軌道交通的視頻監(jiān)控發(fā)展與應用淺析
2010/03/02
隨著我國的經(jīng)濟高速發(fā)展，人員、交通工具數(shù)量急劇增加，城市公共交通的狀況日益惡化，一個小小的突發(fā)事件就會引發(fā)嚴重的交通癱瘓，這在大中城市尤其明顯。目前，全國主要大中型城市紛紛選擇軌道交通建設來緩解日益增長的公共交通壓力，提高城市的核心競爭力。由于軌道交通人流密集、人員復雜、活動物體多等因素，需要一套應急指揮監(jiān)控系統(tǒng)來保障其安全、穩(wěn)定運行，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以起到事先進行判斷分析、事后取證的作用，已經(jīng)成為協(xié)助公共安全部門打擊犯罪、維持社會安定的重要手段。
軌道交通行業(yè)建設之初就十分重視視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的不同階段，分別采用當時最佳的方案組合進行軌道交通行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)建設；但是擺在地鐵建設者面前的一個新問題是：如何滿足新階段下的地鐵監(jiān)控需求。
隨著城市交通的壓力，各城市軌道交通的發(fā)展逐漸成網(wǎng)狀，一個城市不僅僅是1條、2條線路的建設、規(guī)劃，傳統(tǒng)的軌道交通視頻監(jiān)控建設如果僅僅考慮一條線路內(nèi)的情況帶來的將是形成視頻監(jiān)控的孤島，后期為了將孤島聯(lián)通，勢將會面臨兩難局面：一是采用傳統(tǒng)的模擬接入只能滿足查看需求；二是全網(wǎng)互聯(lián)互控勢必面臨如何對已有監(jiān)控系統(tǒng)的改造的問題。所以在進行軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)劃、建設時除了考慮本期建設外，還得考慮將來監(jiān)控的聯(lián)網(wǎng)應用，在軌道交通的總監(jiān)控中心TCC能夠調(diào)看所有前端的監(jiān)控實時、歷史的圖像。
本文將對地鐵監(jiān)控的建設模式及發(fā)展趨勢進行探討，分析地鐵傳統(tǒng)監(jiān)控建設的不足之處以及地鐵全IP監(jiān)控解決方案帶來技術革命性的變革，冀望找到更加合理、完善的軌道交通行業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)建設的整體解決方案。
全IP技術已成大勢
地鐵視頻監(jiān)控主要涉及區(qū)域是：車站、列車、車輛段、停車場、綜合基地、主變電站（所）、運營控制中心等。
傳統(tǒng)的監(jiān)控采用模數(shù)結(jié)合方案進行建設，本地采用模擬矩陣進行建設，采用硬盤錄像機進行存儲，同時通過編碼器上傳到監(jiān)控中心進行統(tǒng)一監(jiān)控。這種傳統(tǒng)的CCTV方式應用在較早的地鐵線路如北京、上海、廣州等老的線路監(jiān)控，一條線路的總視頻流一般不超過300路，屬于較小規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)，具有以車站監(jiān)控為主、每個站只上傳8路到監(jiān)控中心，缺乏全局調(diào)看、統(tǒng)一管理、全局控制等特點。
但是，由于這種傳統(tǒng)的建設模式在集中監(jiān)控、資源統(tǒng)一調(diào)配、突發(fā)事件多人實時調(diào)看、跨線運營調(diào)看圖像、存儲時間、圖像存儲安全、系統(tǒng)可維護性、功能易擴展性等方面，已很難滿足需求的發(fā)展。因此在現(xiàn)今的軌道交通行業(yè)視頻監(jiān)控應用領域，CCTV全IP解決方案已成為大勢所趨。
這其中的原因就在于，隨著我國軌道交通建設的跨越性發(fā)展，許多城市都已經(jīng)擁有了不止一條的地鐵線路，跨線運營成為行業(yè)發(fā)展的必然需求。在視頻監(jiān)控上，當出現(xiàn)緊急情況時，如何跨線調(diào)閱圖像，對出現(xiàn)的情況進行聯(lián)合分析判斷就成為了關鍵。IP監(jiān)控在規(guī)劃之初就考慮到統(tǒng)一圖像存儲的管理需求，可以靈活調(diào)看各線的歷史圖像。而且，可以通過建設各車站的監(jiān)控系統(tǒng)和總控中心，一旦地鐵出現(xiàn)緊急事件，可通過網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)實時了解現(xiàn)場情況，全局掌握各地情況實現(xiàn)人力資源集中調(diào)動、管理的功能。
另一方面，公安部門對軌道交通體系的保衛(wèi)工作要求也越來越高，公安廳要求安全保衛(wèi)監(jiān)控存儲歷史圖像數(shù)據(jù)能夠支持至少15天的數(shù)據(jù)存儲容量。由于IP監(jiān)控采用專業(yè)IP SAN存儲，存儲容量按需擴容，完全滿足大容量圖像的存儲需求；圖像數(shù)據(jù)應在監(jiān)控中心存儲，此種方式能防止人為破壞圖像數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)可靠性，同時可避免圖像被人非法挪用、散播，起到內(nèi)防內(nèi)控的作用。
同時，在系統(tǒng)維護方面，IP監(jiān)控方案支持對前端各種編解碼設備進行統(tǒng)一管理，一旦出現(xiàn)某路圖像視頻丟失，監(jiān)控平臺能夠告警提示，通過網(wǎng)絡排查能很快定位故障，極大降低系統(tǒng)維護成本。這對于如今日益龐大的軌道交通監(jiān)控體系來說，具有十分重要的意義。
另外，IP監(jiān)控系統(tǒng)可以很容易的實現(xiàn)功能擴展，通過采用開放的架構(gòu)，支持將來智能業(yè)務的擴展，例如事件報警、人數(shù)統(tǒng)計、人臉識別等應用。這樣可以進一步加強地鐵安全防范，提供地鐵公共交通安全，同時在出現(xiàn)一定情況下可以進行控制人流，及時判斷、搜查可疑分子。尤其在現(xiàn)在地鐵安保措施越來越嚴格的情況下，這一特點的價值更為明顯。
由此可見，視頻監(jiān)控IP化是軌道交通行業(yè)應用發(fā)展必然，實際上，北京、成都、杭州、蘇州等城市新建的地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)，基本上都采用了IP技術解決方案。在杭州華三通信技術有限公司（簡稱：H3C）參與的杭州地鐵1號線、蘇州地鐵1號線等的CCTV項目中，拋棄了傳統(tǒng)的模擬矩陣，采用了H3C iVS IP視頻監(jiān)控解決方案，在控制中心與車站都可對前端圖像可以靈活進行控制，同時車站的管理工作站的用戶只能管理本站內(nèi)的視頻監(jiān)控圖像和進行圖像查詢，在控制中心可以進行所有車站的圖像管理。H3C iVS IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)支持精確到秒級的高效檢索，當出現(xiàn)緊急情況時，車站/控制中心都能夠即時回放1分鐘之前的事故現(xiàn)場圖像。H3C的方案采用了視頻流和控制流相分離的NGN架構(gòu)，視頻流不用經(jīng)過傳統(tǒng)的流媒體服務器轉(zhuǎn)換，直接由前端編碼器發(fā)起iSCSI流寫入到后端的IP SAN磁盤陣列中，滿足端到端的“0”瓶頸視頻圖像存儲。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的任何設備出現(xiàn)意外事件時如設備故障、設備掉電等，可以保證掉電之前的歷史圖像完整性，為分析事故原因提供依據(jù)。
IP SAN存儲漸成主流
智能分析目前在軌道交通行業(yè)處在試驗階段，雖然目前出現(xiàn)了各種各樣的智能視頻業(yè)務的系統(tǒng)，主要有兩類：前端分析預處理和后端統(tǒng)一智能分析；但是在中國現(xiàn)階段。軌道交通繁忙的站臺、通道上一些新興的智能視頻分析——如遺留物檢測，能夠起到預期的作用微乎其微，極端情況甚至還可能會導致產(chǎn)生“狼來了”的反向效果；同時由于標準化的缺失，個人認為目前我國軌道交通的智能視頻分析業(yè)務還僅屬于探討研究、小規(guī)模試用階段，但是作為關鍵的歷史圖像回放功能在我國目前階段顯得尤為重要。
存儲方式對軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)顯得尤為重要，在這一點上，DVR存儲和IP SAN存儲兩種方式，在軌道交通視頻監(jiān)控應用領域，其市場正在發(fā)生著潛移默化的變化。
總體而言，我們可以看到，DVR分布式存儲在小規(guī)模監(jiān)控應用方面有優(yōu)勢，IP SAN磁盤陣列的存儲方式則因為具備更好的存儲可靠性、可管理性、可擴展性以及圖像數(shù)據(jù)的綜合應用能力，長期維護成本低，支持集中部署和分布式部署，更符合軌道交通視頻監(jiān)控規(guī)模應用的需求。
采用IP SAN陣列有兩種應用：（1）傳統(tǒng)的應用可以采用流媒體服務器＋IP SAN；（2）IP SAN的直接存儲。通過IP SAN存儲支持前端編碼器通過iSCSI流直接存儲模式，簡化了中間的NVR/流媒體服務器的環(huán)節(jié)，避免了NVR/流媒體服務器帶來的瓶頸問題——不管是流媒體服務器還是NVR故障不影響正常的圖像存儲，同時滿足緊急情況的需求，可以達到精確到秒級回放，甚至最短可以回看1分鐘前的圖像。而且當軌道交通系統(tǒng)的規(guī)模變得很大時，IP SAN在如何部署、管理這些存儲設，如何合理利用這些存儲空間，如何對這些海量的視頻數(shù)據(jù)進行有效管理等問題上，顯得更加“游刃有余”，也更得到用戶的接受。
圖一 iSCSI直接存儲模式
圖二 傳統(tǒng)的存儲模式
海的部分線路建設、沈陽的1、2號線建設還沿用了DVR作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲，但是由于DVR的先天不足滿足不了軌道交通行業(yè)的需要，在今年北京招標的5條地鐵線路、蘇州、成都、西安等項目中全部采用了IP
SAN作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲，IP SAN份額占到今年新建項目總的存儲容量的90％以上。得到越來越多用戶的認可。
結(jié)語
雖然目前軌道交通的視頻監(jiān)控存在多種模式的混合，但是在新興線路的建設中，不管是在北京、上海等已有軌道監(jiān)控規(guī)模應用的城市，還是在杭州、蘇州等新興軌道交通建設城市，越來越多業(yè)主、專家認同全IP監(jiān)控，并認識到全IP監(jiān)控不僅給他們帶來初期規(guī)劃、建設的簡約而不簡單，而且給后期的維護、管理帶來易用、易管理的方便，同時帶來良好的可擴展性——如進行視頻智能分析業(yè)務應用等業(yè)務的延伸。
CTI論壇報道
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