城市軌道交通網(wǎng)絡視頻監(jiān)控解決方案

概述

一、

   隨著城市化的發(fā)展，國內(nèi)部分大城市紛紛建設了自己的軌道交通網(wǎng)，這大大提高了市民出行的效率，推動了城市化的進程。但是，縱觀全球軌道交通的發(fā)展史，軌道交通，尤其是地鐵系統(tǒng)的安全防范問題，一直是建設和管理部門面臨的最嚴峻的挑戰(zhàn)。
  
   軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)是軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)中最重要的一個組成部分，它對于實時監(jiān)控軌道交通系統(tǒng)的的運行狀態(tài)、及時把握軌道交通各站點的物流、人流情況，積極應對可能出現(xiàn)的突發(fā)事件以及事后取證都發(fā)揮著不可替代的作用。
  
   本方案旨在利用現(xiàn)有的軌道交通沿線的光纖傳輸線路，建設基于IP網(wǎng)絡傳輸?shù)能壍澜煌ㄒ曨l監(jiān)控系統(tǒng)，以科技的手段減低軌道交通管理部門工作強度，保證軌道交通系統(tǒng)的安全運行，增強應對突發(fā)事件的能力。
  
   二、需求分析

   城市軌道交通監(jiān)控的主要作用有：
  
   (1) 軌道沿線監(jiān)控：在軌道交通沿線每隔幾百米設置一個監(jiān)控點，對軌道路面狀況、車輛運行狀況進行實時監(jiān)控和記錄，防止異物侵入線路，及時掌握車輛行駛的位置。
  
   (2) 車站監(jiān)控：對每個車站的售票處、出入口、自動扶梯、站臺等地點進行監(jiān)控和記錄，便于及時發(fā)現(xiàn)可疑人員和可疑物件。
  
   (3) 在突發(fā)事件或災害發(fā)生時，通過實時監(jiān)控，提高指揮、調度能力。
  
   (4) 對監(jiān)控點附近的其他環(huán)境參數(shù)、告警信息進行采集，并通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一傳送至監(jiān)控中心。
  
   (5) 通過網(wǎng)絡化視頻監(jiān)控技術的應用，使之能夠方便地進行全網(wǎng)集中管理，遠程調用。
  
   卓揚科技VSTAR網(wǎng)絡視頻管理系統(tǒng)，包含VE1000、VE4000系列嵌入式網(wǎng)絡視頻服務器，VE2000系列多路網(wǎng)絡視頻解碼器以及VSTAR視頻管理軟件，可以為用戶構建一套完整的IP視頻監(jiān)控解決方案。
  

視頻監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)

    城市軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)從結構上劃分，一般可分為三級，從下往上包括：
  
   l 前端監(jiān)控點：負責對監(jiān)控現(xiàn)場的圖像、告警信息進行采集、編碼和傳送。
  
   l 車站監(jiān)控中心：負責對本車站各監(jiān)控點的管理和監(jiān)控
  
   l 總站監(jiān)控中心：負責對整個軌道交通沿線各監(jiān)控點及各車站監(jiān)控點進行集中監(jiān)控和管理
 

   
   傳統(tǒng)的軌道交通監(jiān)控采用的是模擬化的解決方案，即利用模擬攝像頭對現(xiàn)場圖像進行采集，通過視頻線或者光端機進行近遠距離傳輸，在監(jiān)控中心通過模擬矩陣、DVR等設備進行信號提取、線路切換、圖像存儲、上監(jiān)視器。這種解決方案的主要問題在于：
  
   l 無法適應多級網(wǎng)絡架構下的集中管理
  
   l 浪費了傳輸資源，布線、施工成本高
  
   l 基于模擬視頻的傳輸易受干擾，難以保證圖像傳輸質量
  
   l 無法實現(xiàn)遠程監(jiān)控及調度功能
  
   采用網(wǎng)絡化的視頻監(jiān)控技術，就可以解決模擬監(jiān)控存在的以上問題，大大提高監(jiān)控效率和管理水平，同時也大大提高了監(jiān)控系統(tǒng)整體投資的經(jīng)濟性。將地鐵沿線的光纖傳輸網(wǎng)絡適當改造一下，就可以構建一個IP 的數(shù)據(jù)網(wǎng)，并在各監(jiān)控點提供10/100/1000M的以太網(wǎng)接口。整個方案構成如下：
   

視頻監(jiān)控前端監(jiān)控點

 
  
   前端監(jiān)控點分車站監(jiān)控點和軌道沿線監(jiān)控兩部分。
  
   車站監(jiān)控點包括出入口、售票點、站臺等位置的監(jiān)控以及相關告警信息的采集，相對來說信號采集點的位置比較集中，所以在該處可以就近布署卓揚多端口的網(wǎng)絡視頻服務器VE1104、VE1416或者VE4416，網(wǎng)絡視頻服務器將攝像機采集的視頻信號轉化成MPEG4格式的壓縮碼流后，通過以太網(wǎng)口接入軌道交通專用數(shù)據(jù)網(wǎng)進行傳輸。
  
   對軌道沿線監(jiān)控，因為每隔一定距離，需要部署一臺攝像機，各監(jiān)控點相對比較分散，所以，在這些監(jiān)控點，我們建議選用卓揚科技單路網(wǎng)絡視頻服務器VE1001，將各路段攝像機采集的視頻信號現(xiàn)場進行編碼、壓縮，就近接入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡進行傳輸。
  
   各監(jiān)控點只需在設備安裝時對設備IP等信息進行初始設置，此后無需對設備進行設置和管理。該管理功能由各車站監(jiān)控中心或更上一級的監(jiān)控中心統(tǒng)一負責。
  
   二、車站監(jiān)控中心
  
   車站監(jiān)控中心負責車站監(jiān)控設備的統(tǒng)一配置、維護、監(jiān)控。車站監(jiān)控中心的服務器上，安裝卓揚科技VSTAR視頻管理客戶端軟件，可以實現(xiàn)對各前端設備的配置、圖像監(jiān)控、錄像查詢、回放、云臺控制、鏡頭調節(jié)等功能。
  
   VSTAR視頻管理系統(tǒng)支持分布式存儲技術。存儲包括兩級，一級是在設備側，即存儲在本機的IDE硬盤中，另一級是本地管理中心，每一個本地管理中心，根據(jù)設置選項保存它所負責的視頻產(chǎn)品的音視頻錄像數(shù)據(jù)�？紤]到對傳輸資源的占用，本方案中我們建議在各車站監(jiān)控中心對監(jiān)控圖像進行統(tǒng)一的錄像和保存，總站監(jiān)控中心可以遠程查詢、調用錄像信息。
  
   在車站監(jiān)控中心，可以利用PC式監(jiān)視器對前端監(jiān)控點的圖像實時監(jiān)控，也可以利用卓揚科技VE2000系列多路視頻解碼器，將以太網(wǎng)傳輸過來的圖像進行解碼，接入模擬監(jiān)視器或者電視墻進行監(jiān)控。
  

視頻監(jiān)控總站監(jiān)控中心

   
   總站監(jiān)控中心負責對軌道交通全線運行、生產(chǎn)情況進行監(jiān)控�；�于網(wǎng)絡化的視頻監(jiān)控技術，可以使得總站監(jiān)控中心的調度能力大大加強。總站監(jiān)控中心的管理主機上，裝有卓揚科技VSTAR視頻管理軟件，不但可以對任意一個監(jiān)控點的信息進行實時監(jiān)控、查詢、回放，還可以實現(xiàn)統(tǒng)一的用戶管理、設備管理、故障管理、存儲管理等功能，真正實現(xiàn)分布式監(jiān)控，集中化管理。
  
   在總站監(jiān)控中心的認證服務器，負責對用戶統(tǒng)一進行帳號生成、授權、認證，杜絕非法用戶對網(wǎng)絡的入侵和非法監(jiān)視。利用卓揚科技VE2000系列多路視頻解碼器，可以將以太網(wǎng)傳輸過來的圖像進行解碼，接入模擬監(jiān)視器或者電視墻進行監(jiān)控。
  
   總站監(jiān)控中心也可以對部分重要監(jiān)控點的視頻信息進行遠程錄像或備份。
 

視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能

   VSTAR網(wǎng)絡視頻管理系統(tǒng)包含四個功能模塊。
  
   (1) 用戶管理模塊
  
   該模塊主要完成用戶集中管理、用戶權限分配和用戶集中認證功能。
  
   l 用戶集中管理主要包括增加用戶、刪除用戶、更新用戶和用戶查詢的功能，可以對所有的視頻設備上的用戶進行管理。
  
   l 用戶權限分配指對整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)中每一個用戶的權限，包括管理權限和業(yè)務權限的分配。一個用戶可以根據(jù)層級不同，被授予不同的監(jiān)控和管理權限，一個用戶可以管理多個設備，一個設備也可以被多個用戶管理。
  
   l 用戶集中認證指所有用戶，無論在網(wǎng)絡的什么位置，當對網(wǎng)絡視頻服務器提出訪問要求后，都被要求輸入用戶名和密碼，該用戶名和密碼經(jīng)過Radius認證服務器認證通過后，用戶才可以對視頻圖像進行監(jiān)控、瀏覽和管理。
  
   (2) 設備管理模塊
  
   l IP地址設置
  
   l 網(wǎng)關設置
  
   l 時間設置
  
   l 網(wǎng)絡協(xié)議設置
  
   l PTZ協(xié)議選擇
  
   l 數(shù)字水印設置
  
   l 畫面輸出方式選擇
  
   l 圖像大小、分辨率設置
  
   l 輪詢方式設置
  
   l 告警輸入設置
  
   l 站點電子地圖生成
  
   (3) 視頻監(jiān)視模塊：
  
   l 可以同時查看16路實時攝像機圖像
  
   l 在監(jiān)視的同時進行PTZ攝像機的上、下、左、右轉動及變倍、聚焦、光圈等操作；
  
   l 雙向語音對講
  
   l 配置各布局頁及設置各布局頁停留時間，可以建立多個布局頁，每個布局頁可以采用不同的分割方式，各個布局視圖之間可以按照設定自動或手動切換；
  
   l 以資源列表的方式顯示前端攝像機（編碼器）及監(jiān)視器（解碼器），并實時顯示設備的狀態(tài)（在線或離線）
  
   l 手動觸發(fā)錄像和錄音
  
   l 激活數(shù)字縮放模式
  
   (4) 錄像功能模塊：
  
   l 按照時間和日期回放任何一個攝像機的錄像資源
  
   l 按照事件、報警、書簽和動態(tài)偵測搜索視頻序列
  
   l 在指定的圖像區(qū)域內(nèi)搜索動態(tài)發(fā)生變化的視頻序列
  
   l 同時回放多達4個視頻序列（同步或異步）
  
   l 在任何一個視頻序列中創(chuàng)建新的書簽
  
   l 按幀回放、快速回放或快進
  
   l 以JPEG或者BMP格式儲存選定的圖像   

視頻監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)勢

   VSTAR視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)將監(jiān)控技術由模擬化、數(shù)字化時代，推進到網(wǎng)絡化時代。與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控相比，網(wǎng)絡視頻監(jiān)控具有不可比擬的優(yōu)越性：
  
   (1) 遠程監(jiān)控
  
   數(shù)字化、網(wǎng)絡化已經(jīng)成為未來技術和管理的趨勢，借助網(wǎng)絡視頻監(jiān)控技術，可以充分利用軌道交通現(xiàn)有的傳輸資源以及互聯(lián)網(wǎng)傳輸平臺，輕松實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
  
   在網(wǎng)絡中的任一臺計算機，只要安裝了客戶端軟件，授予相應的權限就可成為監(jiān)控工作站。
  
   (2) 集中管理
  
   VSTAR視頻管理系統(tǒng)，支持集中用戶管理、設備管理、存儲管理以及圖像調用，改變了以前模擬系統(tǒng)分散管理的弊端，大大提高管理效率和調度能力。
  
   (3) 靈活升級
  
   VSTAR視頻管理系統(tǒng)基于開放式標準設計，提供了監(jiān)控點數(shù)無限升級的可能性，系統(tǒng)容量不再依賴于傳輸及節(jié)點設備，只有有網(wǎng)絡的地方，就可以做到任意擴容，隨時接入。
  
   結構化的機箱設計，使得本地擴容只需要增加視頻板卡就可以實現(xiàn)，無需購置新的設備。
  
   (4) 經(jīng)濟型架構
  
   VSTAR視頻管理系統(tǒng)基于IP 架構，網(wǎng)絡視頻服務器可以在監(jiān)控點處安裝，通過雙絞線或者光纖傳輸，不需要額外鋪設長距離視頻線和控制線到監(jiān)控中心（CCTV 安裝項目中一項較大的開支），系統(tǒng)可以同時管理數(shù)據(jù)、視頻、音頻和其他文件，實現(xiàn)高效、低成本的管理，節(jié)省了系統(tǒng)投資和施工成本。
  
   (5) 安全性高
  
   VSTAR視頻管理系統(tǒng)提供統(tǒng)一的用戶認證，確保用戶訪問的合法性；同時，VSTAR視頻管理系統(tǒng)對網(wǎng)絡病毒攻擊采取了獨特的防范機制，大大提高了系統(tǒng)的安全性
  
   (6) 可靠性強
  
   VSTAR視頻管理系統(tǒng)的硬件遵循電信級產(chǎn)品設計理念，其嵌入式操作系統(tǒng)、模塊化結構設計，大大提高了設備穩(wěn)定性和可靠性。
  
   VSTAR視頻管理系統(tǒng)提供的設備集中管理功能，也為監(jiān)控設備穩(wěn)定運行、及時響應故障告警提供了支持。
  
   (7) 開放接口，可定制開發(fā)
  
   VSTAR視頻管理系統(tǒng)提供CGI/ActiveX/Java接口，支持二次開發(fā)�？梢詫⒁曨l監(jiān)控功能融入軌道交通管理部門的統(tǒng)一的管理平臺中。
  
   (8) 智能化應用
  
   VSTAR視頻管理系統(tǒng)支持移動偵測、事件處理、傳感器輸入、時間和日期，以及其他內(nèi)置功能，可以根據(jù)預先設定的時間、事件、告警等信息啟用不同的存儲策略，并可以對幀速率、清晰度等進行動態(tài)調節(jié)，真正實現(xiàn)了智能化應用。