái)自云臺(tái)控制單元發(fā)送的控制占用信息，直接將正在操作該云臺(tái)的操作員名稱(chēng)疊加在視頻圖像上,，直到另一個(gè)操作員更新了該信息,。

　　為了在屏幕高亮,全黑時(shí)清晰的顯示字符，字符應(yīng)有描邊處理,。

　　圖像存儲(chǔ)功能

　　設(shè)置的NVR主動(dòng)對(duì)前端IPC和編碼器的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)錄制,，并能接收統(tǒng)一時(shí)間校準(zhǔn)的功能，以便對(duì)輸入的所有圖像錄制時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)。

　　提供存儲(chǔ)容量,、IO性能應(yīng)能滿足本站全部視頻存儲(chǔ)15天(按24個(gè)小時(shí)/天,，圖像分辨率為1920*1080，碼流不低于6M計(jì))及支持10個(gè)客戶端同時(shí)訪問(wèn)的能力,。并提供電源冗余保護(hù),，支持RAID0、RAID1,、RAID5的盤(pán)陣組合,，可提供至少一塊磁盤(pán)損害不影響視頻的正常存儲(chǔ)及不丟失盤(pán)陣中的已存儲(chǔ)圖像的能力。

　　控制中心錄像網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備應(yīng)與全線采用N 1備份方式,，即車(chē)站錄像存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)生故障時(shí),，車(chē)站視頻圖像應(yīng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到控制中心進(jìn)行存儲(chǔ)，故障恢復(fù)后應(yīng)能回傳,。

　　支持在線對(duì)損壞磁盤(pán)的更換,，支持通過(guò)增加硬盤(pán)數(shù)量、硬盤(pán)容量來(lái)擴(kuò)展存儲(chǔ)空間的能力,。應(yīng)具備通過(guò)編程自動(dòng)實(shí)現(xiàn)減幀操作的方式節(jié)約有限的磁盤(pán)空間,、延長(zhǎng)圖像存儲(chǔ)時(shí)間的功能?？梢罁?jù)事先的報(bào)警處理配置,，按需自動(dòng)實(shí)現(xiàn)事件全程的存儲(chǔ)記錄，以及提供事件預(yù)存儲(chǔ),，支持DVD-R/W圖像刻錄和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)存,。

　　視頻存儲(chǔ)可以通過(guò)服務(wù)器對(duì)每一路的存儲(chǔ)視頻按照不同要求(編碼技術(shù)、清晰度,、碼流大小,、幀率等)進(jìn)行單獨(dú)配置。

　　存儲(chǔ)的圖像可在控制中心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)回放,、刻錄,，能按錄像的時(shí)間、日期范圍,、站名和攝像機(jī)位置進(jìn)行分類(lèi)圖像檢索,，回放速度可調(diào)(以一幀/秒～三十幀/秒可調(diào)速度回放，清楚地觀看圖像變化的每一個(gè)細(xì)節(jié)),。

　　存儲(chǔ)NVR具有基于SNMP(網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)的事件通知功能,。

　　中心調(diào)度監(jiān)控終端功能

　　控制中心的總調(diào)、行車(chē),、電力,、防災(zāi),、客調(diào)調(diào)度員可以通過(guò)中心值班員視頻監(jiān)控終端顯示任意車(chē)站內(nèi)任意圖像，并在高清彩色液晶監(jiān)視器上顯示,。中心調(diào)度員可遙控任意車(chē)站任意一臺(tái)球形一體化攝像機(jī)的云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)以及對(duì)變焦鏡頭調(diào)節(jié),，并可根據(jù)具體需要設(shè)置多個(gè)遙控優(yōu)先等級(jí)，可進(jìn)行云臺(tái)變速控制,。

　　所有云臺(tái)攝像機(jī)的預(yù)置位應(yīng)以圖形方式設(shè)置,，并可編寫(xiě)和修改。

　　總調(diào),、行車(chē),、電力、防災(zāi),、客調(diào)調(diào)度員可通過(guò)接入中心值班員視頻監(jiān)控終端,，以各種程序進(jìn)行循環(huán)顯示或手動(dòng)選擇預(yù)置位，觀看任意車(chē)站的任意圖像或同時(shí)觀看同一幅圖像,。

　　中心調(diào)度員可根據(jù)具體需要設(shè)置多個(gè)可延時(shí)駐留30秒(駐留時(shí)間應(yīng)可調(diào)整)的遙控優(yōu)先等級(jí),。控制中心的防災(zāi),、行車(chē)調(diào)度員還應(yīng)能將各站的圖像任意地切換到調(diào)度大廳顯示大屏上,。

　　網(wǎng)絡(luò)三層組播功能

　　根據(jù)XX地鐵上層綜合通信網(wǎng)規(guī)劃要求，視頻監(jiān)控圖像信息將基于IP網(wǎng)絡(luò)三層組播進(jìn)行互聯(lián)互通,，因此,，本工程應(yīng)在各車(chē)站、車(chē)輛段,、停車(chē)場(chǎng)和控制中心配置支持如IGMP,，PIM等三層組播路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

　　聯(lián)動(dòng)功能

　　系統(tǒng)可根據(jù)其它系統(tǒng)輸出的觸發(fā)信號(hào)(數(shù)據(jù)或開(kāi)關(guān)量),，切換特定的圖像,，觸發(fā)信號(hào)的輸入接口和設(shè)置特定的圖像數(shù)量不得低于8個(gè)/站。由FAS專(zhuān)業(yè)向綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供報(bào)警信息,，綜合監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)車(chē)站視頻設(shè)備把發(fā)生災(zāi)情區(qū)域攝像機(jī)的圖像自動(dòng)切換到車(chē)站控制室的綜合監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視器上,。

　　視頻監(jiān)視系統(tǒng)的網(wǎng)管功能

　　視頻監(jiān)視系統(tǒng)的網(wǎng)管主要負(fù)責(zé)對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中包含的所有視頻及數(shù)據(jù)設(shè)備(含編解碼、以太網(wǎng)交換機(jī)及存儲(chǔ)等設(shè)備)的運(yùn)行情況進(jìn)行綜合的監(jiān)視與管理,，應(yīng)能對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)及所有網(wǎng)元設(shè)備配置作及時(shí)的修改。

　　故障管理

　　·能識(shí)別系統(tǒng)故障,并能對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備故障進(jìn)行定位及迅速查詢故障;

　　·能報(bào)告所有告警信號(hào)及其記錄的細(xì)節(jié);

　　·具有告警過(guò)濾和遮蔽功能;

　　·提供聲光告警顯示功能,。

　　系統(tǒng)管理

　　設(shè)備管理系統(tǒng)應(yīng)能利用軟件菜單對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行報(bào)警參數(shù),、報(bào)警門(mén)限數(shù)值的配置和修改，每個(gè)前端視頻設(shè)備的故障報(bào)警,、設(shè)備輸出參數(shù)應(yīng)在該操作平臺(tái)上通過(guò)點(diǎn)擊屏幕即可看到,。所有視頻切換及系統(tǒng)各控制功能均應(yīng)在該操作平臺(tái)上點(diǎn)擊屏幕或屏幕上的預(yù)置位即可實(shí)現(xiàn),。其模擬實(shí)際線路和站內(nèi)攝像機(jī)位置的圖像標(biāo)識(shí)及分層點(diǎn)擊站內(nèi)攝像機(jī)的操作方式均可使操作和控制過(guò)程簡(jiǎn)化。

　　網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控錄像存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)管理

　　控制中心配備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控錄像管理軟件,，可以對(duì)分布式部署在各車(chē)站的存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)資源進(jìn)行全局統(tǒng)一的存儲(chǔ)設(shè)備及空間管理,，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源的虛擬化管理，可實(shí)現(xiàn)分布式部署,，同時(shí)集中管理,，可以提供給網(wǎng)管系統(tǒng)錄像存儲(chǔ)設(shè)備的各種故障報(bào)警信息等;錄像存儲(chǔ)設(shè)備的狀態(tài)同時(shí)也可以被中心網(wǎng)管系統(tǒng)靈活控制，可實(shí)現(xiàn)錄像存儲(chǔ)設(shè)備的死機(jī)時(shí)SNMPTRAP網(wǎng)絡(luò)信息告警,、指示燈告警,、郵件告警、聲音告警,、短信告警等,。控制中心視頻和管理平臺(tái)軟,、硬件出現(xiàn)任何故障均不能影響車(chē)站視頻監(jiān)控設(shè)備的正常運(yùn)行及管理,。支持計(jì)劃錄像、告警聯(lián)動(dòng)錄像,、秒級(jí)檢索功能,。

　　系統(tǒng)擴(kuò)展功能

　　系統(tǒng)應(yīng)具有擴(kuò)展功能，擴(kuò)展時(shí)要求不影響既有設(shè)備的使用,，增加較少的硬件設(shè)備,，軟件基本無(wú)需擴(kuò)容或改造，各站點(diǎn)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在增加視頻分析軟件后,，可完成可疑物品遺失報(bào)警,、穿越禁區(qū)報(bào)警、逆向通行報(bào)警,、統(tǒng)計(jì)人流等視頻分析功能,，以便滿足延伸的要求。

　　結(jié)語(yǔ)

　　該地鐵安防系統(tǒng)解決方案是一個(gè)全高清(1080P)的方案,，該方案采用了組播功能,，即前端攝像機(jī)可實(shí)時(shí)發(fā)送出兩個(gè)碼流，一個(gè)是單播碼流,，一個(gè)是組播碼流,。組播碼流通過(guò)交換機(jī)的組播功能，提供給客戶端實(shí)時(shí)預(yù)覽使用,，單播流主要用作存儲(chǔ),。采用組播方式預(yù)覽時(shí)，可以提高實(shí)時(shí)預(yù)覽的速度,，對(duì)于圖像顯示即時(shí)性有所保證;單播方式用于存儲(chǔ),，可以提高存儲(chǔ)的可靠性,。這也是高清應(yīng)用的一種新的方式。