浅析轨道交通数字视频监控技术

２Ｑ！　Ｑ：Ｑ　（　）　Ｃｈｉｎａ　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　工程技术　浅析轨道交通数字视频监控技术　许钊　（中铁第一勘察设计院集团有限公司通信信号处，陕西西安７１００４３）　摘要：近年来，随着科学技术的发展，数字视频监控系统设备价格越来越低，综合性能不断提高。目前的数字视频监控系　统，集图像、声音和防盗报警于一体，已经成为安全防范自动化技术的主要发展方向。本文针对地铁数字视频监控系统的规　划做出讨论，并进行比较，最后提出解决问题的可能的方向。　关键词：城市轨道交通；数字视频监控；技术措施　中图分类号：ＴＤ５２　１轨道交通行业需求分析　轨道交通面临的诸多安全威胁与轨道　交通的全线性、连带性、封闭性及群体性等　特性是密切相关。（１）全线性：列车依赖于单　一轨道连续运行，在线路上发生灾难事件　时，会造成整条线路的运营中断，甚至影响　其它线路的正常运行，而且在一定时间内难　以恢复正常运行。（２）连带性：轨道交通客流　量大，而且客流在一定时间内封闭在有限的　区域中，发生灾难事件时，除了乘客可能受　到直接伤害外，还极易造成车站、车辆和其　它设施的毁坏。（３）局限陛：由于地铁项目特　殊的地形条件限制，线路多行走于高架，隧　道等环境内，突发事件地点空间的局限性，　在很短的时间内完成轨道交通系统的灭火、　排烟、排毒气作业以及开展救援工作的难度　很大。（４）群体性：在车站，单位面积人数多。　在轨道交通系统中如果出现纵火、爆炸或施　放毒气、生物制剂，极易造成群死群伤、严重　的经济损失和恶劣的社会和政治影响。　２数字视频监控系统规划讨论　２．１流媒体规划　２．１．１各种数字视频参数的选择。在视　频监控领域　视频压缩编码格式从Ｍ—　ＪＰＥＧ、Ｈ．２６３、ＭＰＥＧ４到Ｈ．２６４的发展目前　Ｈ．２６４是主流应用的压缩算法。其最大的优　势是具有很高的数据压缩率在同等图像质　量的条件下Ｈ．２６４的压缩比是ＭＰＥＧ－４的　１．５—２倍。Ｈ．２６４在具有高压缩比的同时还拥　有高质量流畅的图像。正因为如此经过Ｈ．　２６４压缩的视频数据在网络传输过程中所　需要的带宽更少也更加经济，大大节省了用　户的下载时间和数据流量。　在技术上Ｈ．２６４集中了以往标准的优　点并吸收标准制定中积累的经验。与Ｈ．２６３、　ＭＰＥＧ４相比Ｈ．２６４做到了大幅度降低码率　最多可节省５０％的码率有效地实现了码流　控制。现在有较多的厂家的网络视频产品均　采用了先进的Ｈ＿２６４压缩算法。　２．１．２数字视频系统各种类型流媒体分　析。　（１）数据流包括以下三种。实时查看流：　具体数量取决于实时调看需求。（１０％）　录像流：取决于存储策略（＞８５％）　录像回放流：取决于录像查看需求（＜　５％）　（２）双码流技术。视频编码单元可以同　时输出２种不同的视频信号，期差异可能包　括压缩格式、分辨率、流量大小等。用户可以　－１　１４－　中国新技术新产品　文献标识码：Ａ　根据需要选择不同的视频信号来完成不同　据库／网络，中央级数据库可以实现对全部　的需求应用，如２４小时不问断存储采用低　车站级数据库的管理、备份和恢复。　流量、低分辨率、图像效果一般的视频信号；　且系统支持：中央级——对车站级的数　而报警录像和实时查看则可以选择高分辨　据手工／ｊ　时候时更新备份。管理由中央进　率　高流量、图像效果较好的视频信号。　行，车站只负责控制；车站级——车站级之　所以在作网络节点规划设计时，需要将　间的访问，由中央授权，任意一个车站故障，　几种码流流量均综合考虑，在流媒体规划中　不会影响其他车站的正常运行；中央瘫痪，　采用双编码技术，即实时图像采用ＭＰＥＧ－２　所有车站仍然可以独立Ｔ作。　编码方式，存储采用ＭＰＥＧ－４／Ｈ．２６４格式，　２．４．２双机热备冗余。在正常情况下服　已满足实时调看的存储回放的不同需求。　务器Ａ（主服务器）和服务器Ｂ（备份服务器）　并且视频流媒体的实际流量不应超过　均正常运行，服务器Ｂ作为备用，所有的客　当前网络带宽的４０％。　户端连接到服务器Ａ，主服务器和备份服务　２．１．３　ＩＰ摄像机与模拟摄像机＋视频编　器均指的是数据库服务器。　码器的对比。从系统架构而言，采用ＩＰ摄像　在服务器Ａ故障情况下，服务器Ｂ取　机的系统结构更为简洁、紧凑。从功能强度　代服务器Ａ，所有的客户端连接到均服务器　而言，由于ＩＰ摄像机需要将视频编码单元　Ｂ。　设计在摄像机内。因此．，Ｊ、型化的设计在一　在双机热备的基础上还可以做节点系　定程度上会带来设备散热性能的不足以及　统Ｎ＋Ｍ热备冗余：在节点故障时，中心临时　图像效果处理能力（尤其是运动图像）的降　接管。系统采用Ｎ＋Ｍ的模式构建具备冗余　低。从设备布置原则而言，由于模拟视频信　节点的大规模联网监控管理系统。将冗余节　号的传输可以超过５００米（ＳＹＶ７５—５）；而数　点系统布设在中心，提供中心临时接管功　字视频信号的传输一般不超过１００米（超五　能。　类线）。从网络交换端口占用数量而言：目前　２．５特色功能规划　ＩＰ摄像机与网络交换机端口均采用１：ｌ的　系统应根据具体需要，具有完备的运作　比列设计；而视频编码器可以提供单路、四　模式，可以根据实际业务流程、消防／安防需　路、八路等多种选择。在摄像机类型选择方　求的不同，面向业务编排多种模式，如正常　面：由于模拟摄像机的类型已经十分成熟丰　运行模式、紧急运行模式、火灾运营模式等，　富一普通、低照度、宽动态、彩色　黑白等，因　同时可以能够接受上级控制系统的模式控　此选型更为符合实际需求。　制命令，在触发事件发生后自动执行或半自　综上所述，两种类型各有优势，应根据　动执行。　现场情况合理选择最佳方案。　视频智能分析功能应与数字视频系统　２．３存储规划　有机结合，有效使用，实现功能包括危险物　２．３．１本地存储：将流媒体存储在前端　丢弃检测、人员斗殴检测、图像场景变更检　设备。特点是简单、可靠。录像时不占用网络　测、图像模糊检测逃票检测、栏杆翻越检测、　带宽，对网络的依赖度低。但是存储系统没　区域人员统计、重要物品丢失检测、重点防　有良好的存储数据保障机制，流媒体存储在　范区域人侵报警探测等。　各个前端设备上，无法进行有效的统一检索　结语　管理。而且与第三方系统集成度不高。　随着网络技术和视频压缩技术的发展，　２．３．２网络存储：将流媒体集中存储在　将视频压缩成数字流并通过网络传输是目　网络上。优点是与第三方设备集成度高。可　前监控领域中的一个趋势。采用数字视频监　以对所有流媒体录像进行统一管理。但缺点　视技术，一方面可完全满足多级监视的要　是需要合理的对存储的网络位置进行规划，　求，另一方面视频监控的网络化可减少多次　并高度的依赖网络。　的模数或数模转换，并且设备构成简单，并　２．４系统保障机制规划　易于与综合监控系统实现联动等诸多优点，　２Ａ．１系统架构管理。在复杂的系统中　因此，在地铁中数字视频监视技术将会成为　应采用多级架构管理，做到集散管理，本地　主流。　自治，系统划分为总调度指挥中心中央级数　参考文献　据库和各车站本地车站级数据库，每个车站　『１］蒲豫园．城市轨道交通数字视频监控系统　级数据库完全独立运行，不依赖于中央级数　的发展前景阴铁道通信信号，２００６．