设计原则
在地铁闭路电视监控系统的设计上,通过采用先进的技术,同时结合地铁的实际业务需求,以先进性、开放性、标准性、统一性、成熟性、可扩展性、可管理性和安全性为设计原则。具体情况、具体分析,充分利用各种现有资源,建立高性能、低成本的系统。充分共享已有信息网络资源,并确保本系统的资源可被相关部门的应用系统共享,实现不同部门之间或不同系统之间的数据交换与共享。并让系统运行在统一的中心数据库和软件支撑平台上,实现统一平台,集中管理,分布应用,并提供丰富的增值服务。
工程方案简述
轨道交通二期工程延伸线共设10座车站、1个车辆段、1个控制中心和主变电站1座。根据监控场所及使用部门的不同,轨道交通二期工程CCTV闭路电视监控系统主要由两部分组成:
1、轨道交通二期工程车站(含OCC)CCTV系统;
2、轨道交通二期工程车辆段CCTV系统。
两个系统之间相互独立。轨道交通二期工程车站(含OCC)CCTV系统通过安装在各车站指定位置的摄像机及其它相关监控设施,为运营职员提供直观的车站影像,从而提高乘客和工作人员的安全,同时支持在二期各车站的保安监控和人群控制。二期工程车站CCTV系统同时配有所需接口设备,为公安提供车站视频图像以监控各车站的可疑犯罪活动。
轨道交通二期工程车辆段CCTV系统则是在二期新设车辆段大楼和所有区域安装影像监控设备,旨在加强对二期新设车辆段大楼和所有区域的安全监控。
以下主要介绍车站(含OCC)CCTV系统的设计。
车站监控系统方案简述
在二期工程延伸线10个车站构建数字视频管理系统及在车辆段运营中心建设OCC主监控中心。然后将各车站及主监控中心进行联网,构建成一整套具有三层管理结构的数字视频管理系统。
三层管理依次为OCC主监控中心---轴心站控制室---卫星站控制室。OCC主监控中心为最高一级管理中心,具有最高权限,可看到监控系统中所有视频图像,同时可对录像进行管理、查询、回放;次一级管理中心为轴心站控制室,可看到本车站实时图像及其下属卫星站实时图像;最低一级为卫星站控制室,只能看到本车站的图像。
整个联网系统管理核心为VMS(视频管理系统),为分布式视频管理系统。分布于各车站和OCC主监控中心内。本系统采用具有强大视频管理和联网管理功能的视频联网管理平台IVN。通过IVN,不仅可对本地视频进行管理,实现本地实时视频的浏览、切换控制、视频的录像及提供对外的标准接口,还通过各车站IVN与主监控中心IVN的联网,形成一套满足三层管理需求的数字视频管理系统。
车站CCTV系统设计
在二期工程延伸线的每个车站都建有一套相对独立的视频管理系统,以供本车站及上级管理人员能实时了解到车站各主要区域情况,保证乘客及工作人员的安全。并可让公安监控各车站的可疑犯罪活动。
车站视频监控系统主要由以下部分组成:前端摄像机、数字化设备及车站视频管理系统。
车站视频管理系统
车站视频管理系统主要由车站录像服务器、存储设备及MCS工作站(第三方提供)、后备键盘、显示设备等构成。
车站录像服务器内安装了视频管理软件VMS,是车站系统的管理核心。也是系统对外的唯一出口。系统中所有的信号(包括视频信号、控制信号等)以及录像、联网、权限等都是由安装了视频管理软件的录像服务器进行管理。同时各车站的录像服务器之间通过专用CCTV网络进行联网,从而将各车站电视监控系统联网形成一套统一资源、统一权限、统一管理的轨道二期闭路电视监控系统。
存储设备与录像服务器相连,录像服务器接收网络视频编码器发来的数字视频信号后,转发至存储设备上进行存储,并对存储的视频图像资料进行管理。在本系统中,对前端视频图像的存储有两种方式,一种是对前端所有视频图像进行全天24小时的抽帧存储(6帧/秒),存储分辨率为4cif,共存储14天;还有一种方式就是在SCR控制室和OCC主控制中心,管理员可随时对所看到的任何一路图像发出录像指令,从而在存储设备上对发生的异常情况进行25帧/秒,全分辨率的存储。本方案中,存储设备采用的是8盘位的磁盘阵列,支持RAID 0,1,3,5,0+1,10,30,50,可有效保护数据的安全性。
OCC 主监控中心系统设计
车辆段运营中心内的主监控中心是整个二期工程CCTV监控系统的集中管理核心,在整个系统中具有最高的权限。
OCC主监控中心主要由以下设备构成:录像服务器、存储设备、20'监视器、网络视频解码器、MCS工作站(第三方提供)、后备操作键盘、回放工作站等。
同车站视频管理系统一样,OCC主监控中心系统的管理核心为安装了视频管理软件VMS的录像服务器,通过录像服务器实现对OCC主监控中心内的所有视频设备进行管理、控制,并实现与所有二期工程车站视频系统的联网,为OCC内各管理人员提供所需所有视频图像。
存储设备连接于录像服务器上,OCC主监控中心管理人员发出录像指令后,录像服务器接收前端编码器发出的视频码流,转发至存储设备进行存储。在OCC主监控中心的存储设备同车站存储设备一样,都是采用8盘位的磁盘阵列,支持RAID 0,1,3,5,0+1,10,30,50,可有效保护数据的安全性。
作为最高权限管理中心,除可调取所有车站实时视频图像外,也是整个系统中唯一具有对系统所有录像资料进行查询、回放操作的地方。在OCC主控制中心设有一台回放工作站,可对系统中所有的录像资料进行查询及回放操作。同时通过回放工作站的刻录设备,可将录像资料刻录在DVD上进行保存,令原始的录像资料可在系统以外的形式保留。系统录像的资料不管是保存在录像服务器上,还是保存在二级存档储存媒体上,通过回放工作站都可对录像资料进行浏览,而不用增加其它特别设备。[nextpage]
CCTV网络系统设计
系统流量分析
根据系统要求,系统网络中流量较大的主要有以下几种:录像流、实时视频流及联网视频流。以系统中摄像机点数最多的一个站计算(26个监控点),并将此站假设为轴心站,车站内所有摄像机需进行6帧/秒全分辨率的录像,每帧大小按15KB计算,在车站网络中存储视频流大小为6×15×8×26,约有18Mbps的流量;同时车站监控室和地面监测亭需实时浏览车站图像,最多同时浏览图像为12路(地面4路,轴心车站8路),每路实时码流3Mbps;12路共36Mbps;根据系统要求,OCC主监控中心最多可调用12路车站的图像,若OCC主监控中心所调用图像都为该站的图像,最多12路,则联网视频码流为36Mbps;那么在各车站网络系统中最大视频数据流量约为18Mbps +36Mbps+36Mbps ,即约为90 Mbps。
网络骨干中的流量主要为联网视频流,即OCC主监控中心调用下属车站的视频流、轴心站调取卫星站视频流;根据系统要求,OCC主监控中心最多同时可调取12路图像,轴心站最多可调取8路卫星站图像,每路码流约为3Mbps;共有5个轴心战,则网络骨干中的流量约为12×3+5×8×3;即约为156Mbps;
网络设计
根据以上流量分析,系统网络设备最小必须选择千兆网络交换机;同时根据系统对网络设备的要求及未来扩展需要,在网络系统设计中我们采用了具有万兆以太网技术的产品,同时提供先进的虚拟网络(VLAN)、VRRP及IRF技术,实现对整个计算机网络系统的冗余和管理,提高系统的可管理性、可靠性和良好的扩展性。
网络核心采用双机热备,主干采用千兆以太网的解决方案。
在OCC主监控中心采用两台华为3Com S5600第三层交换机作为OCC主监控中心核心交换机,通过IRF实现双机冗余热备,它可提供新一代万兆线速接口及千兆、百兆以太网接口。在本系统中,核心交换机以1000Mbps速率连接通信传输网络、工作站、服务器,100兆到解码器,并可提供VLAN交换路由功能等。车站也采用华为3Com S5600构建车站内视频基础网络,以1000Mbps速率连接通信传输网络、工作站、服务器,100兆到编码器、解码器,并提供VLAN交换路由功能等。车站S5600通过地铁通信网络与OCC主监控中心S5600千兆相连。
结语
整个车站闭路电视监控系统是以VMS视频管理系统为管理核心,结合NMS网络管理系统,实现整个系统的视频管理、网络管理功能。