如今，城市交通轨道已经越来越多地在大中城市出现，如何管理和维护轨道交通的安全将是一个棘手的问题。本文将以上海地铁视频监控系统改造项目为例，剖析城市地铁视频监控的构造以及系统特点。
目前，我国大中城市公共交通堵塞日益严重、城市客运交通结构单一，已影响到城市经济发展及城市功能的发挥。鉴于上述状况，交管部门除了大力推行智能交通技术外，另一方面，城市轨道交通已经作为未来城市交通发展重点。我国交通技术政策明确规定：我国城市交通发展是“建立综合公共交通系统”，“在大城市的客运交通以轨道交通为主”。地铁之所以在许多国家大中城市得以迅速发展，是同地铁的优点分不开的。首先地铁省时又准时，乘地铁通常比乘地面交通工具节省1/3到1/2的时间；另外地铁运量大；无污染，使城市噪声大大降低；节省城市的宝贵用地；缓解了城市地面交通拥挤等。
系统要求
一般情况，地铁处于地下封闭环境，人流量大，如果发生突发事件，救援难度极大。另外，地铁系统智能化程度高，软硬件系统庞大，整个系统处于半自动和全自动运行状态。所以地铁的视频监控系统，一方面要对人流进行监控，对突发事件做出预警；另一方面还要求对诸多设备的运行状态也进行监控，能实时地为监控中心提供设备的运转状况。\r\n随着治安形势的日益严峻，地铁的安全已引起政府有关部门的高度关注。地铁视频监控系统中，摄像机数量多，系统容量大。例如上海地铁1、2、3号线改造，摄像机数量多至2000多台，共有59套矩阵联网，控制权限划分异常复杂。另外，地铁视频监控系统又有一些特殊的要求，比如设备抗干扰性能要强，因为列车经过时，会对隧道内设备产生强大的电磁干扰；又比如系统内众多设备的时钟一致性问题，等等这些都对视频监控设备性能提出了较高的要求，下面将以上海地铁视频监控系统改造项目为例，剖析城市地铁视频监控的构造以及系统特点。
系统构架
1、摄像机点位\r\n本次上海地铁视频监控系统改造项目在地铁原监控的基础上，增加了大批的摄像机点位，更换了大部分原来已老化的摄像机。\r\n系统建成之后，每个地铁站的出入口都装有监控摄像机，乘客从任一出入检票口进出都会被摄像机从正面拍摄到。地铁大厅等人流较大的地方都安装有一体化高速球机，以便能够掌握整个大厅的情况。地铁站内的一些偏僻的角落也都安装摄像机，以防不法分子有机可乘。地铁站台上也有规律地安装若干摄像机，使得运营管理人员能够及时了解列车到站情况，乘客流量等。列车司机也能直接从监控画面了解当前乘客的上下车情况。\r\n由此可见，乘客至少要被地铁里的摄像机从正面拍摄到4次，每个乘客乘坐地铁一次至少也要在监控画面中出现6次。所以任何违法分子在地铁里作案都会被实时地监视。\r\n2、车站视频信号流向(如图1)\r\n参见上图，前端视频信号先进入视频均衡器，视频信号经均衡器补偿调节后进入视频分配器进行分配，视频分配器附带有字符叠加功能，经过视频分配器分配后的二组视频信号分别进入视频矩阵和硬盘录像机。硬盘录像机的一路输出也进入矩阵，以便矩阵能切换硬盘录像机回放的视频信号。在车站的车控室、警务室和维修机房各设置一台操作键盘，分别接入矩阵的RS232口，各台键盘具有不同级别的操作权限。\r\n3、控制中心\r\n地铁控制中心和各车站之间建有视频监控专用的以太网络，每个地铁车站的矩阵通过八台视频编码器上传八路图像，控制中心的八台视频解码器解出前端矩阵的八路图像后输入到控制中心矩阵。控制中心和各车站的矩阵也通过以太网进行联网，各自有不同的IP地址。\r\n控制中心的键盘不直接接入中心控制矩阵，而是直接接入以太网。控制信号由键盘发向控制管理服务器，管理服务器经过译码之后判断键盘的权限级别，然后转发相应控制命令，再控制各车站和控制中心的矩阵及编解码器进行图像切换选择和实现各站球机的PTZ控制。\r\n控制和权限设置，控制中心的操作人员通过直接挂于以太网内的键盘对各站的视频进行选取及控制，控制流程及权限由网络内的一台控制管理服务器进行统一管理。\r\n中心操作人员在选取某车站的视频时，先发码给管理服务器，管理服务器判别权限，然后发命令给相应车站的视频矩阵切换相应的视频信号至某视频编码器，同时让控制中心相应的视频解码器对被选通的某车站编码器的视频信号进行解码，解码器解出的图像进入控制中心矩阵。控制管理服务器同时发命令至控制中心矩阵，把解码器上传的那路图像输出至某个监视器。对球机的控制信号也由该管理服务器进行判别，和其它键盘（包括其它网络内键盘和各车站内键盘）进行权限比对，以判别该键盘是否可操作指定的快球，最后由管理服务器把控制命令发至站内矩阵。\r\n详细的控制流程图如下：（如图2）\r\n本系统的权限划分非常明确，按照设计要求，任何一个键盘相对于任何一个摄像机都可以设置20个等级的权限。也就是说，同一个键盘对于不同的摄像机可以有不同的操作权限。地铁内的摄像机分为两个部分，一部分是公安专用的球机，通常分布在地铁出入口等地方，控制级别上需要公安优先；另一部分是地铁运营的球机，主要用于观测地铁的运营情况及人流情况，控制级别上需要运营优先。因此，整个地铁里的控制权限是一个交叉的权限网络，控制级别的高低依次为地铁站车控室、控制中心、警务中心和维修间键盘。\r\n要达到上述权限的完美划分，本系统主要通过三方面实现：\r\n1、车站内键盘权限划分。根据项目特殊要求，由车站内矩阵对本站键盘控制设定权限，可以设置有20个不同等级的操作权限。\r\n2、控制管理服务器的引入来判别控制权限\r\n以上只对车站键盘的权限控制设置，而对于控制中心矩阵处的不同键盘，因为跨过了车站矩阵，所以在下级矩阵里无法对中心矩阵处键盘的权限高低进行明确判别。于是系统使用控制管理服务器来判别控制中心不同键盘对于前端车站摄像机的操作权限。控制中心所有键盘改为通过IP发码给管理服务器，管理服务器通过识别键盘IP来判断此键盘对于不同摄像机的操作权限，判别完成之后再把键盘的控制指令发向车站矩阵（相应的设备）进行执行。\r\n3、站矩阵当前键盘控制权限上传\r\n管理服务器可以很方便地比对不同IP键盘之间的权限，但却比较难比较IP键盘和各地铁站键盘之间的权限。因此，管理服务器要获取各个地铁车站键盘的数据。于是，各地铁站键盘一旦控制了本站某个前端快球，车站矩阵都会通过IP及时把当前键盘对于当前球机的操控权限上传给中心管理服务器，管理服务器收到矩阵上传的数据后在数据库中备份，必要时再取出数据进行权限比对。
系统核心亮点
1、以太网联网矩阵的应用\r\n本系统是英飞拓以太网矩阵在地铁监控系统中应用的典型案例，以太网矩阵联网简单、扩容方便、兼容性强、稳定可靠等优势在本系统应用中得到了良好的体现，也是矩阵系统应用的发展趋势。\r\n2、控制管理服务器的引入\r\n控制管理服务器的引入又是本系统的一大特点，原本相互不相干的矩阵、DVR由于控制管理服务器的应用而结合到了一起；原来不同协议、不同品牌的设备也通过管理服务器组成了统一的整体。\r\n同样，视频管理服务器的使用也使得这个系统的对内和对外的接口得到了统一，使系统内部机构扩容（比如其它车站监控的接入）和外部监控系统的接入（公安接入）都只要和此服务器进行数据交换就能实现。\r\n3、报警信息和视频丢失信息网络转发\r\n矩阵系统可以接收各报警器的报警信息（消防、防盗）和所有的视频丢失报警信息，并通过网络转发给中心管理服务器。\r\n此方式能很方便地管理系统内的报警，中心管理服务器收到报警信息后，可以弹出报警信息窗口，响起报警铃声，报警灯闪烁等。同样也适用于网络内其它设备的报警信息的接入。\r\n4、系统网络校时功能\r\n中心管理服务器接收标准时钟信号，并每隔一定时间通过局域网对各车站的视频切换矩阵、DVR、字符叠加器、各客户端等进行校时，以保证整个CCTV系统中的各设备时间同步，避免取证时出现时间不统一。\r\n此功能要求系统内所有设备都具备校时功能，带网络功能的设备能直接通过局域网进行校时，不带网络功能的设备则通过转换器将网络信号转换成RS232或RS485等信号进行校时。\r\n5、矩阵键盘网络控制DVR功能\r\n矩阵主控键盘增加了网络控制DVR功能，控制中心的键盘只要输入相应快捷键，就能使键盘切换到网络控制DVR，中心用户能直接通过矩阵键盘很方便地控制网络内的任何一台DVR，远程调用DVR的录像。\r\n此功能统一了矩阵系统和DVR的操作界面，进一步方便了实时监控和取证的操作。国内已有部分同时拥有矩阵和DVR的厂家有类似的功能，但通常只是键盘通过RS485、RS232等端口对本地的DVR进行控制，而英飞拓的网络键盘借助于网络优势，能实现对网络内所有的DVR进行控制。\r\n6、方便扩容\r\n本系统扩容简单方便，只要增加一台网络矩阵和视频编码器，把相应的IP地址和通道连接方式添加入中心管理服务器，中心控制室的键盘就可直接发码给管理服务器，管理服务器判别权限后再把控制码转发给前端车站矩阵就可以控制新增的矩阵切换和前端云台转动。\r\n由此可见以太网矩阵系统在扩容方面的优势，这也是此次选用以太网矩阵的一个重要原因。\r\n7、其它矩阵联网集成简单化\r\n由于此次在结构中增加了控制管理服务器，其它监控系统可以很方便地接入本系统，实现无缝连接。比如上海市公安局，只要市局把控制指令转发给管理服务器，服务器译码后判定权限，转发给前端相应的矩阵，即可调用相应的视频信号。系统构建于WINDOWS平台之上，因此功能强大，任何其它系统，只要给出相应的协议就可以实现接入。\r\n<2>当前，我国正处于轨道交通建设的繁荣时期，城市地铁也成为城市发展的一个标志。科技日新月异，地铁的安防系统技术也在不断发展，也必将给安防行业带来巨大的商机。
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