地铁高清视频监控系统的构架模式分析

1、地铁高清视频监控系统的构架模式分析闭路电视监视系统是保证城市轨道交通行车组织和安全的重要手段， 调度员和车站值班员利 用它监视列车运行、 客流情况、 变电所设备室设备运行情况， 提高行车指挥透明度的辅助通 信工具。 当车站发生灾情时， 闭路电视监视系统可作为防灾调度员指挥抢险的指挥工具。 地 铁高清视频监控系统构架有IPC （网络摄像机）+IPSAN存储、HD-SDI高清摄像机+视频编码器 + 高清视频矩阵 +IPSAN 存储等模式，每种模式都有其特点，但适合今后地铁运营管 理和治安管理的实现比较容易视频监控模式是 IPC+IPSAN 模式性价比最好， 下面将此模式 进行探讨。2、地铁风险等级

2、与防护级别3、风险等级评估是城市轨道交通安全技术防范系统设计的主要依据之一，根据北京市2009 年颁布城市轨道交通安全防范技术要求地方标准的表 1-2 重要部位安全技术防范 设施配置表也可以看出，地铁是高风险区域，是 * 袭击的对象，高清视频监控非常适合，既 能看清大场面又能看清细节，对事后分析会有很大帮助， IP 高清视频监控组网简单，可靠 性高。现在安全防范高清视频监控借用我国广播电视标准，高清分辨率为1920 X1080像素，准高清1280 X720像素，1080P分辨率为1920 X1080扫描线（逐行扫描方式），1080i分辨率为1920 X1080扫描线（隔行扫描方式），720P分

3、辨率为1280 X720条扫描线（逐行扫 描方式），标清分辨率为720 X576像素（D1分辨率），高清晰度电视（HDTV ）的分辨率为1920 X1080=207、36万像素，准高清1280 X720=92、16万像素，可以看出如果是100 多万像素是准高清数字摄像机， 200 多万像素是高清数字摄像机。 网络摄像机内置了数字化 H、 264 压缩控制器和基于 WEB 的操作系统，有的还内置 iSCSI 支持功能，可直接将 存储码流采用 iSCSI 封装直接把码流写入 IPSAN 。 能达到二百万像素的摄像机，配套以 1080p 分辨率的显示设备及相应的传输通道，就可以 形成一套可称之为高清

4、的电视监控系统。3、地铁高清电视监控架构4、3、1 摄像机要求和布置原则：车站一般平均配置有60-80 台左右监控摄像机，公安甚至提出车站公共区域监控全覆盖，摄像机会安装更多，网络摄像机要求：高清分辨率 1920X1080P、准高清分辨率 1280 X720P , SD/SDHC 卡本地存储，日夜功能，双向语音。摄像机设置原则： 看清目标前提下室内尽可能安装半球型网络摄像机， 与装修环境能很好配合， 好看，每侧站台配置 4 台网络高清 1080P 固定枪型摄像机，每部自动扶梯和楼梯配置 1 台 高清1080P (或准高清720P )半球型摄像机，道闸、出入口、通道、综合控制室等配置网 络高清

5、1080P 半球型摄像机，设备室、垂直电梯轿厢小范围采用网络高清 720P 半球型摄 像机，站外配置 1080P ( 720P )红外固定枪型和球型摄像机，室内公共区域配置1080P球型摄像机。公安要求一个人从进入地铁到出地铁至少有3 次正面清晰的五官和体貌特征监控存储图像，便于追查嫌疑人，高清 1080P 网络摄像机无疑是最好的选择，宏观和微观 都能看清楚。3、2站台监视器设置要求：在站台上下行首列车司机观察位置设置1台46 以上液晶1080P高清监视器，与 4 路到高清解码器配合显示同一侧 4 画面合成站台安全门监控图像，供司 机观察上下车人员和安全门状况。3、3车站综合控制室监视器设置要

6、求：22 液晶1080P高清监视器，至少6台液晶监视器。有 1 台以上监控终端。现在大部分地铁视频监控设计对控制室设置监视器多少重视不够， 惯性思维大部分设置 1-2台监视器，地铁人流大，对车站运营调度指挥需 2台46 监视器4 画面显示上下行站台安全门图像， 显示无人值守自动扶梯监控图像， 显示高峰人流瓶颈监控 图像，至少 6 台监视器。3、4车站公安值班室监视器设置要求：22 液晶1080P高清监视器，至少4台液晶监视器, 有 1 台以上监控终端。3、5线路派出所监视器设置要求：22 ” 46 ）液晶1080P高清监视器，至少12台液晶监视器，至少有 2 台以上监控终端。3、6线路控制中心

7、监视器设置要求：50以上高清DLP屏（或46 以上液晶1080P高清监视器），至少 12 台，当然平时大屏最多用 4块屏显示监控图像，其它显示信号系统，至少 有3台以上监控终端。3、7每个车站视频监控系统和控制中心配置1套IPSAN存储，双控制器冗余保护，RAID5 ,磁盘热备。 RAID5 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案，通过奇偶 校验信息提供冗余的存储能力。 它不对存储的数据进行备份， 而是把数据和相对应的奇偶校 验信息存储到组成 RAID5 的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不 同的磁盘上。当 RAID5 的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据

8、和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。控制中心1套IPSAN存储作为系统冗余备份，当车站1套IPSAN存储发生故障，中心接管。车站设置流媒体存储服务器，其功能是将视频实时流进行iSCSI封装存入 IPSAN ，一般如果选择流媒体存储服务器： 4 核 XeonCPU ， 2GB 内存， 千兆网连 接， IPSAN 存储设备： 16TB 硬盘， 配置 RAID5 ，千兆网连接， 网络摄像机： H、 2641080P 编码， RTP 组播传输， 8Mbps 码流带宽， 基本能保证 50 路 8Mbps 实时流进行 iSCSI 封装 存入 IPSAN 。3、 8 视频采用 H 、 264 压缩格式，

9、视频显示和存储码流 6Mbps 。在同等图像质量下 H、264 编码产生的码流是 MPEG-4 的一半左右，从图像质量、占用传输通道的带宽、存储空 间占用，选择编码格式 H 、 264 最好。 6Mbps 是高清显示和存储性价比好，是一种视频码 流对显示和存储高清都兼顾到了，如果存储和显示是 2 种码流，那么视频编码器采用双编码、交换机端口增加一倍，成本就要增加。3、 9 网络视频设备之间的信息交换协议采用 ONVIF 协议。进入数字视频和网络视频时代， 视频信号的互编互解、控制信令和信号之间的互联困扰用户和集成商，如厂商间前端设备 （IPC/DVS ）与后端设备（ NVR 媒体服务器）之间兼

10、容性，编码设备的互编互解，前端设 备（ IPC/DVS ）、存储设备与平台的兼容性。 ONVIF 是由 Axis 、Bosch 和 Sony 在 2008 年合作建立的面向全球的开放性网络视频接口论坛， 其目的是以公开、 开放的原则共同制定 开放性网络视频监控行业标准， ONVIF 核心规范 1 、0，这一标准规范了网络视频设备之间 的信息交换，定义了通用协议，便于不同厂家设备互联互通。4、网络高清视频传输5、IP 高清摄像机到交换机，传输接口： RJ45 ，100M 以太网传输，采用超 5 类网线，超 过 100 米需采用光纤，交换机到 IPSAN 存储采用 1000M 以太网传输。6、高清

11、视频解码器接口输出支持： HDMI ， DVI ，高清监视器带有 HDMI/DVI 接口， HDMI/DVI 线最远可传输 15 米。DVI 接口：全称 DigitalVisualInterface ，数字视频接口，目前常见的 DVI 接口有两种，分 别是 DVI-Digital （DVI-D ）与 DVI-Integrated （ DVI-I ）， DVI-D 只能接收数字信号，而 DVI-I 则可以可同时兼容模拟和数字信号，也就是说 DVI-I 的兼容性更强。通常我们在显卡 的接口部分，看到的是 DVI-I 接口，而在显示器处，看到的则是 DVI-D 接口，HDMI 接口：是英文缩写，意思

12、是高清晰度多媒体接口。它是一种全数位化影像和声音传 送接口，可以传送无压缩的音频信号及视频信号，最新的 HDMI1 、3 规范最高带宽可以达到 4 、 95Gbps ，实际视频信号传输带宽接近 4Gbps ，而现在最高规 格的高清视频格式 1080p 所需的带宽仅仅为 2 、2Gbps ，HDMI 源于 DVI 接口技术，这也 就是为何 HDMI 接口和 DVI 接口能够通过转接头相互转换的原因，与 DVI 相比， HDMI 可以传输数字音频信号， HDMI 完全向下兼容 DVI 。 在地铁线路控制中心一般是音视频图像通过交换机和高清音视频解码器通过大屏幕图像拼 接处理器上电视墙，高清音视频解

13、码器可以带 HDMI/DVI 输出接口，大屏幕图像拼接处理 器可以带 HDMI 、DVI 输入输出接口，全高清 LED 液晶电视输入接口有 HDMI 、DVI ，那 么交换机到高清音视频解码器是超 5 类网线，高清音视频解码器到大屏幕图像拼接处理器 采用 HDMI/DVI 线缆，不超过 15 米，如果超过 15 米，采用带有 HDMI 、DVI 接口高清光 端机。5、视频综合平台视频综合平台集 IP 高清摄像机、存储管理服务器、交换机、监控终端实现了高清视 频监控从采集、编码、传输、切换控制到显示应用，采用 IP 矩阵， IP 矩阵是控制终端控制 软件根据摄 IP 高清摄像机和视频编解码器及储

14、存服务器 IP 地址节点显示矩阵内容，调用、 切换视频监控图像，由于矩阵类型选择的是IP,所以矩阵中的节点全是 IP地址节点，即显示的是 IP 地址之间的通讯。 IP 摄像机对高清实时音视频信号通过 IP 网络传送到指定的目的 地址。平台软件一般由设备厂商配合硬件设备一起提供的, 主要由视频编码器、 网络存储设 备、硬盘录像机厂家提供, 第三方提供监控平台软件也日见增多, 但与硬件配套厂家自己的 软件成本比较低,有成本的优势。在控制中心配置视频管理服务器,其功能是监控平台的管理中心和控制中心,授权 用户可以在任意一台 PC 管理终端上完成全网的设备管理、资源调度、 云台控制和硬解码输 出控制,

15、 所有的控制指令由视频管理服务器集中处理和发送, 而视频流则可以不经过视频管 理服务器单独传输。 把视频管理服务器作为整个系统的控制和管理核心, 所有监控的控制流 都由视频管理服务器处理。6 、车站客户端设计车站运营一般配置 1 台 PC 监控控制终端， 2-6 台高清监视器，选择监视器屏幕幅型比为 16：9，因为高清网络摄像机图像是16 ：9 的比例，这样更增加了观看的临场感和更符合人眼观看的习惯。 车站公安一般配置 1 台 PC 监控控制终端， 至少 4 台高清监视器， 高清 监视器通过 HDMI 或 DVI-D 接口与视频解码器相连， 通过客户端软件界面和网络视频控制 键盘灵活的调用、切

16、换、控制多路监控视频图像到高清监视器， PC 监控控制终端内置软件 解码，支持多路视音频信号的软解码， 使得用户可以直接在 PC 上对监控内容进行实时查看、 控制或历史回放监控图像。7、控制中心终端设计调度大厅设置 12-16 块大屏监视器组成拼接墙，通过大屏拼接器接入各个子系统信号，共用电视墙，上传 H、264编码压缩1920 x1080P30fps 监控图像通过视频解码 器输入大屏拼接器。 调度大厅设置 3-6 块 20 寸左右高清监视器和 3 台 PC 控制终端组 成电视监控分控。 视频解码器接收网络上的媒体流数据， 并通过解码转换成视频数据， 通过 VGA 或者 HDMI 接口输出到电

17、视墙的屏拼接器和高清监视器，通过客户端软件界面和视频 控制键盘调用、切换、控制多路监控视频图像到高清监视器，PC 控制终端通过软解码，使得直接在 PC 上对监控内容进行实时查看、控制或历史回放监控图像。配置流媒体服务器为本地或其它系统服务， 控制中心监控终端和其它系统终端可能同 时调用同一路图像，由本地流媒体服务器进行图像获取及转发。8、控制中心网管设计可通过网管服务器对所有监控设备进行统一管理， 可管理带网管功能的设备如视频编 解码器、光端机、交换机、服务器、 IPSAN 磁盘阵列等，支持对设备的配置、故障、性能、 告警等多方面的管理，通过 1 台 PC 网管终端的友好软件界面显示全线设备运

18、行状况。网管服务器将电视监控系统告警信息向线路集中告警服务器上报。网管服务器接收时钟系统中心母钟提供的标准时间信息， 校准本系统内所有需要时间信 息的设备。9、结束语地铁是人流密集区域是恐怖袭击主要目标，采用高清摄像机可以在事件发生后提供现场高清录像，地铁运营和公安电视监控采用同一系统， 运营和公安部门的管理权限通过 不同控制终端和设备优先级控制，达到资源共享，采用全 IP高清摄像机，IPSAN存储，组 网简单，每个车站电视监控相对独立，系统可靠性、可用性、可维护性更有保障。沁园春雪北国风光， 千里冰封， 万里雪飘。望长城内外，惟余莽莽；大河上 下，顿失滔滔。山舞银蛇，原驰蜡象，欲与天公试 比高。须晴日，看红装素裹，分外妖娆。江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。惜秦皇汉武，略输文采；唐宗宋 祖，稍逊风骚。一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射 大雕。俱往矣，数风流人物，还看今朝。 克出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂， 今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣 不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光 先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有