探讨城市地铁视频监控系统的应用及发展

王建军

摘 要：近年来，地铁的安全已引起相关部门的高度重视，并陆续颁布了针对性的要求和规定。在地铁视频监控系统中，摄像机点位布置数量多，管理及存储系统容量大，并有一些特殊的要求。为此，本文对地铁视频监控系统的组成及应用进行相关的探讨，并着重对地铁视频的发展趋势作了详细的分析，以供参考。

关键词：地铁视频监控；应用；发展

引 言：地铁在近年来得到了很多大中型城市的青睐，全国各地都在进行地铁建设，因此出现了如何对人流量比较大，安全隐患比较多，突发事件集中，列车调度复杂等一系列问题。视频监控系统经过很长时间的发展，成为这样一种较为有效的解决方式。随着电子信息，数字化技术，图像处理技术的发展，视频监控系统也得到了更加广泛的应用。

1 视频监控系统概述

视频监控系统是指由前端摄像机，传输系统，综合监控平台等组成的统一系统，在实际应用中主要可以分为三种类型。第一种是模拟视频监控系统。是由前端摄像，图像传输，显示记录，系统控制四个部分组成，其中在系统控制中用到的是视频分配器，对模拟信号进行分配，然后传输给显示设备。第二种是数字视频模拟系统，和模拟视频监控系统主要的区别是将视频模拟信号转换成数字信号，以便于传输和显示。第三种是网络数字视频监控系统，与其他两种监控系统的区别是通过摄像机内部完成视频的压缩编码，数字化，通过网络传输到计算机，然后显示出来。

2 城市地铁监视系统的作用和组成

根据监控使用的不同部门以及针对的不用重点监控区域，一般把城市地铁视频监控系统分为两部分：一部分是为运营服务的运营视频监视系统，主要监控面覆盖公共区和设备区；另一部分是为公安保障服务的公安视频监控系统，重点监控公共区范围。两部分可独立设置系统平台及控制设备，在共用一些前端摄像机的基础上分别根据自己的监控范围再增补各自的图像监控点。近年来，在部分城市也出现了运营、公安合建视频监控系统，共用前端及处理平台，分设各自控制终端的模式。无论是分设还是共用系统，视频监控系统都应具备以下特征：组成都应相对简单，易扩容、易升级、易维护；在瞬间电源切换时不死机；设备及板卡允许带电热插拔；监控操作程序应尽可能的简便，监控界面图形化；系统的网管功能应强大、可对车站电视设备进行遥控开关机；车站设置数字录像设备，可对站内全部图像进行录制保存并能够进行回访调用；运营中心等部门可根据不同的权限任意调看画面等。

根据地铁运营管理特点，视频监控系统一般分为中央（ OCC ）和车站（现场）两个管理级别，以及现场控制三层网络架构，而且各个级别之间的联系采用局域网络。因此地铁运营监视系统从使用上可分为主控制中心监视子系统和车站监视子系统。控制中心一级的子监视系统，主要是为控制中心的调度人员提供对全线各车站的监视，实时地了解车站范围内的列车运行、乘客流动情况，以便更好地进行行车调度和运行组织管理。在车站一级的监视系统中，车站站台和站厅区设置监控点位，分别监视列车运行以及乘客的站内流动和上下车情况。

3 城市地铁监视系统的信号传输方案探讨

目前地铁站视频监控一般分为两级监控；在地铁车站级要求监视所有本站图像，另外在监控中心级要求可以监视管辖范围内下属各车站的情况。考虑到资金投入和运营人员设置问题，在监控中心不要求同时看到所有地铁站的全部图像，而是要求显示监看固定路数的图像，但可对任意车站的任意图像进行调用和切换。这就需要考虑从监控中心到各地铁站的图像上传问题。

目前模拟摄像机及IP摄像机在地铁视频系统中均有应用。采用模拟摄像机时需要使用数字视频编解码器对其进行编码后进入平台系统，而IP摄像机由于输出为IP数据，可直接进入平台系统。对于图像数据流的传输方式，一般分为两种，第一种是通过传输设备提供的数据通道完成视频传输；第二种直接使用光纤，独立组成城市地铁视频监控传输网络。采用第一种方式，需要占用大量传输系统带宽资源，增大了传输系统的压力。在第二种方式中，地铁视频监控系统光纤拓扑结构一般呈链状或环网结构，系统远端设备对模拟图像进行压缩编码、数字化并通过复用器复接到高速信道，通过电/光转换将信号发送到光纤通道，组成链网或环网。在局端进行反向复用、解码，输出监控图像。

4 城市地铁视频监控的发展趋势分析

4.1 智能化分析

智能监控的发展必须有图像内容分析技术的突破作为支撑。图像具有极大的信息量，同时具有空间和时间分辨的能力，但如何把这些信息完整、准确地提取和挖掘出来，这一步非常关键但也是复杂和困难的。监控系统智能化的主要标志之一是：系统从“视读”（目视解释）走向“机读” （机器解释）。它意味着监控系统将改变对图像信息不作任何处理的状态，“处理”就是对图像信息自动的解讀，是理解（understanding）图像，这就是图像内容分析（video understanding）的含义所在。现在市场上出现了一些IV（intelligent video）产品，如目标的分离、分类、统计，简单背景下单目标的行为分析和跟踪，都是对图像内容进行基本的分析。

由于安全的需求的不断变化和升级，智能化监控的实现过程也是逐步发展，与时俱进的，没有终极的结果。实现成熟完善智能监控，要经过不断的技术积累和发展，都需要经历“需求-研发-应用-完善-提升”的过程，不可能一蹴而就。

4.2 高清化

对于视频监控而言，采用高清设备可实现更精确、更高效的应用。这不仅是为了获取更加清晰的监控与存储的数据资源，也是为了智能监控的应用提供基础。图像的清晰程度，直接影响到智能分析的准确性以及效率。

由于网络监控的发展，视频监控的高清化应用越来越普及。与传统D1、CIF格式相比，高清能够明显改善视频清晰度和流畅度。以目前已成熟的1080P为例，其分辨率为1920×1080，图像清晰度是CIF视频的20倍，是D1视频的5倍，而且1080P的帧率可以达到60帧/秒或60场/秒，其流畅度是D1和CIF的2倍以上。

4.3 集中/分散网络化管理

根据目前的地铁建设状况，保守计算，每个地铁站设置60个视频监控点，隧道沿线每隔200米1个视频监控点，每节车厢2个视频监控点计算，一个大型城市的地铁视频监控系统将拥有上万个视频监控点位。如何对这庞大的系统做出统一、集中、灵活的管理，是地铁运营部门、公安部门、政府管理机构面临的巨大挑战，这也是在地铁建设中必须要解决好的问题。

5 结束语

总之，随着城市轨道交通的发展，轨道交通必将形成一个完整的线网布局，并与地面公交、轻轨等交通手段统一到一个集中调度和控制中心，对整个城市的整体交通网进行统筹运营、统筹治理，这就是大联网。要实现便捷的大联网，并实现大联网后高效、高性能的统一管理，就必须依赖网络化视频监控。

参考文献：

[1]刘富强. 数字视频监控系统开发及应用[M].北京：机械工业出版社，2003.

[2]韩斌.高清视频监控解决方案在地铁的应用[J].工程建设与设计，2011（1）.

[3]王成.城市地下铁道通信系统功能需求的确定及分析[J].铁路通信信号设计，2000（3）.