视频监控在城市轨道交通的应用

史新勇

（中国铁路通信信号上海工程集团有限公司，上海 200436）

1 需求分析

城市轨道交通系统作为流动的、人员高度集中的公共场所，特别需要运用视频监控技术对系统内的公共安全进行监控。目前，我国各大城市的城市轨道交通系统都安装了闭路电视监控（CCTV）及公安视频监控系统，实现了对站内的安防监控，对列车车厢内的安防监控也在不断发展。

图像监控信息系统作为安全技术防范系统的重要组成部分，具有直观可视、动态控制、信息记录等特点，可完成主动发现、报告复核、人车动态追踪、事件现场监控、可视指挥调度、事件图像记录等工作，为查缉破案提供有效的录像取证。在加强治安防范、维护社会稳定和提高对管控范围的管理水平等工作中起到了重要的作用。

新兴的智能视频监控可帮助安防部门实现主动、实时的监控，及时、有效地避免或处理有威胁的或突发性事件。公安视频监控系统已成为城市轨道交通系统必不可少的重要组成部分。

2 公安视频监控系统构成

公安视频监视系统一般采用“数字+模拟”视频监视技术，由车站警务室监视、派出所监视和公安分局监视3级构成。管理方式为分级分权的3级管控，通过在车站警务室设置视频管理服务器，实现对警务室视频监视系统的网络管理及设备配置；通过在派出所设置视频管理服务器，实现对所属警务室视频监视系统的网络管理及设备配置；通过在公安分局设置视频管理服务器，实现对全线交通站点视频监视系统的权限管理及设备配置，并设置网络管理服务器实现对全线视频监视系统的网络管理。

在分局以及派出所和警务室设置的视频管理服务器，可实现对实时视频流、回放视频流、用户帐号、设备参数配置和权限级别体系的管理。这3级视频管理服务器组成分布式架构，各自独立运行，同时通过网络协议组成一个统一的系统，共同发挥监控系统的业务使用功能。任意一级监控中心故障及网络故障不影响其他各级监控中心的正常业务运行，任何单点故障不会扩大造成系统故障。

3 公安视频监控系统功能

3.1 录像功能

(1)录像功能是视频监控系统最基本的功能，通常采用分布式的存储方式，在公安分局、各派出所及各警务室，分别设置IP SAN视频存储设备,用于对站内所有公安摄像机摄取的视频信号及对公安人员实时调看的视频图像信息进行不间断录像，录像保存时间一般为15～30天，存储格式为D1、2CIF和CIF可调。

(2)系统应能对录像设备的实时录像进行开启和停止控制，还可以转换为移动侦测录像或高清晰录像状态。设备发生故障时能及时向中心网管和车站网管告警。

3.2 录像检索查阅权限功能

根据公安监控业务的特点，对历史图像访问权限进行严格区分，即根据人员相应权限分配操作等级。操作等级包括无权查看历史录像、查看历史录像、可下载历史录像和删除历史录像等。

3.3 摄像范围控制功能

维护人员可以通过PC客户端、虚拟键盘和监控控制键盘在系统的任意位置对本地和远程摄像机实时进行云台和焦距的调整，实现对摄像机视场的控制功能，并可以根据用户权限的高低设置和调整优先级。使用监控控制键盘对摄像机范围进行操控时，仅需扭动遥控杆即可实现对摄像机范围的无级控制。

3.4 叠加字符功能

系统能将摄像机的号码、位置、摄像日期和时间等信息进行叠加，以便在监视设备上显示相应的必要信息，并可用汉字显示。所有字符的格式、内容等信息，均可由用户自由修改。

3.5 优先级设置功能

视频监视系统可以根据业务需求进行多优先级设置，实现对系统内优先级的设定，对视频监视系统内的各项操作及管理功能实现分优先级管理(如录像管理)。并可根据实际需要进行灵活修改，同时具有屏蔽、锁定和抢占等功能。

(1)图像屏蔽功能：高权限用户可禁止低权限用户观看某前端点位图像。

(2)控制锁定功能：具有锁定权限的用户可临时禁止所有用户对某点位摄像机的控制操作。

(3)控制抢占功能：高低等级权限人员访问同一资源，高权限人员优先抢占获得资源。

3.6 云台摄像机巡航路线及预置点的设置功能

监控系统支持操作人员通过控制键盘等对云台摄像机巡航路线及预置点的设置功能。

系统支持云台相应报警联动功能，即当前端有报警信号产生后，可按照云台摄像机巡航路线、预置点进行图像放大缩小、转动速度调整等各种操作。

多个摄像机协同完成同一区域巡航路线预置点位浏览功能。

3.7 系统网络管理及控制功能

视频监视系统具有完善的网络管理及控制功能，可对地铁监控系统内部各设备及模块的运行状态进行综合监视与管理，并能对系统数据及配置做及时的修改，如业务配置、用户管理、设备管理、图像切换、云台控制和存储资源管理等。

(1)管理控制功能：对视频切换设备的设置，顺序切换、群切换等功能的设置；对监视器数量的设置；对工作站数量的设置；对图像汉字符的设置；对各通信接口的设置；对用户使用优先级的设置；对操作系统的备份；对工作人员操作的记录。

(2)网管功能：系统应具有完善的网络管理功能，中心网络管理服务器应能通过电子地图方式实时监测中心、派出所和各警务室级设备的运行状态信息，可完成自动检测、遥控检测、故障定位、故障报警及远端维护等操作，出现故障时能够发出声音报警。可以通过管理软件对本系统所有设备参数进行远程配置和集中在线管理。

能够显示管理本系统单元内网络视频设备的连接拓扑；实时监视各个设备工作状态，发现异常情况按事先设定的事件处理办法自动处理，处理失败发出告警信息。

支持前端视频丢失报警；对摄像机编号，回放导航地图进行修改和管理；对各个前端图像编解码器的参数进行设置。

对监控工作站发送的前端云台球机命令流做权限判断后转发；对工作站发送的硬件解码器命令数据流做权限判断后转发；对全线存储资源和视频数据流（包括实时监控视频流和回放视频流）进行管理。

操作者使用优先权限设置。

提供与时钟系统接口服务。网络管理服务器能接收时钟系统所发来的标准时间信号，使本系统的定时设备同步于标准时间信号。

3.8 报警联动功能

视频监控系统具有报警联动功能，能实时记录报警发生的时间、地点、报警类型等信息，便于群众在紧急情况下报警。当发生报警时，自动启动各种对应的联动设备（包括分局接处警设备），将视频切换到相对应的摄相机，触发自动录像，通过网络向监控中心报警。

3.9 联网功能

视频监控系统提供的联网接口应是通用且开放的，能与其他监控系统（地铁运营商、商场、银行等）的接口实现资源共享。

3.10 车载监控功能

列车视频监控系统实现的功能是将各节车厢前端设备(摄像机)所获取的视频数据实时地传输至列车司机室，通过监视器显示并存储在存储介质中。而列车车厢之间的电气连接器不允许这么多摄像机的线缆通过，需在每个车厢里设置网关与摄像机连接，网关之间通过简单的干线电缆连接，向列车两端司机室主计算机传输视频数据。

3.11 电子地图功能

在系统中心平台上设置电子地图系统。用户可以通过电子地图软件直观、便捷地对整个系统进行配置及维护管理。

(1)授权用户可自定义监控区域地图，可直接通过鼠标左右键及弹出式菜单，完成其参数设置和对应设备的控制，能够动态获取摄像机信息;支持可视化状态监视，将监控设备的各种状态用不同图标表示在电子地图上。

(2)点击电子地图上的摄像机图标即可选择打开实时监控窗口，开始监控业务；也可以使用智能搜索功能，定位到电子地图上的指定摄像机，方便地进行实时监控、点播或历史回放、录像等操作，实现仿真控制键盘的所有控制功能。

(3)监控设备均可在电子地图上方便地进行设置、添加和删除；此外，系统还提供摄像机和报警联动设备自动检测生成功能，通过系统巡检功能，主动发现系统新增的设备，自动生成图标并将其添加在电子地图上。

(4)支持报警联动功能。报警点遇到报警，地图上相对应的报警点可闪烁提示，并提供相应的报警信息，以Excel文件的形式保留此信息。同时该点位摄像机自动对向报警位置，在电子地图监控窗口自动切上该点位的监控画面。

(5)电子地图可设置宏命令,通过软件中图像式的宏命令编写实现系统宏及其管理的功能，对监控系统进行自动操控切换的设置。

(6)电子地图也可以对整个监控系统配置无限量的使用用户，每个用户均有自己的登录口令。对使用用户的权限可进行无限多级别的划分，并可以对每个用户权限进行详细配置。

(7)配置Web浏览功能后，系统支持Web浏览，用户可通过IE浏览器随时登录和退出。在Web浏览方式下，支持客户端软件的所有常见功能。

(8)登录过程充分考虑到安全性，采用密码登陆，并具有IP验证等手段进行身份确认。

3.12 智能视频分析

智能视频分析是利用计算机视觉技术，通过对监控视频图像的实时分析来对动态场景中的目标进行定位、识别和跟踪，并分析和判断目标的行为，从而能在异常情况发生的时候及时做出反应，做到早期的侦测和防范。

针对站厅出入口、站厅公共区、站台屏蔽门等部位设置的摄像机和特殊场所采集的图像，在警务室机房设置专门的视频智能化分析服务设备，对特定场景的画面实现入侵检测、逗留（滞留）检测、可疑物品遗留、逆行检测、客流量突变、图像异常和告警及场景重组等智能视频分析，报警时自动弹出画面，并通过网络上传相应的报警信息。

(1)入侵检测即针对进入禁入区域的目标进行检测，并按照用户设置的规则触发报警，入侵检测宜应用在线路防护和站内重点设施和区域防护。

(2)逗留（滞留）检测即探测在禁停区域逗留的目标是否超过用户设定时间并触发报警，逗留（滞留）检测宜应用在线路重点区域和站内重点防护区域。

(3)逆行检测即识别人员、车辆等在禁行方向的运动并触发报警，逆行检测宜应用在车站出入口等场合。

(4)乘客追逐及剧烈运动监测是指对乘客在站台上追逐以及在通道剧烈活动进行报警监测。

(5)客流量突变告警多应用于所监控区域单位面积内乘客分布的密集程度在单位时间内突然增加时所产生的报警，自动探测高人流量、排队人流并报警。

(6)人流统计即统计乘客进入/离开站台人数，量度高峰期之客流量，统计值能实时显示于屏幕上，并以列表形式保存以供日后查看。

(7)场景重组是指系统能够根据不同检测对象所提供的实时告警以及恢复信息，独立提供告警前和告警时刻（时段）的录像。

(8)检测和报警功能是指对摄像机镜头移位、视频信号输入更改、信号丢失等情况进行报警。

(9)支持多种检测模式（如入侵检测和逆行检测等）。每一分析单元支持单路视频的多层防区设置和多个目标实时跟踪分析。告警产生的同时，视频内容分析进程不受报警触发的影响而中断，并且还具有视频背景模型的自动学习功能。

4 结束语

基于传输网的公安视频监控系统结构简单，易于扩展，可实现对全线各站所需监控点的监控，同时也能将列车上的监控数据传送到公安监控网络中，实现统一的监控，为公安系统提供宝贵的录像取证，同时也可震慑和打击违法犯罪行为。