地铁闭路电视监控系统设计问题

刘燕平

地铁闭路电视监控系统设计问题

刘燕平

地铁闭路电视监控系统为地铁的安全运营提供了安全保障，但还存在许多技术问题。这些问题都需要很好地解决。

前言

我国城市轨道交通建设速度迅猛。1995年至2008年12年间，我国建有轨道交通的城市，从2个增加到10个，投资以每年100多亿元的速度在推进。迄今为止，已有10个城市开通了31条城市轨道交通线，运营里程达到835.5公里。近期，国务院又批复了22个城市的地铁建设规划，总投资达8820.03亿元。当前我国的城市轨道交通建设事业正处在快速发展阶段，轨道交通闭路电视监控系统需求旺盛。

城市轨道交通电视监控系统功能要求

“安全、便捷、准点、舒适”是轨道交通运营的目标。由于部门管理职责不同，城市轨道交通监控系统的主要功能可分为两部分：一是城市轨道交通运营电视监控系统，主要监控人流和设备运行以及可能出现威胁安全因素时预警，当事故发生时通过远程监控及时发现、指挥引导现场人员，要求录像录音资料清晰；二是城市轨道交通公安电视监控系统，主要监控对人流和轨道交通设施场所可能遭受的攻击与伤害，威慑、预警，当侵害发生时及时指挥引导现场人员，要求录像录音资料清晰并且能够较好提供破案线索。

综合起来，轨道交通电视监控系统的最本质功能为：监控图像显示和录像要有足够清晰度看清现场、人物特征等，对事故和案件分析起到事后查询等作用，录像资料查找方便，录像可靠性要高，对特殊环境监控要有预警功能。

地铁电视数字监控基本架构图

当前存在问题

需求不明确

当前我国城市轨道交通建设事业正处在快速发展阶段，在设计阶段没有充分论证设计方案，没有将物防、技防、人防有机结合，结果就出现了在轨道桥露天电缆被人割断、列车被迫停运等。后又追加大量投资增加沿路摄像机密度和一些报警探测技术，如智能视频检测，但还不能根本遏制电缆被割。即便远处监控发现电缆被割，也不能及时制止犯罪发生，因为犯罪时间很短，还是造成重大事故。后通过相隔一段距离设置人工岗哨，做到发现问题及时出警。实际在设计时将电缆封闭或埋入地下，做好物防减少电缆被盗诱因。又如在站台轨道隧道口加摄像机和入侵探测器，但没有很好地设置物防，不能阻止无关人员进入隧道。当然，目前一些新建线在站台加装了安全门。

摄像机与监视器比例不合理

现在车站监控摄像机和行调人员观看监视器比例不合适，每个车站摄像机配备比较多，因为空间有限造成监视器极少，就容易造成发生事故图像不能及时呈现行调人员，特别是一些无人值守出入口及换成通道电梯音视频图像，每天进出单站人数几万人，电梯高峰时人满为患，还有一些人不会正确乘电梯，当乘客意外或电梯发生故障，容易发生踩踏事故；若不能及时采取措施，就有可能扩大危害，这样的案例还不少。

可靠性、可用性、可维护性指标不合理

在地铁建设招标过程中，业主在制定招标技术方案中存在的问题主要是：对可靠性、可用性、可维护性不能提出具有可操作合理性指标，地铁闭路电视监控系统往往可能分成三个标：闭路电视、传输系统、大屏显示系统。而它们是一个系统，对这个由不同设备供应商组成的系统，它们的可靠性一般提不出具体指标，不能保证整个系统质量。

一条地铁线不同管理部门对视频监控采用不同招标，造成重复投资及不同视频接口所致的图像质量下降

当前地铁视频监控建设由于部门管理职责不同，分运营视频监控、安防视频监控、车载视频监控、路网控制中心视频监控招标。运营和公安视频监控系统基本是一样的，只是公安监控视频系统前端摄像机除了自己新增的还要将运营摄像机也接入自己的监控系统，控制、录像等重复投资。路网控制中心单独招标，由于路网控制中心开始在软件方面占据先天优势，但数字视频以后接入标准不一，或者业主没有意识这个问题的重要性，没有在开始定好上传路网中心数字图像标准，系统内各级平台之间不能有效地进行图像通信和共享数据，不能统一提供清晰、简洁、友好的中文人机交互界面，人为让各个线路上传图像先将数字图像变成模拟图像接入路网控制中心，路网控制中心再将模拟图像转换数字图像供路网控制中心监控人员观看，结果路网控制中心级别最高，但得到的视频图像却是最差的，因为模拟视频图像经过编码转换数字图像再转换模拟图像再转换数字图像，这中间图像损失比较多，车载视频监控分运营和公安共用前端摄像机视频图像，由于招标不在一个包内，也会出现前端摄像机是数字图像，后端车载录像只能接受模拟图像，不得不将数字图像转换成模拟图像再输入到车载硬盘录像机编码成数字图像，图像损失比较大。

录像存储方式和格式标准不一

现在大部分地铁线车站采用传统硬盘录像机录像，没有RAID保护机制。硬盘发生故障，监控图像丢失，可维修时间增加，存放硬盘空间小，录像时间少，并且大部分采用CIF格式，以节省存储空间，这对地铁在遭到恐怖袭击和日常案件录像判定时是不利的。

建议

采用数字地铁电视监控基本架构

优点：公安和运营共用前端和控制设备，性价比高，可模拟、数字视频矩阵切换上墙，减少视频信号多次交换造成图像质量下降，容易实现多个监控平台级联，扩容即插即用，不会给业主带来更多经济负担。公安运营共用前端和控制设备，通过划分权限来管理运营和公安控制终端，减少投资。

不足之处在于，如果车站采用模拟控制，控制云台摄像机会延时，但对监控功能影响不大，而且车站监控图像还是通过视频编码器变数字图像上传中心，控制中心还是数字监控还是不可避免控制延时，但因为增加模拟矩阵导致投资增加和视频信号多次交换造成图像质量下降，综合考核利大于弊。

地铁运营和公安电视监控采用统一招标

将运营和公安部门的管理权限通过不同控制终端和在软件化分权限，达到资源共享和谐共用一套系统，节约投资，系统可靠性、可用性、可维护性及图像质量更有统一保障。

制定地铁等特殊行业电视监控系统图像显示和录像清晰度可测的验收标准

图像清晰度=信号源的图像质量×处理电路的处理水平×显示方式的显像质量，电视监控系统图像显示和录像清晰度是系统最主要指标之一，现在还没有实用可测的国家标准。标准制定落后，业主在做招标时提不出实用验收标准，而是依据安防标准凭着主观判断是几级图像质量，国家标准是低标准，地铁等特殊行业应制定高于国家行业实用标准。现在经常出现发生案件，调取录像看不清人的五官特征和物的细节，不能对破案起到实质性的帮助，也造成现在行业内设备生产商宣称的摄像机清晰度与实际不符，而且水分很大，因为实际在工程验收时没有实用客观可测标准，如清晰度、色彩还原度等。可以利用电视信号测试卡灯箱放到摄像机前面，在系统后端监视器观看显示和录像测试卡图像。

录像清晰度和可靠性高是地铁电视监控系统存在的必要条件

录像看不清五官，因故不能录像，对地铁运营管理和案件分析是比较严重的问题。录像存储采用在每个车站区域存储，每个站电视监控相对独立，采用磁盘阵列存储，全线设立1个备有录像存储备用中心，防止某一个车站录像系统宕机时，由备用录像中心接管宕机车站录像功能。在实际地铁应用中，为选择合适的RAID阵列，应综合考虑RAID阵列的可靠性、数据传输性能、组建成本，以及磁盘阵列的用途和应用环境等因素，采用RAID 5磁盘阵列的性能比较好，存储格式采用4CIF，是对地铁运营管理和案件分析的可靠保证。

建议不要采用不带RAID阵列硬盘录像机作为车站本地监控图像存储，因为其可靠性低。

在无人值守区域进行音视频同步录音录像

在出入口、出入口道、自动扶梯等无人值守区域与摄像机配合进行音视频同步录音录像，必要音频监控对事故和案件分析起到很好作用，声音对事件分析起到很好作用。

列车电视监控硬盘防震和热插拔

具备车地电视监控图像互传，列车本地具备4CIF格式录像，列车上硬盘具有防震和热插拔，录像可以上传中心。

技术防范是基础，人防是核心

技术防范对人防帮助是有限的，如果在控制终端监视器值班员不认真操作观察监控画面，及时发现事发现场图像、或智能视频分析报警不能有效传达到值班员以便及时指挥出警，那么技防功能就大大打折扣，所以人防是核心。

结束语

地铁发生事故和恐怖袭击对政府和社会民众会产生很大压力，当出现地铁运营事故和恐怖袭击而不能及时通过音视频录像找到对事故和案件分析有用的录像资料，将导致严重后果。而现在一些地铁电视监控系统因行业标准没有制定出来，跟不上地铁建设快速发展。一个电视监控系统，因地铁不同管理部门和这个系统在不同包招标，人为造成重复投资，人为造成接口不统一，不同子承包商只关心自己承包系统，而业主、设计院、总承包商统领全局技术水平能力不够，在招标定方案时只注重某个细节，忽视了地铁电视监控真正本质功能，人防、技防、物防关系没有和谐处理好，建成后监控图像在显示和录像回放中清晰度不够，录像系统因出现宕机而停止录像比较严重。这些问题都需要很好地解决。

作者单位：华北电力大学能源动力与机械工程学院