智慧城市建设背景下城市轨道交通视频监控系统设计

王 涛，李晓阳，刘远高，周 峰

(中通服咨询设计研究院有限公司，新疆 乌鲁木齐 210019)

0 引言

随着智慧城市建设的发展，轨道交通模式具有更高的信息化控制水平，为了加快智慧城市轨道交通运营和信息化管理的步伐，通过数据采集，设计城市轨道交通视频监控系统，提高城市轨道交通视频监控的自动化水平[1]。首先，研究城市轨道交通体系的信息化建设模型，对城市轨道交通视频监控系统进行设计，然后进行智慧城市建设下城市轨道交通视频监控系统的硬件设计，构建智慧城市建设的发展规划模型，在云平台结构体系下，进行城市轨道交通行业的云设计构架，实现系统的软件开发设计。

1 智慧城市建设

智慧化交通规划设计是城市的智慧化建设的基础，结合对城市交通运营管理可靠性设计，在信息化发展水平下，建立城市交通网络体系，有助于提高城市交通运行管理的智慧化水平。在智慧城市建设中，引入信息化管理思想，通过交通轨道等路径的规划设计，采用信息化的建设方案，实现城市交通的协调发展，提高城市资源的利用率。结合城市轨道交通数据信息化构造体系，在轨道交通路网相应流量信息采集的基础上，结合数据分析和移动互联网技术，建立智慧城市管理系统，结合大数据挖掘的方法，做好智慧城市的信息挖掘和分析工作[2]，构建智慧城市轨道交通运营信息化平台，提高智慧城市轨道交通运维管理能力，搭建城市轨道交通视频监控平台，实现轨道交通运营管理信息化发展。

2 城市轨道交通视频监控系统硬件设计

2.1 基础设计构架和组网设计

为实现智慧城市建设下城市轨道交通视频监控系统设计，首先构建智慧城市建设下城市轨道交通视频监控系统的总体结构模型，设计的系统主要包括城市轨道交通的信息采集模块、城市轨道交通运行状态监测模块、城市轨道交通视频传输模块、城市轨道交通视频云信息处理模块、远程通信装置等[3]，采用AMBA2.0实现智慧城市建设下城市轨道交通视频监控系统总线接口与外部设备相连，通过度中心下发的命令指令，采用全网数字化处理的方法，结合视频信号处理，通过局域网、广域网、PON、无线网实现对智慧城市建设下城市轨道交通视频监控系统的网络设计。采用 NVR、IP 高清等技术实现对城市轨道交通视频监控信息采集，对采集的城市轨道交通视频监控信息进行处理、传输、存储、控制等处理。

2.2 硬件设计指标参数

设计系统硬件综合方案，监控系统主要分为信号采集、信号处理、信号传输、数据存储等功能模块等部分[4]。采用彩色摄像机或成像器件(CCD/CMOS)，进行智慧城市建设下城市轨道交通视频监控的光学成像处理，使用CCD/CMOS 成像器件，以视频杆、云台、编码器、支架等作为硬件载体，进行智慧城市建设下城市轨道交通视频监控的原始信息采集，监控信息分为视频、音频、控制等数据，对各类型数据采集的指标参数结构如表1所示。

表1 各类型数据采集的指标参数结构

根据表1的指标参数设计，在不同的电磁干扰强度下，建立视频数据存储模块，将磁盘阵列、SAN 交换机等外设设备作为接口，在NVR、RAID、云存储等数据存储空间中，实现对城市轨道交通视频监控系统的云数据存储[5]。

构建智慧城市建设下城市轨道交通视频监控系统的底层构架协议，采用嵌入式的协议构架，进行城市轨道交通视频监控系统的人机交互和组网控制，构建智慧城市建设下城市轨道交通视频监控系统的接口控制模块，采用人机交互设计的方法，在MCU控制协议层中，设置城市轨道交通视频监控系统的网管、接口、数据库、告警等功能。

在系统的控制接口模块中，采用一台 PC 台式机、笔记本电脑作为输出终端设备，实现多个视频集点图像的显示、切换、回放等功能，综上分析，得到系统的硬件设计结构如图1所示。

图1 系统的硬件结构设计

3 城市轨道交通视频监控系统软件设计

在上述进行了系统硬件设计的基础上，设计智慧城市建设下城市轨道交通视频监控系统的软件模块，采集视频监控电视图像制式包括 PAL，NTSC，SECAM，在共享物理和虚拟资源池中，对智慧城市轨道交通视频监控系统的数据库模型进行构建，同时，搭建信息处理平台。采用视频压缩编码芯片进行视频压缩和解密，得到系统的软件实现流程如图2所示。

4 实验分析

实验中，对视频信息采集的帧率取 25 帧/秒，码流为[352×288+2(176×144)〕，对视频监控的质量根据级别可分为 RAID0，RAID1，RAID2，在访问存储设备上的资源时，采用SCSI 协议封装到 IP 包，实验测度得到不同视频帧下的视频监控图像输出质量如表2所示。

分析表2得知，本文方法进行智慧城市建设下城市轨道交通视频监控，输出的视频监控质量较高，系统稳定性较好。

图2 软件实现流程

表2 视频监控图像输出质量

5 结语

本文提出智慧城市建设下城市轨道交通视频监控系统设计方法，结合城市轨道交通数据信息化构造体系，构建系统硬件和软件模块。在NVR、RAID、云存储等数据存储空间中，实现对城市轨道交通视频监控系统的云数据存储，在共享物理和虚拟资源池中，实现对智慧城市轨道交通视频监控系统的数据库设计，实现视频监控系统优化设计。测试得知，设计系统输出视频监控质量较高。